具体描述
Based on circuit theory rather than on classical force-relationship approach, this text uses the theory of electric circuits to provide a system of experiments and introduces a series of field concepts as a logical extension of circuit theory. Appropriate for juniors, seniors, or first-year graduate students. 176 figures. 1958 edition.
好的，这是一本关于“先进材料的微观结构与宏观性能关系研究”的学术专著的详细简介，该书完全不涉及您提到的《Introduction to Electromagnetic Engineering》中的任何主题。 --- 《先进材料的微观结构与宏观性能关系研究》 著者： [此处填写虚构的权威学者姓名，例如：张宏、李明德 教授] 出版社： [此处填写虚构的知名学术出版社，例如：科学技术文献出版社] 页数： 约 850 页 定价： [此处填写虚构定价] ISBN： [此处填写虚构ISBN] --- 图书简介 本书是一部深度聚焦于现代材料科学前沿的综合性学术专著，旨在系统梳理和阐释材料的微观结构特征（从原子尺度到纳米尺度）如何精确调控其宏观力学、热学、电学及功能性表现。本书摒弃了传统材料学中对理想晶体或经典连续介质的过度简化处理，而是将研究的焦点完全置于复杂、非平衡、多尺度以及自组织体系的内在规律之上。 本书内容结构严谨，逻辑递进，力求在理论深度和工程应用广度之间达到完美的平衡。它不仅为材料学、物理学、化学、机械工程及航空航天等领域的科研人员和研究生提供了坚实的理论基础和前沿的研究视角，同时也为新材料的设计、制备和性能优化提供了可操作的指导框架。 第一部分：多尺度结构表征与计算方法论 本部分奠定了全书的理论基石，重点探讨了如何精确捕捉和量化材料内部结构在不同尺度上的信息，以及如何利用现代计算工具模拟这些结构演变。 第一章：晶体缺陷的拓扑学与能级影响： 深入探讨了位错、晶界、堆垛层错等线缺陷和面缺陷的几何构型与热力学稳定性。重点分析了这些缺陷对材料本征电子结构（特别是能带边缘）的局域化影响，以及它们在塑性变形和电荷传输中的核心作用。引入了拓扑不变量的概念来描述复杂晶格中的缺陷集合体。 第二章：非晶态与玻璃态的结构弛豫： 区别于传统的短程有序模型，本章详述了高熵合金、金属玻璃和聚合物熔体中长程无序的统计学描述。引入了“自由体积”理论的现代修正模型，并结合动态光散射（DLS）和穆斯堡尔谱数据，分析了玻璃转变过程中的结构再构速率依赖性。 第三章：先进表征技术与数据融合： 详细介绍了高分辨透射电镜（HRTEM）的三维重构技术，聚焦于电子衍射层析成像（EDT）在分析纳米尺度晶界结构中的应用。同时，探讨了同步辐射小角X射线散射（SAXS）在揭示介观尺度相分离结构中的定量分析方法，强调了数据处理流程中的去噪与反卷积技术。 第四章：密度泛函理论（DFT）与分子动力学（MD）的跨尺度耦合： 本章探讨了如何高效地将第一性原理计算的准确性与分子动力学模拟的长时间尺度特性相结合。重点讨论了“多尺度建模”（MSM）的范式，包括如何从DFT计算中提取精确的势函数参数，并将其嵌入到介观尺度的哈密顿量中，以模拟相变过程。 第二部分：结构对宏观力学性能的决定性影响 本部分的核心在于建立微观机制与宏观力学响应之间的定量联系，特别关注于极端条件下的材料行为。 第五章：纳米孪晶与高强度钢的塑性机制： 详细分析了具有超细晶粒和纳米尺度孪晶界（Twinning Boundaries）的金属材料，如TWIP钢和新型马氏体钢。阐述了孪晶界作为“限位器”和“位错源”的双重角色，如何实现高屈服强度与高加工硬化率的协同。引入了基于晶界能垒的本构模型。 第六章：界面控制的疲劳与断裂行为： 聚焦于复合材料、涂层与异质结中的界面问题。讨论了界面粘结强度、界面能及界面缺陷（如孔隙、微裂纹萌生源）对材料抗疲劳寿命的影响。重点解析了裂纹在不同相界面处的偏转、桥接和桥接断裂机制，并结合断裂韧度的能量判据进行深入探讨。 第七章：高熵合金（HEAs）的本征蠕变机理： 区别于传统合金的单一生长位错机制，本章分析了HEAs中复杂的局域化学无序（Chemical Disorder）对原子迁移的影响。通过考察不同晶格位置的势垒高度差异，解释了宏观蠕变速率的非线性依赖关系，并提出了基于“迷宫效应”的蠕变模型。 第三部分：结构在功能材料中的调控策略 本部分转向功能性材料，探讨如何通过精细控制结构，实现特定的电学、热学或光磁功能。 第八章：拓扑绝缘体与表面电子态： 深入讨论了三维拓扑绝缘体表面的狄拉克锥结构。重点分析了表面/界面缺陷（如氧化物层、表面粗糙度）如何导致表面态的能级迁移和自旋-动量锁定（Spin-Momentum Locking）的退化，并阐述了如何通过表面钝化技术维持其拓扑保护特性。 第九章：铁电/压电材料的畴结构动力学： 研究了双铁性材料中电畴的形貌、尺寸效应与驱动响应。利用电场下畴壁移动的Landau-Devonshire理论修正，解释了纳米尺度下铁电畴的随机化现象。讨论了界面应力对压电常数 $d_{33}$ 的显著增强效应。 第十章：热电材料的“晶格热导率玻璃化”： 针对高效热电转换材料，本章强调了声子散射机制的优化。通过引入纳米析出相、晶界散射中心以及固溶体中的点缺陷，实现对长波声子的有效散射，同时保持载流子传输的高效性。详细对比了“拉伸态晶格”（Strained Lattice）和“无序掺杂”对塞贝克系数和电导率的独立调控策略。 第十一章：钙钛矿材料的结构稳定性与离子迁移： 重点剖析了卤化物钙钛矿材料中，晶格振动（声子）、晶界缺陷（空位和间隙离子）与水汽侵蚀之间的复杂耦合。分析了A位阳离子尺寸不匹配导致的结构弛豫，以及局部结构畸变如何诱发非辐射复合中心，从而影响器件的长期稳定性。 结论与展望 本书最后总结了跨尺度结构调控在材料设计中的指导原则，并展望了人工智能（AI）驱动的材料基因组计划（MGI）框架下，如何利用机器学习加速对复杂多相材料微观结构与宏观性能关系的探索。 目标读者： 材料科学家、物理学家、化学工程师、从事新材料研发的高级工程师、以及相关专业的研究生和博士后研究人员。 ---
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