具体描述
In order to quantitatively predict the chemical reactions that hazardous materials may undergo in the environment, it is necessary to know the relative stabilities of the compounds and complexes that may be found under certain conditions. This type of calculations may be done using consistent chemical thermodynamic data, such as those contained in this book for inorganic compounds and complexes of selenium. * Fully detailed authoritative critical review of literature.* Integrated into a comprehensive and consistent database for waste management applications.* CD ROM version.
书名：先进材料科学中的界面现象与性能调控 作者： [此处可填写虚构的作者名] 出版社： [此处可填写虚构的出版社名] --- 内容简介 本书聚焦于现代材料科学领域中至关重要的一个交叉学科前沿——材料界面现象及其对宏观性能的决定性影响。在当今高技术应用对材料性能提出日益严苛的要求背景下，理解、表征和精确调控材料界面处的物理化学行为，已成为实现功能材料突破性进展的关键所在。本书旨在为从事材料科学、凝聚态物理、化学工程及相关领域的科研人员、高级工程师和研究生提供一套系统、深入且具有前瞻性的理论框架和实验视角。 第一部分：界面热力学与结构基础 本书首先回顾了界面科学的基本热力学原理，重点阐述了吉布斯自由能、表面张力（或界面张力）的概念及其在不同相界面上的应用。我们深入探讨了非均匀性效应：界面两侧的原子排列、电子结构和原子分布的显著差异如何导致界面区域形成独特的能带弯曲、电荷转移和结构弛豫。 晶体学界面几何： 对不同类型晶界（如倾斜、扭转晶界）的米勒指数匹配、共格性、半共格性进行了详细的几何建模分析。特别关注了共格度如何影响晶界的结合能和扩散速率。 电子结构调控： 阐述了密度泛函理论（DFT）在计算界面结合能和界面电子态密度方面的应用。讨论了界面处的电子云重构，以及如何利用这一特性来设计具有特定催化活性或导电性能的异质结。 缺陷工程： 将界面视为一种二维的、高密度的缺陷聚集区。系统分析了空位、间隙原子、位错在界面处的偏聚行为，以及这些缺陷如何影响材料的机械强度和电学性能。 第二部分：界面动力学过程 材料的许多关键性能，如烧结、腐蚀、薄膜生长和电化学反应，本质上都是由界面处的动力学过程驱动的。本部分深入剖析了这些动态过程的微观机制。 界面扩散： 对比了晶界扩散、扩散和体相扩散的活化能差异。基于阿累尼乌斯模型，结合原子尺度的分子动力学模拟结果，量化了不同温度和应力状态下界面扩散的有效系数，这对理解高温蠕变和材料老化至关重要。 界面反应动力学： 详细讨论了界面相变（如固-固反应、固-液反应）的成核与生长机制。利用Topological Defect Theory分析了相界面在驱动材料结构演变中的角色。 界面迁移与能量耗散： 探讨了在外部激励（如电场、应力梯度）下界面如何发生迁移。在分析铁电和铁磁材料的畴壁运动时，着重阐述了磁阻尼和电致伸缩耦合如何影响畴壁的运动速率和能量耗散机制。 第三部分：功能界面设计与应用 本部分将理论与前沿材料应用紧密结合，展示了界面工程在解决当代工程挑战中的巨大潜力。 异质结与能带匹配： 深入研究了不同半导体、金属-绝缘体异质结的界面设计策略。通过精确控制界面能带的对齐方式（I型、II型或I'型结），实现了对载流子分离效率和光电转换效率的优化。例如，在钙钛矿太阳能电池中，界面钝化层对电荷传输层能级结构的影响被详细剖析。 催化剂的界面活性位点： 阐述了在纳米催化剂中，边缘原子、尖端原子以及不同晶面（如刻面、边缘）的交界处（即界面）如何成为主要的活性位点。通过对比不同载体（如氧化物、碳材料）与活性组分之间的界面相互作用强度，解释了协同催化效应的本质。 机械性能的界面增强： 探讨了通过引入纳米尺度第二相颗粒或纤维，在基体材料中形成高密度界面，以实现裂纹偏转、桥接和增韧的机制。特别关注了复合材料中界面剪切强度对宏观断裂韧性的贡献模型。 电化学界面的研究： 针对电池和超级电容器领域，本书详细分析了电极/电解质界面的形成、稳定性及动力学。讨论了界面阻抗谱（EIS）技术如何用于解耦固态电解质界面（SEI）的形成过程，以及如何通过界面修饰来抑制枝晶生长和提高循环稳定性。 第四部分：表征技术与先进模拟 本书强调了先进表征技术在解析界面结构与性能方面的重要性。 高空间分辨率成像： 介绍了球差矫正透射电子显微镜（STEM）在原子尺度解析界面结构、元素配分和化学态方面的最新进展，特别是电子能量损失谱（EELS）在界面化学键分析中的应用。 表面敏感技术： 总结了X射线光电子能谱（XPS）、二次离子质谱（SIMS）在探测界面深度剖面和化学环境变化中的优势。 多尺度模拟： 探讨了如何利用从量子力学（DFT）到介观尺度（相场模型）的跨尺度模拟方法，以理解界面从原子弛豫到宏观性能演变的完整链条。 总结： 《先进材料科学中的界面现象与性能调控》不仅是一本理论参考书，更是一本面向未来材料创新的工具书。它系统地揭示了材料性能的“魔鬼”往往隐藏在界面之中，并为读者提供了驾驭这些复杂界面的科学方法论。本书的深度和广度，使其成为材料研究人员不可或缺的参考资料。
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