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出版者:Springer

作者:Francis A. Carey

出品人:

页数:1352

译者:

出版时间:2007-09-06

价格:USD 119.00

装帧:Hardcover

isbn号码:9780387683508

丛书系列:

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具体描述

The two-part, fifth edition of Advanced Organic Chemistry has been substantially revised and reorganized for greater clarity. The material has been updated to reflect advances in the field since the previous edition, especially in computational chemistry. Part B describes the most general and useful synthetic reactions, organized on the basis of reaction type. It can stand-alone; together, with Part A: Structure and Mechanisms, the two volumes provide a comprehensive foundation for the study in organic chemistry. Companion websites provide digital models for students and exercise solutions for instructors.

现代材料科学基础：从原子到宏观性能的深度解析本书聚焦于构成我们现代世界的基石——先进材料的内在机制、设计原理及其宏观性能的建立过程。本书并非探讨有机化学中分子构筑的精细艺术，而是将读者的视野提升至一个更广阔的尺度，深入剖析无机材料、高分子聚合物（非小分子有机合成范畴）、复合材料以及新兴功能材料的物理化学基础。第一部分：晶体结构与缺陷工程本部分奠定了材料科学的结构基础。我们从最基础的原子排列入手，系统阐述晶体学基础，包括布拉维点阵、密堆积、晶体缺陷的分类（点缺陷、线缺陷、面缺陷）及其对材料宏观力学和电学性能的决定性影响。重点章节将深入探讨： 1. 晶格动力学与热力学：阐述晶格振动（声子）如何支配材料的比热容、热导率和热膨胀系数。利用统计力学原理，分析缺陷形成的热力学驱动力及其在不同温度下的平衡浓度，这对于理解材料的稳定性和处理至关重要。 2. 晶体生长与界面控制：详细介绍从溶液、熔体和气相制备单晶和多晶体的基本原理，如冷却速率、成核势垒和界面能。重点关注非平衡态生长对材料微观结构的影响，例如枝晶形成和第二相的析出。 3. 结构-性能的直接关联：通过实例分析，如金属的塑性变形（位错滑移和交滑移机制），以及陶瓷材料的脆性断裂行为，直观展示缺陷工程如何成为调控材料性能的关键手段。第二部分：电子结构与输运现象本部分的核心在于理解材料的电子性质如何由其原子结构和化学键合决定，并如何通过外场（电场、磁场、光场）进行调控。 1. 能带理论的深入应用：本章超越简单的半导体分类，重点讲解有效质量理论、态密度（DOS）的精确计算方法，以及如何利用这些参数预测载流子的迁移率和导电性。尤其关注低维结构（如量子阱和纳米线）中量子限域效应的电子能级重构。 2. 介电与铁电材料：探讨极化机制，包括电子极化、离子极化和空间电荷极化。系统分析铁电畴的形成、驱动与反转过程，并结合朗之万函数和吉尼斯-德詹模型，解释介电弛豫现象，这对于电容器和存储器的设计至关重要。 3. 磁性材料的微观起源：阐述从居里顺磁性到铁磁性、反铁磁性和亚铁磁性的转变。通过海森堡模型和德热纳斯模型，解释交换相互作用的本质。重点分析磁畴壁的运动、磁滞回线的形成及其在数据存储技术中的应用。第三部分：高分子科学与软物质的力学行为本部分关注长链分子体系的特殊行为，这些材料在工程、生物医学和包装行业中占据主导地位。 1. 聚合物的统计力学：深入介绍高分子链的统计构象，包括弗洛里链模型和高斯链模型。重点分析玻璃化转变温度（Tg）的物理意义及其与分子量、自由体积的关系。利用时间-温度等效原理（WLF方程）预测高分子材料的粘弹性行为。 2. 聚合物的形变与流变学：阐述粘弹性本构方程，如Voigt模型和Maxwell模型。详细分析剪切流变学中非牛顿流体的特性，如剪切变稀、触变性，这对于聚合物加工和涂层应用至关重要。 3. 液晶态与超分子组装：探讨介于各向同性液体和晶体之间的液晶相的分类（向列相、层列相、いただけます相），以及其对光的各向异性响应机制。此外，对氢键、范德华力和 $pi-pi$ 堆叠驱动的超分子自组装进行综述，揭示其在功能性软材料构建中的潜力。第四部分：界面、表面与纳米材料的特异性本部分集中探讨当材料尺寸进入纳米尺度或涉及表面/界面时，其性质如何发生根本性的转变。 1. 表面热力学与润湿性：运用杨氏方程和吉布斯吸附等温线分析固-液界面的平衡状态。详细探讨表面能的各向异性，及其在催化、腐蚀和生物相容性中的作用。 2. 纳米材料的量子效应与表面效应：深入分析量子点的量子尺寸效应（电子能级的分立化），以及纳米线和石墨烯的结构限制如何改变其电子、光学和机械性能。重点阐述纳米材料的高比表面积如何影响其催化活性和传感能力。 3. 复合材料的性能预测：介绍混合律、Reuss模型和Voigt模型等宏观模型，并引入Halpin-Tsai方程等更精细的模型，用于预测纤维增强复合材料和颗粒增强复合材料的有效模量和强度。本节强调界面剪切强度对整体性能的决定性作用。 --- 本书旨在为材料工程、物理学和化学等交叉学科的研究人员和高年级学生提供一个全面、深入且注重物理机制的知识框架，以理解和设计下一代先进材料。内容侧重于第一性原理的推导和实验验证的结合，强调结构-微观机制-宏观性能之间的严谨逻辑链条。