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出版者:

作者:王铁成 编

出品人:

页数:157

译者:

出版时间:2009-9

价格:22.00元

装帧:

isbn号码:9787111276807

丛书系列:

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• 电机
• 特种电机
• 电力电子
• 控制工程
• 驱动技术
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• 电力拖动
• 自动化
• 电气工程
• 工业控制

好的，这是一本关于先进材料科学与工程应用的图书简介，内容详实，旨在为读者提供深入的理论基础和前沿的应用视角。 --- 先进材料科学与工程应用 内容概要 本书《先进材料科学与工程应用》全面系统地介绍了现代工程领域中至关重要的各类先进功能材料和结构材料的设计、合成、性能表征及其在尖端技术中的具体应用。本书突破了传统材料学的范畴，重点聚焦于纳米结构材料、智能响应材料、高性能复合材料以及绿色可持续材料等前沿领域，旨在帮助读者建立起从原子尺度到宏观应用的全链条知识体系。 全书分为六大部分，共计二十章，结构严谨，逻辑清晰，理论深度与工程实践紧密结合。 --- 第一部分：材料科学基础与前沿展望 (Theoretical Foundations and Frontier Perspectives) 本部分为全书的理论基石，旨在巩固读者对晶体结构、缺陷理论、热力学和动力学在材料行为中的作用的理解，并引入当前材料科学研究的热点方向。 第一章：现代材料学的基本框架 深入探讨材料的微观结构（晶体与非晶态）、化学键合的分类及其对宏观性能的影响。重点解析材料性能的“结构-性能-加工-应用”四大要素之间的内在联系，强调设计导向的材料学思维。 第二章：材料的电子结构与能带理论 详细阐述金属、半导体和绝缘体的能带理论基础。引入第一性原理计算方法在预测材料电子结构中的应用，特别关注拓扑绝缘体和二维材料的独特电子特性。 第三章：缺陷工程与本征性能调控 系统梳理点缺陷、线缺陷和面缺陷的形成机制与迁移规律。重点讨论如何通过精确控制晶格缺陷（如掺杂、晶界工程）来优化材料的电学、光学和力学性能，为后续功能材料的设计提供理论支撑。 第四章：先进材料的计算模拟方法 介绍分子动力学（MD）、蒙特卡洛（MC）以及密度泛函理论（DFT）在材料设计中的应用流程和局限性。结合实例演示如何利用计算工具预测材料在极端条件下的稳定性与反应路径。 --- 第二部分：纳米结构材料的构筑与功能化 (Synthesis and Functionalization of Nanostructured Materials) 纳米技术是当前材料科学的核心驱动力。本部分集中探讨如何精确控制材料的维度、形貌和表面性质，以实现超越块体材料的性能。 第五章：纳米材料的制备技术 涵盖自下而上（如化学气相沉积 CVD、溶胶-凝胶法）和自上而下（如机械研磨、激光烧蚀）两大类纳米材料制备策略。重点对比不同方法在控制颗粒尺寸均一性和形貌多样性方面的优劣。 第六章：量子点与低维半导体 专题研究量子尺寸效应在半导体纳米晶体（量子点）中的体现，包括其光致发光性质、表面钝化技术及在显示技术中的应用。同时，探讨纳米线、纳米管的生长机理及其在电子器件中的集成挑战。 第七章：石墨烯及二维材料家族 全面介绍石墨烯的奇特电学和力学性能，以及其家族成员（如氮化硼、过渡金属硫化物 TMDs）的特性。详细分析大规模、高质量二维材料的转移与异质结构建技术。 第八章：纳米复合材料的界面控制 讨论纳米填料（如碳纳米管、纳米氧化物）与基体材料之间的界面相互作用。强调界面张力、表面改性对提高复合材料的机械强度和导电性的关键作用。 --- 第三部分：智能响应与环境友好型材料 (Smart Response and Sustainable Materials) 面向未来需求，本部分聚焦于能够感知环境变化并做出可逆响应的材料，以及符合绿色发展理念的新型材料体系。 第九章：压电、铁电与电活性聚合物 深入解析压电陶瓷（如 PZT）和单晶的介电响应机理。重点介绍柔性电子领域中，高介电常数聚合物和形状记忆聚合物（SMPs）的本构关系和驱动机制。 第十章：磁性材料与斯格明子 从朗道-李弗希兹方程出发，阐述铁磁性、反铁磁性及巨磁阻效应（GMR/TMR）。专题介绍新型低功耗存储器技术——磁性斯格明子（Skyrmions）的动态行为与操控。 第十一章：相变与热电材料 讨论材料热致相变（如马氏体相变）在能量转换中的潜力。全面梳理热电材料的热导率、塞贝克系数与电导率之间的矛盾，并分析基于二维材料的超高性能热电体系。 第十二章：生物相容性与可降解材料 关注植入式医疗器械所需材料的毒理学与免疫学评估。详细分析聚乳酸（PLA）、聚己内酯（PCL）等生物可吸收高分子材料的降解动力学及其在组织工程支架中的应用。 --- 第四部分：高性能结构与能源材料 (High-Performance Structural and Energy Materials) 本部分回归材料在承载和能量储存/转换中的核心作用，探讨如何通过冶金工艺和微结构设计来突破传统结构材料的性能极限。 第十三章：先进金属合金设计 重点介绍高熵合金（HEAs）的“无主元”设计理念及其在极端温度下的显微组织稳定性。深入探讨增材制造（3D打印）过程中金属粉末的熔化与凝固行为对最终材料性能的影响。 第十四章：先进陶瓷基复合材料（CMCs） 阐述陶瓷材料的脆性问题及其通过纤维增强（如 SiC/SiC 复合材料）进行韧化增韧的机制。分析 CMC 在航空发动机热端部件中的服役条件和失效模式。 第十五章：锂离子电池核心材料 详述正极（如 NMC、LFP）、负极（石墨、硅基材料）和固态电解质的结构特征。着重分析界面副反应、枝晶生长等关键问题对电池安全性和循环寿命的制约。 第十六章：燃料电池与电催化剂 探讨质子交换膜燃料电池（PEMFC）的工作原理。详细介绍贵金属（Pt）基和非贵金属催化剂的载体设计、表面活性位点的优化，及其在氧还原反应（ORR）中的性能提升策略。 --- 第五部分：材料的表征与无损检测技术 (Material Characterization and Nondestructive Testing) 掌握先进的表征手段是材料研发的关键。本部分介绍了用于解析材料微观结构、化学成分和实时性能的先进技术。 第十七章：电子显微学的高级应用 聚焦于透射电子显微镜（TEM）的球差校正技术在原子尺度成像中的突破。讲解选区电子衍射（SAED）和能量色散X射线谱（EDS）在确定晶格取向和元素分布上的定量分析方法。 第十八章：光谱学与衍射技术 系统对比X射线光电子能谱（XPS）、拉曼光谱和光致发光光谱（PL）在表面化学态分析和晶格振动研究中的应用。阐述同步辐射光源在同步衍射实验中的独特优势。 第十九章：力学性能的动态测试 介绍纳米压痕、原子力显微镜（AFM）探针技术在测量单晶粒或薄膜力学性能中的应用。探讨原位（In-situ）测试技术，如原位拉伸结合TEM/Synchrotron，用于捕捉变形过程中的微观结构演变。 --- 第六部分：材料工程的集成与挑战 (Integration and Challenges in Materials Engineering) 本部分将前述的材料知识与现代工程实践相结合，探讨材料工程面对的系统性挑战和未来发展方向。 第二十章：材料的可靠性与寿命预测 探讨疲劳、蠕变和应力腐蚀开裂（SCC）等长期服役失效机制。介绍基于数据驱动的材料性能退化模型和寿命预测的概率统计方法。 总结与展望 本书最后总结了当前材料科学面临的瓶颈问题，包括极端环境下的稳定性、新材料的规模化制备成本以及数据驱动型材料发现的潜力，为读者指明了未来研究的方向。 --- 目标读者 本书内容覆盖面广，理论深度适中，特别适合材料科学、化学工程、物理学、机械工程及电子信息工程等相关专业的高年级本科生、研究生作为专业教材或参考书。同时，对于材料研发工程师、科研工作者而言，本书提供的先进技术和应用实例，也是跟踪学科前沿的宝贵资源。 ---

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最近我拜读了一本关于模糊逻辑和神经网络的著作，它为我打开了认识人工智能处理不确定信息的新窗口。书中首先介绍了模糊集合的概念，如何用隶属函数来描述元素属于集合的不确定程度，以及在此基础上构建的模糊规则和推理机制。我学习到了如何将模糊逻辑应用于实际问题，例如控制系统中的模糊控制器设计，通过模糊化输入、模糊推理和解模糊化过程，实现对复杂系统的稳定控制。随后，我转向了神经网络的部分，从最基本的感知机模型开始，逐步深入到多层前馈网络、卷积神经网络和循环神经网络。书中对于反向传播算法的讲解非常细致，让我理解了神经网络是如何通过迭代学习来调整权重，从而逼近复杂的函数。我尤其欣赏书中通过大量实例来展示神经网络在图像识别、自然语言处理和推荐系统等领域的应用，这让我对人工智能的潜力有了更直观的认识。虽然某些数学公式和算法细节对我来说还有些晦涩，但整体而言，这本书为我提供了一个全面而深入的了解智能计算的路径。

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我最近在探索关于材料科学领域的一本著作，它系统地介绍了各种工程材料的结构、性能以及它们如何被设计和应用。书中从原子层面的键合方式讲起，逐步深入到晶体结构、晶界、位错等微观结构特征，并详细阐述了这些结构如何影响材料的力学性能，例如强度、韧性和硬度。我尤其喜欢其中关于相变的部分，通过相图的分析，能够预测材料在不同温度和压力下的状态，以及如何通过热处理来改变材料的微观结构和性能。书中对合金的介绍也相当详尽，特别是钢的碳含量与性能的关系，以及不同合金元素的添加如何改善钢的耐腐蚀性、强度等。此外，我还在书中学习到了各种材料的失效机制，比如疲劳、断裂和蠕变，以及如何通过材料设计和工程手段来避免这些失效。书中大量的显微照片和实验数据，使得理论知识更加生动和可信。这本图书为我提供了一个宏观到微观的完整视角，去理解和评估不同工程材料的优劣。

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我最近沉迷于一本介绍光电效应和半导体物理学的书籍，它彻底改变了我对电子器件工作原理的看法。书中的第一部分详细阐述了光子的概念，以及光子与物质相互作用时发生的能量转移过程，特别是在解释光电倍增管的工作原理时，作者通过绘制精细的能量能级图，让我清晰地看到了光电子的产生、加速和放大过程。随后，我深入研究了半导体材料的能带理论，从原子核外的电子轨道是如何形成连续能带，再到本征半导体和掺杂半导体的导电机制。书中对于P-N结的形成和特性，特别是其在二极管和三极管中的应用，进行了非常深入的剖析。我特别欣赏作者在讲解二极管的伏安特性曲线时，不仅给出了理论推导，还提供了实际的实验数据作为对比，让我能够直观地感受到理论与实践的结合。此外，书中还触及了光电器件的一些前沿应用，比如光电探测器和LED的发光机理，虽然这些内容稍微有些超出我的阅读范围，但依然让我受益匪浅。总的来说，这是一本适合电子工程、物理学专业的学生以及对半导体器件感兴趣的读者阅读的优质读物。

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近期，我啃下了一本关于量子力学基础理论的书籍，这段阅读体验简直是惊心动魄，又充满了启迪。书中从波粒二象性这一核心概念入手，逐步引申出薛定谔方程，并详细解释了它的物理意义，即描述了微观粒子在空间和时间上的概率波演化。我花费了大量时间去理解波函数的平方所代表的概率密度，以及如何通过积分来计算粒子出现在某个区域的概率。书中对海森堡不确定性原理的阐述也尤为深刻，它并非仅仅是测量误差的问题，而是微观粒子固有的属性。我特别着迷于书中关于原子光谱的解释，通过量子化的能级和跃迁，完美地解释了原子光谱的离散性，这与经典物理的预测截然不同。书中还涉及了全同粒子和泡利不相容原理，这对于理解多电子原子的电子排布至关重要。虽然书中某些数学推导，特别是涉及到微分方程和算符的章节，着实让我头疼，但通过反复阅读和思考，我逐渐领略到了量子世界的奇妙之处。这是一本挑战思维极限，但回报丰厚的书籍，适合有一定数学和物理基础，并渴望探索微观世界奥秘的读者。

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最近我翻阅了几本关于动力学方面的经典著作，试图深入理解那些复杂的运动方程背后隐藏的物理原理。尤其关注的是牛顿第二定律在不同参考系下的表现，以及科里奥利力和离心力是如何影响物体的运动轨迹的。书中对于非惯性参考系下的力学分析，例如旋转平台上物体的运动，给出了非常详尽的推导过程，并且辅以大量的图示来帮助理解。我尤其喜欢其中关于陀螺仪稳定性的章节，那部分内容结合了角动量守恒定律，解释了为何高速旋转的陀螺仪能够抵抗外力的扰动。书中的数学推导严谨，逻辑清晰，虽然有些章节涉及微积分和线性代数，但作者通过层层递进的方式，使得即便是初学者也能逐步掌握。我尝试着运用书中的方法去解决一些实际的力学问题，比如分析车辆在转弯时的受力情况，以及简易过山车的运动模拟。虽然这些都只是理论层面的探讨，但通过这种方式，我对动力学有了更深刻的认识。总的来说，这是一本非常适合想要系统学习经典力学，特别是涉及旋转运动和惯性效应的读者。

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