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出版者:

作者:刘鹏飞 编

出品人:

页数:186

译者:

出版时间:2010-2

价格:22.00元

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isbn号码:9787811354430

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聚焦前沿科技与实践：现代材料科学与工程导论 书籍信息： 书名： 现代材料科学与工程导论 作者： [此处可虚构作者姓名，例如：李明 教授，王芳 博士] 出版社： [此处可虚构出版社名称，例如：高等教育电子信息出版社] ISBN： [虚构ISBN] --- 内容简介：跨越微观与宏观的材料世界探索 本书旨在为材料科学与工程领域的初学者、相关工科专业的学生以及希望深入了解现代材料技术的专业人士，提供一个全面、系统且深入浅出的导论性概述。我们坚信，材料是现代工业文明的基石，理解材料的结构、性能、制备与应用之间的内在联系，是推动技术进步的关键所在。 本书内容紧密围绕21世纪科技发展对新材料的迫切需求展开，避开了传统基础化学的冗余理论，直接切入材料的原子尺度设计、性能调控与工程应用的核心议题。 第一部分：材料世界的基石——结构与性能的哲学 本部分首先奠定了材料科学的理论基础，但视角独特，聚焦于“结构决定性能”这一核心哲学。 第一章：晶体结构与缺陷的工程意义 不同于单纯的晶体学介绍，本章着重探讨晶体结构如何影响材料的宏观力学性能。我们将深入分析位错（Dislocation）的类型、运动机制及其在金属塑性变形中的决定性作用。重点讨论低维材料（如石墨烯、二维过渡金属硫化物）的独特晶格效应，及其在电子器件中的应用潜力。此外，无序结构（如玻璃、非晶态合金）的性能特点和热力学稳定性也将被详细剖析，为理解高熵合金等前沿材料打下基础。 第二章：材料的电子与磁性行为 本章聚焦于材料在电场和磁场中的响应机制。我们将从能带理论出发，清晰区分导体、半导体和绝缘体的本质差异，并着重介绍窄带隙半导体在光电器件（如红外探测器）中的应用。磁性方面，重点讲解铁磁性、反铁磁性以及自旋电子学（Spintronics）的基本原理，探讨如何利用电子的自旋自由度实现信息存储与处理的新途径，例如磁隧道结（MTJ）的结构与性能优化。 第三章：热力学与相变的工程控制 材料的制备与使用环境往往伴随着温度变化。本章深入探讨相图的构建与解读，特别关注液固相变在铸造、凝固过程中的控制策略。我们将详细分析固态扩散理论，以及热力学驱动的相变（如析出强化、马氏体转变）如何被用来精确调控合金的强度和韧性。对非平衡态热力学，如快速凝固技术对微观结构的影响，也有专门论述。 第二部分：功能材料的突破——从电子到能源 本部分是全书的重点与特色，完全侧重于当前最具活力的功能材料研究领域。 第四章：先进陶瓷与生物医用材料 本章探讨结构陶瓷（如氮化硅、碳化硅）在极端环境（高温、高磨损）下的服役性能，重点分析其高硬度背后的化学键合特性。在生物材料方面，我们将超越传统的骨替代材料，详细介绍生物活性玻璃、形状记忆合金（如NiTi）在植入体中的应用，并讨论材料表面改性技术（如生物相容性涂层）以减少排异反应的最新进展。 第五章：能源转换与储存材料的革命 能源是人类社会可持续发展的核心。本章系统梳理电池材料的最新进展，包括锂离子电池正负极材料的结构设计（如富锂锰基正极、硅基负极），固态电解质的离子电导率瓶颈与突破。此外，对光伏材料（如钙钛矿太阳能电池的界面工程与稳定性挑战）、热电材料（如何通过晶格热导率调控提高塞贝克系数）的介绍，体现了材料科学对清洁能源转化的直接贡献。 第六章：高分子材料的复杂性与智能化 高分子材料因其可设计性和轻质化特性，在航空航天和消费电子领域不可替代。本章重点讲解聚合物的分子量分布、结晶度对材料粘弹性的影响。核心内容在于功能化高分子，如导电聚合物（PEDOT:PSS等）的制备与应用，以及自修复材料和响应性水凝胶的设计原理，展示高分子材料的“智能”潜力。 第三部分：材料的制备与表征——工程实践 本部分聚焦于如何将理论转化为实际可用的材料，并介绍了现代材料表征的“利器”。 第七章：先进材料的制备技术 本章概述了非传统材料制备工艺。重点介绍粉末冶金与增材制造（3D打印），特别是激光选区熔化（SLM）过程中，熔池的快速凝固行为如何影响最终部件的残余应力和微观组织。对于薄膜材料，将详细讨论物理气相沉积（PVD）和化学气相沉积（CVD）的工艺参数控制，及其对薄膜应力、厚度和组分均匀性的影响。 第八章：现代材料的无损与微观表征 材料的性能离不开精确的表征手段。本章将介绍扫描电子显微镜（SEM）与透射电子显微镜（TEM）的成像原理及对晶体缺陷、界面结构的分析。重点讲解X射线衍射（XRD）在物相分析和应力测量中的应用，以及原子力显微镜（AFM）如何提供纳米尺度的形貌和力学信息。本章强调的是，如何利用多种表征技术交叉验证，构建完整的材料性能档案。 总结与展望 全书以材料基因组计划（Materials Genome Initiative, MGI）的理念贯穿始终，强调通过高通量计算模拟（如密度泛函理论DFT）与实验的紧密结合，加速新材料的发现和应用。本书力求培养读者从“元件”思维转向“材料本征属性”思维的能力，为未来的材料创新者提供坚实的知识框架和广阔的视野。 本书特色： 1. 工程导向： 每章末尾设置“工程应用案例分析”，深入剖析实际工业难题。 2. 前沿追踪： 涵盖了高熵合金、二维材料、固态电池等热点领域，保持内容的前沿性。 3. 理论与实践结合： 注重材料的微观结构与宏观性能之间的量化关系描述。

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我对书籍的装帧设计和细节处理总是比较挑剔，因为这直接影响了我的学习心情和效率。这本书的印刷质量是我近期接触到的所有教辅材料中最好的之一。纸张选择了略带米色的哑光纸，长时间看下来对眼睛非常友好，这对于需要长时间在灯光下做题的我来说简直是太贴心了。更让我赞赏的是它的目录设计。目录不仅仅是章节的罗列，它清晰地标注了每个知识点在考试中的预估权重和难度系数，这对于我制定复习计划简直是量身定做的工具。我可以直接根据权重，合理分配我的精力和时间，避免在那些低频考点上浪费过多精力。此外，书中的插图和实验流程图都采用了高清彩印，那些复杂的仪器装置图，细节还原得非常到位，基本不需要再配合其他图册或者网络搜索就能完全理解实验装置的搭建和原理。这种对细节的极致追求，体现了编者对学习者体验的深刻理解和尊重。它让学习的过程从一项“任务”变成了一种相对愉悦的“探索”。

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这本书的配套资源支持系统，是我认为它区别于市面上其他同类产品的一个显著特点。仅仅靠纸质书本进行自学，总会遇到一些难以自我修正的知识盲点。这本书通过一个方便的二维码连接到了一个资源库，里面包含了针对书中例题的动态解析视频和一些重要的实验操作演示。我记得有一次我对一个气体制备实验的洗气步骤感到非常困惑，文字描述总是让我脑补出各种危险的场景。但点开配套视频后，专业老师清晰地演示了正确的手持试剂瓶和导管的角度，以及观察液体流速的技巧，瞬间就明白了。这种“看、读、练、看动态演示”的闭环学习模式，极大地提升了我的学习效率。它将传统的单向知识传递，升级成了互动式的学习体验。对于那些需要动手操作或者视觉化理解的化学概念，这种辅助支持是无可替代的。它让我在家自学时，也能享受到类似在优秀辅导班里才能获得的资源，真正做到了“名师在侧，疑难尽解”。

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我是一个非常注重解题思路和逻辑构建的学习者，很多辅导书的例题讲解往往只给出了“标准答案”的推导过程，但对于“为什么会想到这个解题方向”却含糊其辞，让人感觉像在死记硬背公式。这本书在这方面做得非常出色。它不只是告诉你“怎么做”，更深入地挖掘了“为什么这么做”。尤其是在处理那些需要综合运用多个章节知识的难题时，这本书提供的“思维导图式”的解题路径分析，简直是我的福音。它会把一个复杂的化学问题拆解成若干个小模块，然后清晰地展示出各个模块之间的内在联系。我发现，通过学习它的解题示范，我开始能够自己预判出题目可能设置的考察点，而不是被动地跟着题目的步骤走。这种主动思考的转变，带来的不仅仅是分数上的提高，更重要的是学习信心的重建。我曾经因为一道反应平衡题卡了整整一个周末，后来在翻阅这本书相关章节时，发现它用一种非常精妙的“守恒思想”来概括了这类问题的核心，一旦掌握了这个核心思想，同类型的题目迎刃而解。这种从“术”到“道”的提升，才是真正有价值的辅导。

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这本书简直是为我这种化学渣渣量身定做的救星！高中的化学知识点总是感觉抓不住重点，概念一多就乱套，尤其是那些复杂的反应机理，看得我头皮发麻。但是拿到这本书后，那种感觉完全不一样了。它不是那种干巴巴的教科书，而是真正地把那些晦涩难懂的原理用非常直观、易懂的方式呈现出来。比如，对于氧化还原反应的判断，我以前总是需要对照好几个步骤才能确定，这本书里用了一些非常形象的比喻，一下子就把电子得失转移的过程在脑子里清晰地勾勒出来了。而且，它对每个知识点都进行了详尽的剖析，从最基础的定义到进阶的应用，层次感特别强。我特别喜欢它在章节末尾设置的“易错点辨析”板块，每次我以为自己掌握了，但一看那个板块，总能发现自己之前没注意到的陷阱。这不仅仅是一本用来应付考试的书，更像是一个耐心的私教，一步步把我从迷雾中引导出来。自从用了它，我对化学的恐惧感大大降低了，甚至开始觉得这门学科有点意思了。那种豁然开朗的感觉，真的让人上瘾。这本书的排版也很舒服，字体大小适中，图示清晰明了，长时间阅读也不会感到眼睛疲劳，这对于需要大量时间钻研的科目来说太重要了。

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坦白说，我是一个对学习资料的“实用性”要求极高的人，如果一本书内容陈旧或者跟不上最新的考纲要求，我宁愿不用。这本辅导材料的更新速度和对新课标的契合度，让我感到非常惊喜。它明显是紧密围绕着最新一轮的教学改革和考试方向来设计的。在很多传统教辅中被弱化或者处理得比较简单化的内容，比如化学与社会、环境、技术交叉的前沿知识点，这本书都给予了足够的重视，并且提供了贴近现实生活的案例分析。例如，关于新能源材料的讨论，它不仅仅停留在化学方程式的层面，还引入了相关的工业应用背景，这让学习过程变得更加立体和有意义。我感觉自己不仅是在为考试做准备，更是在为未来可能涉及的专业领域打下坚实的基础。这种前瞻性的内容布局，使得这本书的价值远远超出了一个学期甚至一年的学习周期，它更像是一份长期的学习参考手册。而且，它的语言风格非常专业且严谨，但同时又保持了较高的可读性，学术深度和通俗易懂之间找到了一个绝佳的平衡点。

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