Introduction to Liquid State Physics pdf epub mobi txt 电子书下载 2026

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出版者:World Scientific Pub Co Inc

作者:March, Norman H.

出品人:

页数:452

译者:

出版时间:

价格:$ 153.68

装帧:HRD

isbn号码:9789810246396

丛书系列:

图书标签:

物理
材料
教材
学术
Liquid State Physics
Condensed Matter Physics
Statistical Mechanics
Non-Equilibrium Physics
Soft Matter
Phase Transitions
Simulation
Theoretical Physics
Materials Science
Fluid Dynamics

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具体描述

This important book provides an introduction to the liquid state. A qualitative description of liquid properties is first given, followed by detailed chapters on thermodynamics, liquid structure in relation to interaction forces and transport properties such as diffusion and viscosity. Treatment of complex fluids such as anisotropic liquid crystals and polymers, and of technically important topics such as non-Newtonian and turbulent flows, is included. Surface properties and characteristics of the liquid-vapour critical point are also discussed. While the book focuses on classical liquids, the final chapter deals with quantal fluids.

深入探索：凝聚态物理的前沿领域本书旨在为读者提供一个全面而深入的视角，剖析凝聚态物理学中一个关键且活跃的分支——晶体缺陷与材料性能调控。本书聚焦于材料内部结构的不完美性如何深刻地影响宏观物理性质，并探讨如何利用这些“缺陷”来实现对材料性能的精确设计与优化。第一部分：晶体结构与缺陷的分类及形成机制本部分将奠定理解复杂材料体系的基础。我们首先回顾理想晶体的基本概念，包括布拉格定律、晶格振动（声子）理论，以及晶体衍射实验的基本原理。随后，我们将进入核心内容：晶体缺陷的分类与微观结构。点缺陷的统计热力学：详细讨论空位、间隙原子、自填间隙等一维点缺陷的形成能、浓度平衡态以及扩散机制。我们将采用统计力学模型来描述这些缺陷在有限温度下的行为，并结合实验技术（如电导率测量、X射线吸收光谱）进行验证。线缺陷（位错）的几何与应力场：深入剖析边缘位错和螺型位错的 Burgers 矢量、位错线结构及其在晶体中的运动。重点阐述位错线周围的弹性应力场分布，以及位错如何通过攀移和滑移机制导致材料的塑性形变。我们将利用弹性理论建立精确的应力函数模型。面缺陷与体缺陷：探讨晶界（包括小角度晶界与大角度晶界）的结构模型，如晶格匹配理论和 $Sigma 3$ 孪晶界。此外，本书还将详细考察堆垛层错、相界面以及更复杂的纳米级夹杂物（第二相粒子）对材料微观结构和界面能的影响。第二部分：缺陷对电子与磁性质的影响晶体缺陷绝非简单的“瑕疵”，它们是决定材料电子结构和输运性质的关键要素。本部分将集中于缺陷的电子结构学和电磁响应。电子局域化与能带结构扰动：讨论点缺陷如何作为局域势场中心，引入深能级或浅能级杂质态。我们将运用紧束缚模型（Tight-Binding Model）和密度泛函理论（DFT）计算，精确预测特定杂质（如掺杂剂）在半导体或绝缘体中的电荷态、电离能以及对费米能级的移动效应。缺陷介导的电荷输运：针对离子晶体，详细分析晶格缺陷如何促进离子迁移率，例如朗之万过程在固态电解质中的应用。在半导体中，重点研究缺陷对载流子俘获、陷阱形成以及空间电荷区的影响，这是理解器件性能衰减（如光伏电池的钝化问题）的基础。磁性材料中的缺陷调控：探讨缺陷（如空位或非磁性杂质）如何改变过渡金属氧化物或稀土合金的磁有序性。我们将分析缺陷对磁交换作用（Heisenberg 交换项）的修正，以及它们在斯格明子（Skyrmion）稳定性和反铁磁薄膜中自旋电子学效应中的作用。第三部分：机械性能与结构稳定性材料的宏观强度、韧性以及抗疲劳能力，本质上是由其缺陷的交互作用所决定的。位错动力学与塑性：深入分析位错源的激活机制（如攀移源、Frank-Read源），以及位错间的相互作用（缠结、湮灭）。本书将引入位错动力学模拟，包括分子动力学（MD）模拟和相位场方法，以揭示在不同应变速率下，位错网络的演化路径。强化机制的微观基础：全面覆盖现代材料强化技术的核心物理机制：固溶强化（杂质原子对位错运动的阻碍）、析出强化（第二相粒子钉扎位错）、加工硬化（位错密度增加）以及孪晶强化（晶界作为位错障碍）。断裂力学与韧性：从原子尺度理解裂纹的萌生和扩展。分析晶界、第二相界面如何充当裂纹启动点。介绍断裂韧性的微观来源，包括裂纹尖端的塑性区大小、小孔聚集理论（Void Coalescence）以及纤维增韧机制在复合材料中的应用。第四部分：先进材料中的缺陷工程本部分将视角转向利用对缺陷的精确控制来设计具有特定功能的新型材料。低维材料的界面控制：聚焦于二维材料（如石墨烯、过渡金属硫化物）的生长过程中的缺陷控制。讨论边缘结构、晶格失配导致的应变梯度，以及缺陷对载流子迁移率和光电响应的非线性影响。多功能氧化物的缺陷化学：阐述在复杂氧化物（如铁电体、高温超导体）中，氧空位和阳离子替代如何调控相变温度、介电常数和导电性。通过“缺陷工程”实现多铁性或铁氧体材料的性能反常增强。辐射损伤与恢复：讨论高能粒子或中子辐照如何在大尺度材料中产生大量的非平衡缺陷。分析辐照诱导的微观结构演变（如形成纳米沉淀物或损伤位错环），以及后续的热退火处理如何影响材料的长期服役稳定性。本书的撰写风格力求严谨精确，理论推导详实，并辅以大量的实验验证案例和先进的计算模拟结果，旨在成为该领域研究生、研究人员以及致力于材料创新开发的工程师的权威参考手册。通过对“不完美”结构的深入剖析，读者将掌握解锁新材料潜能的钥匙。