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出版者:John Wiley & Sons Inc

作者:Kirk-Othmer

出品人:

頁數:872

译者:

出版時間:2004-1

價格:919.00 元

裝幀:HRD

isbn號碼:9780471485223

叢書系列:

圖書標籤:

• 化學科技
• 化學工程
• 化學工業
• 百科全書
• 技術手冊
• 化學工藝
• 材料科學
• 工業化學
• 化學反應
• 應用化學

現代材料科學前沿：從基礎理論到尖端應用 本書深入探討瞭當代材料科學領域最激動人心和最具影響力的進展，旨在為研究人員、工程師和高級學生提供一個全麵且深入的視角，瞭解新材料的開發、特性、性能以及它們在各個高科技産業中的關鍵作用。 本書結構清晰，內容涵蓋瞭從原子尺度的設計原理到宏觀尺度的工程應用，重點聚焦於那些正在重塑能源、電子、生物醫學和可持續發展領域的革命性材料體係。我們摒棄瞭對傳統化學過程的詳盡描述，轉而專注於材料結構與功能之間的深層聯係，以及如何通過精確的閤成方法來調控這些聯係。 第一部分：先進結構材料的範式轉變 本部分著眼於突破傳統金屬、陶瓷和聚閤物的性能極限所湧現齣的新一代結構材料。我們詳細闡述瞭高熵閤金（HEAs）的最新研究進展。與傳統閤金僅依賴少數幾種主元素不同，HEAs通過在晶體結構中引入五種或更多元素，展現齣卓越的高溫穩定性、抗輻照損傷能力以及優異的機械韌性。書中不僅分析瞭相形成的熱力學和動力學機製，還深入探討瞭利用機器學習（ML）模型預測新型HEAs成分的最新策略。 緊接著，我們轉嚮納米結構復閤材料。重點關注瞭如何通過在聚閤物基體或金屬基體中精確分散諸如碳納米管（CNTs）、石墨烯片層或納米晶體填料，以實現材料性能的協同增強。討論涵蓋瞭界麵工程的關鍵技術，例如錶麵功能化處理如何改善填料與基體之間的應力傳遞效率，從而顯著提高材料的強度、導電性或阻尼特性。此外，自修復材料的設計原理也進行瞭深入剖析，包括微膠囊釋放修復劑、形狀記憶聚閤物的分子機製以及熱力學驅動的鍵閤過程，為延長結構件的使用壽命提供瞭新的途徑。 第二部分：能源轉換與儲存的材料革命 能源是 21 世紀麵臨的核心挑戰之一，本書的第二部分係統梳理瞭驅動能源技術進步的關鍵材料體係。 電池技術的焦點放在瞭固態電解質和下一代正負極材料上。我們詳盡地比較瞭基於硫化物的、氧化物的以及聚閤物固態電解質的離子導電性、界麵阻抗和熱穩定性。在電極材料方麵，本書深入探討瞭矽基負極在高容量鋰離子電池中的體積膨脹控製策略，以及富鋰錳基正極的電壓衰減機理和循環穩定性改進方案。對於固態電池界麵化學的復雜性，我們利用先進的譜學技術（如原位XPS和中子散射）來揭示固-固界麵的反應路徑。 在光伏領域，鈣鈦礦太陽能電池（PSCs）的穩定性問題是研究的熱點。本書詳細分析瞭濕度、熱應力以及光照下有機組分降解的分子機理，並著重介紹瞭鈍化策略，包括錶麵配位絡閤物和二維（2D）鈣鈦礦層的引入如何有效阻擋水分侵入並穩定薄膜形貌。此外，高效的熱電材料——用於將廢熱直接轉化為電能——的設計也得到瞭深入闡述，特彆是對基於碲化鉍（Bi2Te3）的摻雜工程以及新型無鉍熱電材料的探索。 第三部分：功能化與智能材料係統 本部分聚焦於那些響應外部刺激並錶現齣可編程行為的先進功能材料。 智能響應性材料是本章的核心。我們詳細分析瞭液晶彈性體（LCEs）如何通過其各嚮異性網絡結構實現對光、熱或電場的快速、大形變響應，這在軟體機器人和人造肌肉領域具有巨大潛力。對於磁性材料，重點從傳統的鐵氧體轉嚮瞭斯皮恩電子學（Spintronics）的前沿，特彆是對拓撲絕緣體和磁性外爾半金屬的研究，它們有望顯著降低電子器件的功耗和延遲。 生物電子學與生物相容性材料也占據瞭重要篇幅。我們探討瞭用於神經接口和生物傳感器的導電聚閤物（如PEDOT:PSS）的生物相容性優化，以及如何通過可降解聚閤物（如PLGA）精確控製藥物釋放動力學。此外，3D生物打印所需的先進水凝膠材料配方及其流變學特性，為組織工程支架的構建提供瞭技術基礎。 第四部分：可持續性與環境材料工程 麵對全球環境挑戰，材料科學必須提供可持續的解決方案。本部分探討瞭催化材料在綠色化學過程中的應用。 重點考察瞭單原子催化劑（SACs）的構建方法和高活性位點識彆技術。通過將活性金屬原子錨定在碳載體上，SACs極大地提高瞭原子利用率，並在氧化還原反應中展現齣超越傳統納米顆粒催化的選擇性和效率。 此外，汙染物吸附與分離材料的開發也至關重要。本書詳盡對比瞭金屬有機框架（MOFs）和共價有機框架（COFs）在捕獲二氧化碳（CO2）方麵的性能。我們分析瞭孔道尺寸、錶麵官能團密度以及水穩定性對這些多孔材料實際應用的影響。對於水處理，高性能的正滲透（FO）膜材料的設計，旨在通過最小化能耗實現高鹽度廢水的淨化，也進行瞭深入的案例研究。 結語 本書的編寫遵循瞭嚴謹的科學敘事風格，力求在介紹前沿概念的同時，提供堅實的理論基礎和最新的實驗證據。它不是一本化學閤成手冊，而是一份聚焦於材料結構-性能關係的深度指南，旨在激發讀者從多學科交叉的角度，去思考和設計下一代突破性的材料係統，以應對未來工程和技術領域的復雜需求。全書貫穿瞭對材料微觀結構進行精確調控，以實現宏觀功能的最優化這一核心思想。

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從**基礎化學工程原理的教學**角度來看，《化學工藝百科全書》是一套極其難得的補充材料。我過去在給本科高年級學生講授**分離工程**時，最大的睏難就是如何將抽象的理論概念與現實世界中的龐大工業裝置聯係起來。這本書在這方麵堪稱典範。它不會隻停留在平衡綫和操作綫的繪製上，而是會展示實際的**結晶過程**中，如何通過控製冷卻速率和攪拌強度來影響晶體的形貌和粒徑分布，這直接關係到後續的過濾和乾燥效率。在**化學熱力學**的應用章節，它詳盡地列舉瞭復雜多組分體係的相圖數據，並結閤瞭企業級流程模擬軟件（如Aspen Plus）中常用的物性模型參數，這對於培養學生的工程敏感度極為有益。此外，書中對**腐蝕與材料選擇**的專題討論，結閤瞭不同介質（酸、堿、鹵化物）在特定溫度壓力下的材料失效案例，極大地拓寬瞭學生對設備壽命和維護成本的認知。它的敘述風格是高度結構化的，層層遞進，既能滿足快速查閱特定數據點的需求，也能支持係統性的專題學習。這本書證明瞭即便是最基礎的單元操作，在工業實踐中也蘊含著深奧的工程智慧。

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這本**《化學工藝百科全書》**（Encyclopedia of Chemical Technology）簡直是工業界的聖經，我作為一名在精細化工領域摸爬滾打多年的工程師，簡直愛不釋手。它不像那些枯燥的教科書，動不動就拋齣一大堆復雜的數學模型，這本書的編排思路極其務實。我尤其欣賞它對**催化劑技術**那一塊的深度挖掘。比如，涉及到費托閤成（Fischer-Tropsch synthesis）的最新進展，它不僅詳細描述瞭傳統鈷基和鐵基催化劑的微觀結構調控，還花瞭大量篇幅介紹近年來興起的非貴金屬催化劑在環境友好型閤成路綫中的應用潛力。對於那些想要優化現有生産流程、提高原子經濟性的同行來說，裏麵的案例分析簡直是金礦。我記得有一次我們在解決一個異構體選擇性不高的問題時，就是通過查閱其中關於**反應器設計與流體力學**的部分，結閤其對多相反應器內流場模擬的介紹，找到瞭突破口。這本書的索引係統做得非常齣色，即便是跨學科的知識點，比如從材料科學的角度看**膜分離技術**在製藥中間體提純中的應用，也能迅速定位到最核心的工業實踐數據。它更像是一個經驗豐富的老前輩，在你遇到技術瓶頸時，遞過來的那份詳盡的“故障排除手冊”，而不是高高在上的理論指導。它的價值在於將理論深度與工業落地性完美結閤，對於任何緻力於將實驗室成果轉化為大規模生産的專業人士來說，都是一份不可或缺的參考寶典。

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作為一名關注**高分子材料閤成與改性**方嚮的研究生，我發現這本《化學工藝百科全書》的深度和廣度都超齣瞭我的預期。它對聚閤物科學的覆蓋，不是停留在初級的聚閤反應類型介紹上，而是深入到瞭**反應動力學控製下的微觀結構演變**。舉個例子，在討論聚烯烴的生産時，它細緻地剖析瞭茂金屬催化劑體係如何實現對分子量分布和支化度的精確調控，這一點對於定製高性能塑料至關重要。此外，書中關於**特種功能性聚閤物**（如導電聚閤物、生物可降解材料）的章節，其信息密度非常高，匯集瞭全球多個頂尖實驗室的最新研究成果和專利布局。我特彆喜歡它對**加工工藝**的論述。閤成齣來的好材料，如果不能有效地加工成型，最終也是紙上談兵。它對擠齣、注塑過程中剪切熱、取嚮效應的分析，與基礎聚閤化學知識完美銜接，形成瞭一個完整的産業鏈視圖。閱讀體驗上，雖然內容專業，但結構清晰，圖錶製作精良，能夠幫助快速理解復雜的多相反應體係。總而言之，它為理解從分子設計到宏觀材料性能的全過程，提供瞭一個無與倫比的參考框架，是研究生和材料科學傢案頭必備的工具書。

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我剛開始接觸化工設備設計時，對那些復雜的單元操作感到頭疼不已，市麵上的教材總是把**熱力學和傳質過程**講得過於抽象。直到我翻開瞭這套《化學工藝百科全書》，那種感覺纔徹底改變。它沒有迴避基礎理論，但處理方式非常巧妙——總是緊密圍繞著實際的工業操作來展開。例如，在講解**蒸餾塔的精餾過程**時，它不僅僅是羅列瞭 McCabe-Thiele 圖或 Fenske 方程，而是深入分析瞭實際操作中塔盤負荷變化、迴流比對能耗和産品純度的耦閤關係，甚至還納入瞭新型高效塔盤（如鏇流闆塔）的性能對比數據。我特彆欣賞它對**過程安全與環境工程**的關注。在討論有機溶劑迴收單元時，它詳細對比瞭不同溶劑的爆炸極限、毒性數據，並提供瞭基於風險評估的泄露控製策略，這在很多隻關注産率的書籍中是看不到的。這本書的語言風格是那種沉穩而嚴謹的，它不會使用花哨的辭藻，每一個句子都像是在傳遞經過時間檢驗的工業共識。對於正在進行**設備選型和放大（Scale-up）**的工程師來說，裏麵提供的設計參數和經驗係數，遠比那些更新換代極快的軟件內置默認值更可靠、更具有指導意義。它就像一個跨越數十年的行業記憶庫，幫你避開前人走過的彎路。

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我購買這套書主要是為瞭瞭解**製藥化學和綠色化學**的工業化實踐。我發現這本《化學工藝百科全書》在處理傳統精細化工與現代可持續發展理念的結閤上做得非常齣色。它並沒有沉湎於高汙染、高能耗的陳舊工藝，而是花瞭大量篇幅介紹**連續流化學（Flow Chemistry）**在藥物活性成分（API）閤成中的應用。書中詳細分析瞭微反應器技術如何剋服傳統釜式反應器在處理高危反應（如硝化、重氮化）時的安全隱患，並顯著提高瞭傳質傳熱效率。更令人印象深刻的是，它對**生物催化和酶工程**在不對稱閤成中的應用進行瞭係統性的梳理，提供瞭大量關於固定化酶反應器的設計參數和穩定性數據。這種前瞻性視角，讓這本書即便是在快速迭代的製藥行業中，也保持瞭極高的時效性。對於我們這些需要在閤規性和效率之間尋求平衡的行業人員來說，書中關於**溶劑替代策略**和**超臨界流體技術**在提取與純化中的應用實例，提供瞭直接可操作的思路。它不僅僅是記錄瞭已有的技術，更像是在描繪化學工業麵嚮未來的技術藍圖，兼顧瞭經濟可行性和社會責任感。

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