Separation Methods in Microanalytical Systems pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:Marcel Dekker Inc

作者:Kutter, Jorg P. (EDT)/ Fintschenko, Yolanda (EDT)

出品人:

页数:592

译者:

出版时间:2005-9

价格:$ 248.54

装帧:HRD

isbn号码:9780824725303

丛书系列:

图书标签:

• Microanalytical Systems
• Separation Methods
• Microfluidics
• Analytical Chemistry
• Capillary Electrophoresis
• Chromatography
• Lab-on-a-Chip
• Miniaturization
• Chemical Analysis
• Detection Methods

好的，这是一本关于先进材料的制备与表征的图书简介，其内容详实，涵盖了材料科学中的关键领域，但不涉及微分析系统或分离技术。 --- 《先进功能材料的设计、合成与性能调控》 图书简介 本书聚焦于当前材料科学领域最前沿的挑战与机遇，深入探讨了高性能、多功能新型材料从原子尺度设计到宏观器件应用的完整链条。它旨在为研究生、科研人员以及工业界工程师提供一套全面、深入的理论框架与实验指导，以期推动下一代电子、能源和生物医学材料的创新与发展。全书结构严谨，内容前沿，既有坚实的理论基础，又不乏对实际应用案例的细致剖析。 --- 第一部分：功能材料的理性设计与计算模拟 本部分奠定了理解和预测材料性能的基础。我们不再仅仅依赖试错法，而是通过精确的计算工具来实现材料的“按需制造”。 第一章：计算材料学导论与密度泛函理论（DFT） 本章首先介绍了计算化学和计算物理在材料科学中的核心地位。随后，对密度泛函理论（DFT）进行了详尽的阐述，包括 Kohn-Sham 方程、交换关联泛函的选择（如 GGA、LDA 及其在过渡金属氧化物中的局限性与改进）。重点讨论了如何利用第一性原理计算材料的稳定结构、电子态密度（DOS）、能带结构以及晶格动力学性质，为后续的材料合成提供理论指导。 第二章：相场模型与微观结构演化模拟 本章转向宏观尺度下的结构演变。相场（Phase-Field）方法作为描述材料在热力学驱动下（如析出、凝固、晶界迁移）界面演化的强大工具被深入介绍。内容涵盖了经典的 Cahn-Hilliard 和 Allen-Cahn 方程的推导与数值实现。通过具体的合金凝固、薄膜生长中的相分离案例，展示了如何通过调控驱动力项和梯度能项来精确控制材料的微观形貌和粗糙度。 第三章：机器学习在材料筛选与性能预测中的应用 随着高通量计算数据和实验数据的爆炸式增长，本章探讨了如何利用数据驱动的方法加速新材料的发现。内容包括描述符（Descriptor）的构建，如原子环境向量（AEV）和 SOAP 势；监督学习模型（如高斯过程回归、神经网络）在预测材料晶格常数、居里温度、或催化活性的应用。特别强调了如何处理小样本数据和不平衡数据集的策略。 --- 第二部分：新型功能材料的精密合成技术 本部分详细阐述了构建具有特定结构和化学计量的先进材料所依赖的关键合成技术，强调了对晶体学和形貌的精确控制。 第四章：原子层沉积（ALD）的化学机理与薄膜生长 原子层沉积（ALD）作为一种实现亚纳米级厚度控制的薄膜技术，在本章中被系统介绍。内容深入到表面化学反应的动力学过程，包括自限制性表面反应的必要条件、脉冲序列的优化以及异质核化过程。我们详细分析了如何通过选择不同的前驱体组合（如金属有机物、无机卤化物）来制备高介电常数氧化物、氮化物和硫化物薄膜，并探讨了温度窗口、压力对薄膜的致密性和晶相的影响。 第五章：溶剂热/水热合成法与晶体工程 本章侧重于在高温高压水或溶剂环境中合成具有明确晶体结构的无机材料。重点讨论了反应釜的选择、温度梯度控制以及“矿物生成剂”（如氟化物、碱金属盐）在调控产物晶型和形貌中的作用。案例研究包括了新型沸石分子筛的孔道结构控制、钙钛矿量子点的尺寸均一性实现，以及如何通过改变pH值来导向特定晶面的暴露。 第六章：溶液法制备量子点与纳米晶体 针对光电和生物成像应用，本章详细介绍了热注入法、微乳液法制备具有窄带隙和高荧光量子产率的半导体纳米晶体（如 CdSe, CsPbBr₃ 钙钛矿）。核心内容包括了对成核、生长、钝化（表面配体交换）过程的动力学控制。读者将学习如何通过精确控制反应温度和前驱体加入速率来调控量子点的尺寸分布，从而实现发射光谱的精准调谐。 --- 第三部分：结构-性能关联的表征与调控 本部分探讨了如何利用尖端表征技术解析材料的微观结构，并阐述如何通过外部刺激（电场、光照、应力）来激活或调控其宏观功能。 第七章：高分辨率透射电子显微镜（HRTEM）与谱学分析 本章深入讲解了透射电镜（TEM）在原子尺度成像中的应用。内容包括球差校正技术（Aberration Correction）如何提高分辨率至皮米级别，实现对晶格缺陷、界面结构和表面原子重构的直接可视化。同步介绍了能量色散X射线谱（EDS）和电子能量损失谱（EELS）在元素价态、化学键合和局域电子结构分析中的定量应用。 第八章：固态核磁共振（Solid-State NMR）在无序材料中的应用 针对缺乏长程有序性的非晶态固体、玻璃和纳米复合材料，本章详细介绍了固态核磁共振（ssNMR）技术。内容涵盖了魔角旋转（MAS）技术原理，以及如何利用二维谱（如 FSLG-CP）来解析近程结构、键角分布和不同化学环境下原子的空间关联性，这对于理解锂离子电池固体电解质界面（SEI）的结构至关重要。 第九章：电化学储能材料的循环稳定性与界面工程 本部分聚焦于能源材料的功能调控。在电化学储能领域，我们不再仅仅关注活性物质本身，更侧重于界面稳定性。本章分析了锂离子电池正极材料在充放电过程中的相变、表面氧化还原反应以及与电解液的副反应机理。详细讨论了如何通过表面包覆（如使用 Al₂O₃ 或惰性碳层）和电解质添加剂来稳定电极-电解液界面，从而显著提高材料的倍率性能和长循环寿命。 第十章：压电、铁电材料的畴结构与电场响应 本章探讨了介电和压电材料的本构关系。内容包括了畴壁动力学、驱动电场下的畴重构过程，以及如何利用应力-电场耦合来优化材料的机电转换效率。通过对特定弛豫铁电体（如 BNT-BZT）的微观结构分析，展示了如何通过化学配位来设计具有高机电耦合系数的新型弛豫铁电体，以应用于高性能传感器和致动器中。 --- 总结： 《先进功能材料的设计、合成与性能调控》提供了一个跨越计算、合成与表征的完整研究范式。它强调了从第一性原理出发，指导精密合成，最终通过尖端表征手段验证和反馈的闭环科学方法论，是推动材料科学迈向更精准、更智能时代的必备参考书。

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