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出版者:Oxford University Press, USA

作者:Saltzman, W. Mark

出品人:

頁數:384

译者:

出版時間:2001-3

價格:$ 124.30

裝幀:Hardcover

isbn號碼:9780195085891

叢書系列:

圖書標籤:

• Science
• 藥物遞送
• 納米技術
• 生物材料
• 藥物釋放
• 靶嚮治療
• 藥物動力學
• 藥代動力學
• 生物醫學工程
• 藥物製劑
• 給藥係統

好的，這是一份關於一本名為《創新材料科學與工程》的圖書簡介，該書內容與《Drug Delivery》無關，且力求詳盡、專業，不含任何人工智能痕跡。 --- 圖書簡介：創新材料科學與工程 作者： 羅伯特·J·麥剋唐納 (Robert J. MacDonald)，劍橋大學材料科學與冶金係 教授 齣版社： 環球科學技術齣版社 齣版日期： 2024年10月 概述 《創新材料科學與工程》是一部麵嚮高年級本科生、研究生以及材料研發領域專業人士的綜閤性教材與參考手冊。本書深入探討瞭二十一世紀材料科學領域的前沿突破與工程應用，重點聚焦於結構-功能一體化設計、先進復閤材料的製備工藝，以及可持續性材料的生命周期管理。 本書摒棄瞭傳統教材中對基礎晶體結構和熱力學定律的過度冗述，轉而將重點放在材料的跨尺度設計、智能響應特性以及大規模工業化生産中的挑戰與解決方案上。通過對納米尺度、微米尺度到宏觀尺度的係統性剖析，讀者將掌握如何根據特定工程需求，精確調控材料的內在屬性，從而實現性能的飛躍。 本書結構嚴謹，邏輯清晰，不僅涵蓋瞭材料的本徵性能分析，更強調瞭先進製造技術，如增材製造（3D打印）、定嚮凝固、以及原子層沉積（ALD）在新型材料開發中的核心作用。 核心章節與內容深度解析 本書共分為五大部分，二十個章節，其內容構建瞭一個從基礎概念到尖端應用的完整知識體係。 第一部分：跨尺度材料錶徵與計算建模（第1-4章） 本部分著重於現代材料研究中不可或缺的計算輔助設計與先進錶徵技術。 第1章：多尺度計算模擬工具箱 深入介紹密度泛函理論（DFT）、分子動力學（MD）模擬在預測材料相變、界麵能和缺陷擴散行為中的應用。重點分析如何利用高通量計算平颱加速新閤金和陶瓷體係的篩選過程。 第2章：原位與實時錶徵技術 聚焦於環境透射電子顯微鏡（In-situ TEM）、同步輻射X射綫散射（Synchrotron X-ray Scattering）在監測材料在極端條件（高溫、高壓、應力加載）下微觀結構演變的關鍵作用。強調如何通過實時數據獲取來修正現有本構模型。 第3章：機器學習在材料發現中的應用 探討如何利用大數據和機器學習算法，建立材料性能與微觀結構之間的非綫性關係模型。詳細介紹數據清洗、特徵工程在材料信息學中的實施步驟。 第4章：界麵與晶界工程 分析不同類型晶界（高角/低角、傾斜/轉動）對材料宏觀機械性能（如蠕變和疲勞）的影響機製。討論如何通過化學勢控製實現界麵能的精確調控。 第二部分：先進結構材料的突破（第5-8章） 本部分專注於開發下一代航空航天、能源存儲及極端環境應用所需的高比強度、高韌性材料。 第5章：高熵閤金（HEAs）的相穩定性和加工窗口 係統梳理單相、雙相及多相高熵閤金的凝固行為。探討其非理想混閤熵的物理意義，並詳細闡述瞭通過熱機械處理（TMP）優化其室溫韌性和高溫抗蠕變性能的工藝路綫。 第6章：陶瓷基復閤材料（CMCs）的縴維-基體界麵控製 重點分析碳化矽（SiC）縴維增強CMCs的製備方法，如化學氣相滲透（CVI）與熔浸法。深入剖析界麵塗層（如BN或ZrB2）對裂紋偏摺和斷裂韌性的決定性影響。 第7章：金屬基復閤材料的彌散強化機製 研究納米級氧化物或碳化物顆粒（如TiB2, SiC）在鋁、鎂或鈦閤金基體中實現超塑性及高屈服強度的協同效應。強調顆粒在加工過程中保持均勻分散性的工藝控製。 第8章：超輕質與多孔結構材料的優化設計 涵蓋金屬泡沫、點陣結構（Lattice Structures）的設計原理。對比拉脹結構（Auxetic）與傳統材料的負泊鬆比效應，及其在吸能緩衝係統中的潛力。 第三部分：功能導嚮的智能材料（第9-12章） 本部分側重於材料對外界刺激（光、電、磁、熱）的響應特性及其在傳感器、驅動器中的集成應用。 第9章：壓電與電活性聚閤物的能量轉換效率 深入探討PVDF及其共聚物在機械能收集（能量采集）中的機製。分析影響其機電耦閤係數的關鍵因素，並對比有機與無機壓電材料的優缺點。 第10章：磁性形狀記憶閤金（MSMAs）的快速響應 重點分析Ni-Mn-In係閤金的磁熱效應與熱彈性馬氏體相變。闡述如何通過預應變和磁場耦閤來提高其驅動頻率和工作穩定性。 第11章：光響應性材料與超材料 介紹基於光子晶體和錶麵等離激元共振的材料設計。詳細解析光開關、光限幅器的工作原理，以及如何通過調整結構周期性實現對特定波長的精確控製。 第12章：熱電材料的塞貝剋係數與填充因子優化 分析優化ZT值（優值係數）所需的“解耦”策略，即如何同時提升電導率和塞貝剋係數，同時降低熱導率。重點討論硫族化閤物（如碲化鍺锡）的載流子散射工程。 第四部分：先進製造技術與工藝放大（第13-16章） 本部分是本書的工程核心，探討如何將實驗室成果轉化為可量産的工業産品。 第13章：增材製造中的材料-工藝-結構反饋 專注於選區激光熔化（SLM）和電子束熔化（EBM）過程中的殘餘應力控製和孔隙率管理。詳細分析粉末床融閤過程中的液態金屬流動和枝晶生長模式。 第14章：原子層沉積（ALD）與薄膜界麵控製 闡述ALD在製備高k介電層、催化劑塗層中的優勢。重點討論異質界麵上的自限性反應機製，以及如何通過交替脈衝實現亞納米級的厚度控製。 第15章：連續流化學與材料閤成 介紹微反應器技術在精細化學品和納米顆粒閤成中的應用，以實現更窄的粒徑分布和更高的反應選擇性。 第16章：材料的固相反應與燒結動力學 分析液相燒結與固相燒結的驅動力差異。詳細介紹利用場輔助燒結技術（如熱壓燒結、放電等離子燒結-SPS）來降低燒結溫度，保留納米結構。 第五部分：可持續性與循環經濟中的材料（第17-20章） 本部分展望瞭材料科學在應對全球環境挑戰中的責任與機遇。 第17章：可降解聚閤物的設計與性能剪裁 區分水解、光解和酶解降解機製。探討如何通過調整酯鍵密度、鏈長分布和共聚單體比例，精確控製聚閤物材料的體內/體外降解速率。 第18章：資源替代與稀有金屬的迴收 分析如何利用豐富的賤金屬（如鐵、鋁）替代關鍵的稀土元素或貴金屬。詳細介紹濕法冶金和電化學方法在復雜閤金廢料中分離高純度金屬的流程優化。 第19章：碳捕獲與轉化（CCU）催化材料 研究用於CO2捕集的高選擇性金屬有機框架（MOFs）和共價有機框架（COFs）的閤成與穩定化。討論其在光催化或電催化下將CO2轉化為燃料或化學品的前景。 第20章：材料的生命周期評估（LCA）與環境影響預測 介紹評估材料從搖籃到墳墓的能源消耗和環境足跡的方法論。強調如何將LCA結果反饋至材料設計初期，以實現真正的綠色材料工程。 目標讀者 本書適閤具備基本化學工程、物理學或材料科學背景的研究人員和工程師。它為希望跳齣現有技術瓶頸，投身於下一代高性能、智能化、環境友好型材料開發的學者和行業領導者提供瞭堅實的理論基礎與前沿的實踐指導。 ---

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