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出版者:

作者:Koningsveld, R./ Stockmayer, W. H./ Nies, E.

出品人:

页数:360

译者:

出版时间:2001-4

价格:$ 189.84

装帧:

isbn号码:9780198556343

丛书系列:

图书标签:

• Polymer science
• Phase diagrams
• Polymer blends
• Polymer solutions
• Phase behavior
• Thermodynamics
• Materials science
• Polymer characterization
• Crystallization
• Rheology

聚焦新材料前沿：《先进功能复合材料的设计与制备》 本书导言： 在当代材料科学的宏伟蓝图中，复合材料无疑占据了至关重要的地位。它们并非简单的材料叠加，而是通过精妙的界面调控与结构设计，实现性能的协同增效，从而在航空航天、生物医学、能源存储乃至日常消费品等诸多领域展现出无可替代的价值。本书《先进功能复合材料的设计与制备》正是这样一部力求全面、深入剖析当前复合材料前沿研究的专著。它摒弃了对单一高分子体系相图的传统探讨，转而聚焦于跨尺度结构控制、多场耦合响应机制以及面向特定功能化目标的复合体系构建策略。 第一部分：复合材料的理论基石与多尺度表征 本书首先为读者奠定了坚实的理论基础，但视角聚焦于如何利用先进的计算模型和实验手段来理解和预测复合材料的整体性能，而非局限于热力学平衡状态的描绘。 第一章：界面工程：性能的决定性因素 本章深入探讨了复合材料中“界面”这一核心概念。我们详细分析了不同类型界面（如纤维-基体、颗粒-基体、层状结构界面）的物理化学特性，包括界面能、润湿性以及键合机制。重点阐述了活性表面处理技术在增强界面粘接强度中的作用，例如偶联剂的设计原理、等离子体表面改性对界面极性的调控。我们详细对比了湿法铺层、干法铺装等不同工艺对界面微观缺陷（如孔隙、脱粘）形成的影响，并引入了分子动力学模拟来预测界面应力传递效率，这是理解宏观力学性能的关键所在。本章几乎完全围绕如何优化异质材料间的连接展开，与高分子单组分或二元体系的平衡相态研究路径截然不同。 第二章：先进表征技术在结构-性能关联中的应用 复合材料的性能高度依赖于其内部的微观与纳观结构。本章系统介绍了用于解析复杂多相结构的尖端技术。我们侧重于同步辐射X射线散射（SAXS/WAXS）在确定纳米填料分散状态、晶体取向度以及层间距变化上的应用；聚焦离子束（FIB）结合透射电镜（STEM）的联用技术，用于精确定位界面缺陷和应力集中点。此外，我们还探讨了原位（In-situ）测试技术，例如在拉伸或疲劳载荷下同步进行超声波检测或微CT扫描，以实时捕捉损伤萌生和扩展过程。这些方法旨在解析动态变化过程和异质结构，与静态热力学相图的分析范畴相去甚远。 第二部分：功能化复合材料的设计与合成策略 本书的核心价值体现在对实现特定功能的复合材料的设计哲学和制备方法的阐述上。我们关注的是如何通过结构设计赋予材料新的“能力”。 第三章：结构导向的力学增强复合体系 本章专注于如何通过优化结构布局来达到超高强度、高韧性或优异抗疲劳性能。我们详细讨论了三维（3D）编织结构、梯度增强材料（Functionally Graded Materials, FGM）的设计原理，以及如何利用纳米纤维或纳米片状填料构建高效的载荷传递网络。特别地，我们深入分析了夹层结构（Sandwich Structures）的屈曲与冲击响应机制，以及通过引入粘弹性层来调控阻尼性能的策略。这里的重点是拓扑结构优化和几何排布，而非传统热塑性或热固性树脂的混合比例与共混行为。 第四章：热电、导电与电磁屏蔽复合材料 功能复合材料的魅力在于其电气和电磁特性。本章系统阐述了如何将导电填料（如碳纳米管、石墨烯、金属纳米线）嵌入绝缘基体中，以构建出具有可预测导电通路（ percolation threshold）的体系。我们深入解析了导电网络模型、界面极化效应，以及如何通过控制填料的纵横比和空间分布来优化电导率和热导率。对于电磁屏蔽材料，我们侧重于设计多层、多孔或互穿网络结构，以实现宽频带的电磁波吸收或反射，这完全属于电磁学和传输线理论的应用，与高分子链段间的相互作用关系不大。 第五章：智能与自修复复合材料 面向未来的材料必须具备感知、响应甚至自我修复的能力。本章探讨了如何集成活性组分来实现这些功能。对于形状记忆复合材料，我们讨论了如何利用形状记忆聚合物（SMP）与增强纤维的复合化，实现复杂结构在特定温度下的形状恢复。在自修复领域，我们详细介绍了两种主要的机制：微胶囊破裂释放修复剂和本征型可逆键（如Diels-Alder反应）的应用。这些章节关注的是动态化学反应和触发机制，与平衡相图的稳定状态分析是两个截然不同的研究方向。 第六章：生物相容性与可降解功能复合材料 本部分关注生命科学和环境友好型材料。我们探讨了如何将生物活性因子（如药物、生长因子）或可降解聚合物（如PLA、PCL）与结构增强材料复合，用于组织工程支架或可控释放系统。关键在于生物相容性筛选、降解速率的调控（依赖于水解动力学和酯键的断裂），以及孔隙率和机械性能的协同优化，以模拟天然组织环境。这与材料在非生物环境下的热力学稳定性或相分离行为没有直接关联。 总结： 《先进功能复合材料的设计与制备》致力于为读者构建一个基于结构-功能一体化的现代复合材料研究框架。全书的论述核心在于异质组分间的界面调控、先进结构的定制化设计、以及多物理场耦合下的动态响应。它提供的是一套面向特定应用目标（如增强、导电、自修复）的设计工具箱和方法论，而非对特定高分子混合物热力学平衡状态或二元体系相图的详尽描绘。本书的每一个章节都侧重于如何创造新的、具有特定功能的体系，而非描述已存在的平衡体系。

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这本关于聚合物相图的著作，给我带来的最大启发在于它对“尺度效应”的强调。我们常常在宏观层面讨论材料性能，但这本书却不断提醒我们，在分子尺度上发生的微小变化，如何通过相图的演变，最终体现在材料的宏观力学特性上。作者似乎有一种魔力，能将抽象的统计力学概念转化为实际可观测的相边界移动。例如，书中关于“响应性聚合物”（stimuli-responsive polymers）的章节，详细阐述了温度或溶剂极性变化如何触发显著的相变，这在开发智能材料方面具有极高的指导意义。我特别关注了它对“临界点”附近行为的描述，那些精妙的标度律和修正因子，展现了作者对物理化学前沿的深刻洞察力。读完后，我再看任何聚合物体系，都会不自觉地去想象其背后的相图结构。

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这本书的封面设计很有意思，那种抽象的色块交织在一起，让人联想到物质在不同温度和压力下形成的各种奇异结构。初拿到手的时候，我就对它里面的内容充满了好奇。作为一名材料科学的学生，我一直觉得相图是理解材料行为的关键钥匙，而这本《Polymer Phase Diagrams》无疑是这方面的权威之作。 翻开书页，首先映入眼帘的是清晰的图表和详细的公式推导。作者似乎非常擅长将复杂的理论用一种直观易懂的方式呈现出来。特别是关于共混聚合物的描绘，那些三元相图和共轭曲线的解析，简直是艺术品级别的展示。我特别欣赏它对热力学基础的强调，没有这些基石，后面的复杂模型就成了空中楼阁。读起来感觉就像是有一位经验丰富的导师在旁边耐心指导，每一步都走得踏实而稳健。我尝试用书中的方法去分析我们实验室正在研究的某种新型高分子合金，结果发现理论和实验数据完美契合，这极大地增强了我对这门学科的信心。这本书的深度和广度都令人印象深刻，它不仅仅是工具书，更是一部深刻的思考指南。

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这本书的写作风格非常严谨，学术气息浓厚，几乎没有多余的修饰性语言，直奔主题，这对于需要精确信息的专业读者来说简直是福音。我最喜欢的是它对非理想溶液理论的深入探讨，特别是Flory-Huggins理论在复杂高分子体系中的修正和应用。书中对关联参数（interaction parameters）的讨论尤为细致，清晰地阐述了它们如何受到分子量分布、链拓扑结构乃至外部环境的影响。对于那些试图精确预测聚合物溶解度参数和相分离行为的研究人员来说，这本书提供的细节是无可替代的。我发现，许多教科书只是泛泛而谈，但这里却给出了具体的计算步骤和潜在的陷阱分析，让人受益匪浅。阅读过程中，我不得不频繁地查阅化学热力学的基础知识，但这并非缺点，反而说明了它在知识体系构建上的完整性。

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这本书的阅读体验，坦率地说，对于初学者可能有些挑战性，它更像是为已经具备一定高分子化学背景的工程师和研究人员量身定做的“进阶手册”。我记得我第一次尝试理解它关于超临界流体萃取中聚合物行为的章节时，花了相当长的时间来消化那些希腊字母和复杂的偏微分方程。然而，一旦那些核心概念被攻克，你会感觉自己打开了一个全新的世界。书中对结晶聚合物相图的分析，尤其是球晶生长动力学与热力学的耦合，展示了作者深厚的学术功底。它没有回避那些令人头疼的数学模型，反而将其视为解决实际问题的有力武器。这种直面困难、追求精确的治学态度，使得这本书的权威性无可置疑，但同时也要求读者投入大量精力去钻研和思考。

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这本书的排版和插图质量非常高，这一点值得称赞。在处理如此信息密集的专业书籍时，视觉呈现至关重要。清晰的字体、合理的行距，加上精心制作的图形，极大地减轻了长时间阅读带来的疲劳感。尤其是那些二维和三维的相图展示，色彩区分明确，图例标注详尽，使得复杂的平衡关系一目了然。对于我们这些需要经常在不同溶剂体系中选择最佳加工条件的研发人员来说，这本书的实用价值是巨大的。它不仅教会了我们如何“看”相图，更重要的是，它教会了我们如何“构建”和“解释”这些图谱背后的物理化学意义。总而言之，这是一本值得所有高分子科学家和工程师在书架上占有一席之地的经典之作，其严谨性与实用性达到了完美的平衡。

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