Introduction to Color Imaging Science pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:Cambridge Univ Pr

作者:Lee, Hsien-Che

出品人:

页数:716

译者:

出版时间:2005-4

价格:$ 211.31

装帧:HRD

isbn号码:9780521843881

丛书系列:

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好的，这是一本关于高级材料科学与工程的图书简介，内容涵盖了从基础理论到前沿应用的多个方面，旨在为研究生和专业研究人员提供深入的参考。 --- 高级材料科学与工程：从微观结构到宏观性能的精准调控 图书简介 本书《高级材料科学与工程：从微观结构到宏观性能的精准调控》是一部旨在系统阐述当代材料科学与工程领域核心理论、先进表征技术以及功能材料设计策略的综合性著作。它不仅仅是对传统材料学的知识梳理，更侧重于连接原子/电子尺度的微观行为与宏观尺度的应用性能之间的桥梁构建。全书结构严谨，内容深入，力求为读者提供一个全面、深入且富有洞察力的学习框架，特别适合高年级本科生、研究生以及从事材料研发与工程应用的科研人员和工程师使用。 第一部分：材料的本征属性与结构基础 本部分聚焦于理解材料性能的根源——即其内部结构。我们将从晶体学、电子结构和缺陷工程的角度，深入剖析材料在不同尺度下的组织状态。 第一章：晶体结构与衍射分析的深化 本章详细探讨了晶体学原理，超越了基础的布拉维点阵概念，深入讲解了倒易空间的概念及其在X射线衍射（XRD）和电子衍射（SAED）中的实际应用。重点分析了点阵缺陷（如位错、堆垛层错）对材料塑性和断裂行为的定量影响，并介绍了同步辐射光源在解析复杂晶体结构中的前沿应用。 第二章：电子结构与能带理论的工程化应用 本章深入讲解了固态物理中的能带理论、费米能级以及电子密度分布。特别强调了第一性原理计算（如DFT方法）在预测材料电子结构、能带隙、以及电子-声子耦合方面的关键作用。内容将扩展至半导体异质结中的能带匹配、载流子输运机制的理论建模，以及拓扑材料中电子波函数的特殊拓扑性质。 第三章：界面与表面科学的精密控制 材料的宏观性能往往受界面和表面状态的强烈影响。本章详细探讨了不同类型界面（如晶界、相界面、金属-绝缘体界面）的热力学稳定性、能量剖析。重点介绍了高分辨透射电子显微镜（HRTEM/STEM）在原子尺度界面成像和化学分析中的技术细节和数据解释，以及表面能、润湿性与表面反应动力学在催化和腐蚀控制中的核心地位。 第二部分：先进功能材料的设计与合成 本部分将视角转向如何根据特定的功能需求，设计和制备具有预期性能的先进材料。重点关注非平衡态制备技术和特定功能性材料的构建策略。 第四章：非平衡态热力学与快速凝固技术 传统的热力学平衡假设在许多先进材料制备过程中不再适用。本章阐述了非平衡态热力学的基本概念，并详细介绍了如快速凝固（Rapid Solidification）、薄膜脉冲激光沉积（PLD）等技术如何实现传统熔炼方法无法获得的亚稳态结构或纳米晶/非晶态结构。对过冷度、形核动力学和生长机制进行了深入分析。 第五章：纳米结构材料的尺度效应与性能调控 本章聚焦于材料尺寸进入纳米尺度的物理变化。深入分析了量子尺寸效应（Quantum Confinement Effect）在半导体纳米晶中的体现，表面原子比例增加对催化活性的影响，以及机械性能的尺寸依赖性（如Hall-Petch效应的失效与反转）。重点讨论了自下而上（Self-Assembly）和自上而下（Top-Down）的纳米加工策略。 第六章：智能与响应性材料的设计原理 本章探讨了如何设计能够响应外界刺激（如温度、电场、光、应力）并产生可逆变化的材料。内容涵盖形状记忆合金（SMA）的马氏体相变机理、压电/铁电材料的本构关系、以及相变热力学在热电材料效率提升中的应用。特别关注了智能复合材料的设计方法。 第三部分：结构完整性与服役性能的评估 本部分强调材料从实验室走向实际应用所必须面对的挑战——结构可靠性和长期服役性能的评估与预测。 第七章：断裂力学与疲劳损伤的微观机制 本章提供了线弹性断裂力学（LEFM）向弹塑性断裂力学（EPFM）的过渡。详细阐述了裂纹尖端场的应力强度因子、J积分等关键参数的计算方法，并深入分析了疲劳裂纹的萌生、扩展和最终断裂的微观物理过程，包括腐蚀疲劳和高周疲劳（HCF）的评估模型。 第八章：辐射、高温与腐蚀环境下的材料退化 针对极端服役环境，本章系统梳理了材料在高温、辐射和化学侵蚀下的退化机理。内容包括辐照引起的点缺陷聚集与位错环形成、高温蠕变（Creep）的扩散机制和位错运动模型，以及应力腐蚀开裂（SCC）和高温氧化的电化学过程。对于核能和航空航天材料的设计具有重要指导意义。 第九章：先进计算方法在材料工程中的集成 本章总结了计算科学在材料设计流程中的集成应用。详细介绍了分子动力学模拟（MD）在模拟原子扩散和位错运动中的优势，有限元分析（FEA）在宏观结构应力分析中的应用，以及如何通过数据驱动（Data-Driven）和机器学习（ML）方法加速新材料的筛选和性能预测，实现材料研发范式的转变。 --- 本书的特点： 深度与广度兼顾： 理论基础扎实，同时紧跟前沿研究热点，如拓扑材料、先进能源存储材料等。 强调跨学科融合： 明确连接了物理化学、固体物理、计算科学与工程力学之间的关系。 面向问题解决： 每一章节的讨论都最终导向如何利用科学原理来解决实际工程挑战。 丰富的图表和案例分析： 配备大量高质量的实验数据图、理论模型示意图以及真实工业应用案例，增强理解性和实用性。 本书是材料科学、化学工程、机械工程、航空航天工程等领域研究人员和高级学生的必备参考书。

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