大学物理实验 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

简体网页||繁体网页

☆☆☆☆☆

出版者:

作者:赵青生

出品人:

页数:0

译者:

出版时间:

价格:38.00元

装帧:

isbn号码:9787810529228

丛书系列:

图书标签:

• 大学物理
• 物理实验
• 实验教学
• 高等教育
• 理工科
• 物理学
• 实验报告
• 教学参考
• 大学生
• 实验指南

深入探索：现代材料科学前沿与应用 图书简介 本书旨在为材料科学、化学工程、物理学及相关领域的学生、研究人员和工程师提供一个全面而深入的视角，聚焦于现代材料的制备、表征、性能优化及其在尖端技术中的应用。本书不侧重于基础的经典力学或电磁学实验原理，而是将视角投向当前材料科学研究中最活跃、最具挑战性的领域。 第一部分：先进材料的合成与结构控制 本部分深入探讨了超越传统冶金学范畴的材料制备技术，强调原子尺度上的结构控制对宏观性能的决定性影响。 第一章：纳米材料的精确构筑 详细介绍从零开始构建纳米结构的方法论。重点讨论溶胶-凝胶法（Sol-Gel）在制备高纯度氧化物纳米颗粒和薄膜中的精细调控，包括溶剂选择、pH值对凝胶化速率和最终孔隙率的影响机制。引入化学气相沉积（CVD）技术在二维材料（如石墨烯、过渡金属硫化物）可控生长中的关键参数控制，如前驱体流量、反应温度梯度和衬底预处理对晶格取向及缺陷密度的影响。此外，深入分析自组装原理在有机-无机杂化材料构建中的应用，包括表面活性剂介导的模板合成法。 第二章：新型合金与高熵合金设计 本章着眼于突破传统固溶体限制的金属材料。全面解析高熵合金（HEA）的设计哲学，即基于熵驱动的单相形成。详细阐述了使用CALPHAD方法结合第一性原理计算（如DFT）来预测和筛选具有面心立方（FCC）或体心立方（BCC）结构的稳定HEA体系。讨论了通过快速凝固技术（如电弧熔炼结合快冷）如何抑制脆性金属间相的形成，从而获得优异的室温塑性和高温抗蠕变性能。特别关注等原子比和非等原子比HEA在极端环境下的微观结构演变。 第三章：功能性聚合物与复合材料的界面工程 聚焦于高性能复合材料中“连接”不同组分的关键技术。详细剖析了纳米填料（如碳纳米管、石墨烯片层）在聚合物基体中均匀分散的挑战与解决方案，包括表面功能化策略（如氧化、接枝聚合）以增强基体界面结合能。讨论了层状复合材料的制备，如聚合物/粘土纳米复合材料，分析了插层和剥离程度对材料电学、阻隔性能和力学性能的定量影响。引入反应性挤出和原位聚合技术在构建结构与功能一体化复合材料中的应用。 第二部分：先进表征技术与性能关联 本部分侧重于如何利用尖端仪器洞察材料的微观结构、化学态和动态行为，建立“结构-性能”之间的精确桥梁。 第四章：电子结构与化学态的谱学分析 深入探讨X射线光电子能谱（XPS）和俄歇电子能谱（AES）在材料表面化学态分析中的应用。详细解析了窄谱峰的结合能位移与化学环境、氧化态的对应关系，并探讨了如何通过峰形拟合分离出复杂多组分体系中的特定物种。引入同步辐射光源驱动的X射线吸收谱（XAS，包括XANES和EXAFS）技术，用于确定局部原子排列和远近程结构信息，尤其是在催化剂和储能材料的充放电过程中。 第五章：高分辨成像与晶体缺陷分析 全面介绍透射电子显微镜（TEM）在材料科学中的核心地位。细致讲解高分辨TEM（HRTEM）下成像原理，如何识别晶界、位错和堆垛层错等晶体缺陷。重点阐述选区电子衍射（SAED）和环形明场/暗场成像在确定薄膜生长取向和识别纳米颗粒晶相上的应用。引入扫描透射电子显微镜（STEM）及其高角度环形暗场（HAADF）成像技术，如何实现原子尺度的Z对比成像，用于分析高熵合金中的元素偏析或点缺陷的局域化学环境。 第六章：动态行为与原位表征 探讨材料在真实工作环境下（受力、加热、电化学循环）的实时响应。详细介绍原位拉伸或压缩对TEM/SEM的集成技术，实时观察晶粒塑性变形、裂纹萌生和扩展的瞬态过程。阐述同步辐射X射线衍射（XRD）在高温或高压条件下晶格常数变化的实时监测，以确定相变温度或热膨胀系数。在电化学领域，重点解析原位/准原位拉曼光谱和电化学-质谱联用技术，用于追踪电池或燃料电池活性材料在电化学循环中表面的反应中间产物和副反应。 第三部分：前沿应用领域与性能调控 本部分将前两部分的理论和表征技术应用于当前最具潜力的功能材料领域。 第七章：能源存储材料的界面阻抗控制 聚焦于锂离子电池和固态电池的关键瓶颈。详细分析了固态电解质/电极界面的不匹配问题（如应力集中和界面电阻过高）。讨论了如何通过界面涂层（如原子层沉积ALD制备的超薄Al₂O₃层）来钝化高活性锂金属表面，抑制枝晶生长。引入电化学阻抗谱（EIS）的等效电路模型分析，精确区分不同界面（如固体电解质颗粒间、固体电解质/电极）的阻抗贡献，指导界面工程的优化方向。 第八章：光电功能材料的载流子动力学 探讨半导体和光电器件中的载流子传输与复合效率。深入解析飞秒瞬态吸收光谱（TA）技术，用于测量载流子从激发态到基态的寿命及其弛豫机制，特别是在钙钛矿太阳能电池中光吸收层与传输层界面的载流子分离效率。讨论了通过掺杂或缺陷工程来调控材料的带隙结构和缺陷态密度，以实现特定波长的光吸收或高效光致发光（PL）。 第九章：生物医用材料的表面生物活性 关注植入式医疗器械和组织工程支架的表面设计。详细讨论了生物相容性的评估标准，以及如何通过表面粗糙度、润湿性和化学修饰来引导细胞（如成骨细胞、内皮细胞）的粘附、增殖和分化。介绍等离子体射频处理和生物活性分子（如RGD肽段）的化学接枝技术，用以增强材料与活体环境的特异性相互作用。讨论了可降解材料（如聚乳酸、聚己内酯）的降解动力学及其在体内释放因子（如药物或生长因子）的控制策略。 本书力求以严谨的科学态度和详实的案例分析，构建一个从微观到宏观、从基础到应用的完整知识体系，激发读者对材料科学前沿问题的探索热情。

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆