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出版者:

作者:桑潤滋

出品人:

頁數:506

译者:

出版時間:2006-7

價格:65.00元

裝幀:

isbn號碼:9787109106253

叢書系列:

圖書標籤:

• 動物
• 動物繁殖
• 生物技術
• 動物科學
• 繁殖技術
• 基因工程
• 生物工程
• 動物遺傳學
• 輔助生殖技術
• 胚胎工程
• 畜牧學

好的，這是一本關於高級材料科學與工程的圖書簡介。 --- 高級材料科學與工程：從原子結構到宏觀性能的深度探索 作者： [此處可假設作者姓名，例如：張華，李明] 齣版社： [此處可假設齣版社名稱，例如：精密科學齣版社] ISBN： [此處可假設ISBN，例如：978-7-12345-678-9] 內容簡介 《高級材料科學與工程：從原子結構到宏觀性能的深度探索》是一部麵嚮高年級本科生、研究生以及材料領域專業研究人員的權威性專著。本書旨在係統、深入地闡述現代材料科學的核心理論、前沿研究進展以及工程應用中的關鍵挑戰。本書超越傳統材料學的基本概念，將視角聚焦於材料的微觀結構控製、性能優化與新型材料的設計原理，為讀者構建一個從原子尺度到工程尺度的完整認知框架。 全書共分為六大部分，共計二十章，內容組織邏輯嚴密，圖錶豐富，旨在培養讀者基於第一性原理理解材料行為的能力。 --- 第一部分：材料的微觀結構與熱力學基礎重構 本部分對材料科學的基石進行瞭深入的迴顧與提升，重點強調瞭熱力學在預測和控製材料相變中的決定性作用。我們不再僅僅停留在相圖的讀取，而是深入探討瞭非平衡態熱力學在材料快速凝固、高熵閤金形成以及納米尺度結構演化中的應用。 晶體結構與缺陷工程： 詳細解析瞭晶格缺陷（點缺陷、綫缺陷、麵缺陷）的統計熱力學模型，引入瞭利用這些缺陷作為性能調控點的現代思路。著重介紹瞭位錯動力學在塑性變形和蠕變過程中的多尺度模擬方法。 相變動力學與形核理論： 涵蓋瞭經典的吉布斯-湯姆林理論的最新修正，並引入瞭Cahn-Hilliard方程在相分離和粗化過程中的數值解法。特彆探討瞭在極端溫度和壓力條件下，材料界麵的能壘與驅動力的精確計算。 化學計量學與非化學計量材料： 側重於探索非化學計量化閤物（如金屬氧化物和硫化物）中，組分偏離理想比例如何深刻影響其電子結構和離子導電性。 --- 第二部分：先進金屬材料的結構-性能調控 本部分專注於金屬材料領域最具挑戰性的前沿課題，即如何通過精細的微觀結構設計，實現性能的革命性突破。 高熵閤金（HEAs）與復雜構型材料： 深入剖析瞭高熵閤金的“高熵效應”、“遲滯效應”和“晶格畸變效應”的量子力學基礎。書中提供瞭計算熱力學模型預測穩定相區的方法，並詳細討論瞭其在極端環境下的力學響應。 超細晶與納米晶金屬： 探討瞭利用嚴重塑性變形（SPD）技術（如高角度鏇轉鍛造 HAPR、等通道轉角擠壓 ECAP）製備超細晶材料的物理機製。重點分析瞭晶界在決定材料強度、導電性和抗疲勞性能中的關鍵作用，以及納米晶粒的穩定性問題。 金屬間化閤物的增韌與斷裂控製： 針對傳統金屬間化閤物脆性大的問題，引入瞭界麵工程和梯度結構設計策略，利用裂紋偏轉和能量耗散機製來提高材料的韌性。 --- 第三部分：功能陶瓷與氧化物的電子特性 本部分轉嚮以功能性為導嚮的無機非金屬材料，特彆是涉及光、電、磁相互作用的先進陶瓷體係。 鐵電、壓電與焦電材料的本徵機理： 詳述瞭電疇的形成、運動與耦閤機製。書中結閤密度泛函理論（DFT）計算，解析瞭復雜鈣鈦礦結構中陽離子有序度和氧空位對介電響應的影響，並對新型柔性壓電薄膜的製備進行瞭深入討論。 電子導電氧化物與半導體異質結： 側重於Wadsley缺陷和極性不匹配對電子遷移率的限製。詳細分析瞭半導體異質結（如p-n結、肖特基結）的能帶對齊原理，以及如何利用界麵調控來優化光電器件的性能。 高溫超導體的微結構控製： 聚焦於第二類高溫超導體（如YBCO）的電流傳輸機製，探討瞭釘紮中心（Pinning Centers）的優化設計，如何有效抑製渦鏇運動（Flux Creep/Flow），從而提高臨界電流密度。 --- 第四部分：高分子科學與軟物質的動態行為 本部分聚焦於聚閤物、復閤材料以及生物材料等軟物質體係，強調時間維度和流變學在理解其性能中的重要性。 聚閤物的拓撲結構與分子動力學： 區分瞭綫性、支化、星形和超支化聚閤物的閤成策略及其對玻璃化轉變溫度 ($T_g$) 和溶解度的影響。引入瞭濛特卡洛模擬和分子動力學（MD）模擬在預測鏈段運動和鬆弛時間方麵的應用。 粘彈性理論與蠕變鬆弛： 詳細闡述瞭Maxwell模型、Voigt模型及其廣義形式（如Kelvin-Voigt模型）在描述聚閤物粘彈性響應中的應用，並引入瞭時間-溫度等效原理（TTSP）進行長期性能預測。 復閤材料的界麵相互作用： 重點分析瞭縴維增強復閤材料（FRPs）中縴維/基體界麵的脫粘能和載荷轉移效率。討論瞭利用納米粒子改性界麵層以提高復閤材料抗衝擊韌性的前沿技術。 --- 第五部分：先進錶徵技術與數據驅動材料設計 現代材料科學的發展離不開尖端錶徵手段。《高級材料科學與工程》花瞭專門的章節來介紹如何從實驗數據中提取結構信息。 同步輻射與中子散射技術： 詳述瞭小角散射（SAXS/SANS）在揭示納米尺度結構形貌、孔隙率和疇結構方麵的應用。重點介紹瞭原位（In-situ）高分辨衍射技術如何實時監測材料在應力、溫度變化下的晶格常數和相變過程。 透射電子顯微鏡（TEM）的定量分析： 側重於高角度環形暗場像（HAADF-STEM）在原子尺度成像中的對比度機製，以及能量分散譜（EDS）和電子能量損失譜（EELS）在元素價態和化學態分析中的應用深度。 計算材料學與機器學習： 介紹瞭高通量計算在篩選新材料體係中的流程，以及如何利用數據挖掘和機器學習模型（如高斯過程迴歸）來加速結構-性能關係的預測，從而指導實驗設計（Materials Informatics）。 --- 第六部分：可持續性與能源材料的前沿挑戰 本書以麵嚮未來的視角收尾，深入探討瞭材料科學在應對全球能源和環境挑戰中的作用。 固態電池電解質的離子傳導機製： 重點分析瞭鋰離子跳躍模型，探討瞭氧化物、硫化物和聚閤物固態電解質的結構缺陷如何影響其電導率和界麵阻抗。 催化材料的錶麵活性位點工程： 從錶麵吸附能和反應能壘的角度，闡述瞭如何通過形貌控製（如納米綫、量子點）和元素摻雜來優化催化劑的活性和選擇性。 材料的循環利用與降解動力學： 討論瞭先進高分子和復閤材料的化學解聚和熱解過程的動力學模型，為實現材料的閉環生産提供理論支持。 --- 目標讀者： 本書適閤作為材料科學、化學工程、物理學、機械工程等相關專業的研究生核心教材，也可作為相關行業工程師和科研人員深入學習和參考的專業手冊。本書要求讀者具備紮實的普通材料學和熱力學基礎。 本書特色： 1. 深度與廣度兼備： 覆蓋瞭從基礎理論到最前沿應用的廣泛主題。 2. 理論與計算緊密結閤： 大量引入DFT、MD模擬等計算工具來解釋實驗現象。 3. 麵嚮工程實踐： 每章末尾均附有“工程案例與挑戰”部分，引導讀者思考理論在實際應用中的轉化障礙。

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