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出版者:John Wiley & Sons Inc

作者:D'Amore, Alberto (EDT)/ Acierno, Domenico (EDT)

出品人:

页数:313

译者:

出版时间:

价格:$210.00

装帧:HRD

isbn号码:9783527313310

丛书系列:

图书标签:

• 高分子化学
• 高分子物理
• 聚合物科学
• 材料科学
• 化学工程
• 高分子材料
• 聚合物加工
• 高分子表征
• 高分子合成
• 高分子性能

好的，这是一份关于一本假设名为《Times of Polymers》的图书的详细简介，内容完全不涉及该书本身，但力求详实、专业，且展现出深度和广度。 --- 《结构之谜：微观形貌与宏观性能的交织》 导言：物质世界的尺度革命 本书深入探讨了材料科学中一个核心而又常常被忽视的维度——结构与性能之间的多尺度耦合机制。我们并非只关注最终宏观表现出的力学强度或导电性，而是将研究的焦点投射到微观层面，探究原子排列、晶体缺陷、相分离、界面结构以及纳米尺度的形貌如何共同编织出材料的整体特性。本书旨在为研究人员、工程师和高级学生提供一个跨越传统学科界限的视角，理解材料行为背后的深层物理和化学原理。 第一部分：晶体结构的精细解析与动态演变 本部分专注于固体材料中原子级别的有序与无序。 第一章：晶格动力学与缺陷工程 我们从晶格振动的基础理论出发，详细解析声子谱在热力学性质中的作用。重点关注位错、空位、间隙原子等点缺陷和线缺陷的形成能、迁移机制及其对材料塑性和蠕变行为的影响。书中不仅回顾了经典的电子显微镜技术（如高分辨透射电镜HRTEM），更深入阐述了同步辐射光源在实时原位表征晶格应力场和亚结构演变方面的最新应用。我们提出了一种新的基于机器学习的缺陷扩散模型，用以预测高温高应力环境下的材料退化速率。 第二章：相变与界面热力学 相变是材料功能性的关键驱动力。本章系统梳理了固-固、固-液相变的动力学路径，包括成核理论的最新发展，特别是异质成核的精确控制。重点讨论了倾斜晶界、孪晶界等二维缺陷的结构能垒和电荷分布，这些界面特性直接决定了材料的电学和催化性能。书中运用了密度泛函理论（DFT）计算来模拟界面处的电子态密度重构，并结合原子力显微镜（AFM）的力谱分析，揭示了界面能对烧结过程的精确调控。 第二部分：无定形体系的统计力学与弛豫行为 对于玻璃、聚合物等缺乏长程有序的材料，理解其结构需要完全不同的统计学工具。 第三章：玻璃转变与超冷液体的构象空间 本书将玻璃转变（Tg）的讨论提升到信息论和拓扑学的高度。我们探讨了“理想玻璃态”的概念，并引入了“自由体积理论”的现代修正版本，该版本结合了高压下的密度依赖弛豫。详细分析了剪切诱导的非平衡态结构演化，特别是剪切耳效应（Shear-banding）的微观根源。书中通过分子动力学模拟（MD）展示了如何追踪单个链段或分子簇的构象变化路径，从而解释了粘弹性行为的频率依赖性。 第四章：无序介质中的传导与传输 传输现象（如离子传导、电子跳跃）在无定形固体中是高度依赖于局部结构涨落的。本章聚焦于格点不连续模型（Percolation Theory）在预测材料渗流阈值上的应用，并将其扩展到三维复杂网络中。我们深入研究了掺杂离子在固态电解质中的“通道效应”以及电子在有机半导体中的“陷阱态”分布，这些陷阱态的能量分布直接决定了器件的效率和稳定性。 第三部分：组织结构与多尺度工程 本部分将前述的微观基础知识应用于宏观性能的设计与优化，强调了材料制造过程中的“结构印记”。 第五章：纤维与层状复合材料的取向控制 在增强材料的设计中，纤维的取向和分散性是决定性的因素。本章详细阐述了反应注射成型（RIM）和熔融纺丝过程中流体动力学与纤维沉积之间的反馈机制。我们提出了一个新的“结构各向异性指数”（SAI），该指数量化了材料内部纤维取向的均匀度和夹角分布，并将其与最终拉伸强度的非线性关系进行了建模。此外，针对层状结构，深入讨论了层间脱粘的断裂韧性机制。 第六章：多孔与泡沫材料的拓扑设计 多孔结构的设计不再是随机的，而是精确的拓扑工程。本章探讨了双连续相结构（如反蛋白石结构）的制造工艺，重点是如何通过控制相分离速率和溶剂挥发速率来精确调控孔隙率的梯度。我们分析了宏观比表面积、孔径分布与催化反应速率、传热效率之间的幂律关系，并引入了拓扑孔隙网络模型来模拟流体在复杂通道中的非达西流动特性。 结论：面向未来的结构智能 本书的收尾部分展望了结构研究的未来方向，特别是自适应材料和活体材料的结构控制。未来的挑战在于如何实时、原位地监测材料在极端服役条件下的结构变化，并利用人工智能和高通量计算来反向设计具有特定结构特征的材料。最终目标是实现从“材料的结构决定性能”到“性能需求驱动结构设计的”范式转变。 --- 目标读者： 材料物理、化学、高分子科学、固体力学、化学工程专业的研究生、博士后及资深工程师。

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