Composites With Micro- and Nano-Structures pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:

作者:Kompis, Vladimir (EDT)

出品人:

页数:300

译者:

出版时间:

价格:1845.00 元

装帧:

isbn号码:9781402069741

丛书系列:

图书标签:

• 复合材料
• 微结构
• 纳米结构
• 材料科学
• 工程学
• 材料性能
• 先进材料
• 聚合物复合材料
• 碳纳米材料
• 复合材料力学

《微观与纳米结构的复合材料：理论、制备与应用》 本书深入探讨了复合材料领域一个前沿且极具潜力的分支——微观与纳米结构复合材料。随着科学技术的飞速发展，传统宏观复合材料的性能已无法满足日益严苛的应用需求。研究人员和工程师们正致力于通过精确控制复合材料的微观和纳米结构，以期赋予材料前所未有的性能。本书旨在为读者提供一个全面、深入的理论框架和实践指导，涵盖了从基础理论到前沿应用的各个方面。 第一部分：微观与纳米结构复合材料的基础理论 本部分将系统阐述构成微观与纳米结构复合材料的基石。首先，我们会详细介绍不同尺度下材料结构的表征方法，包括光学显微镜、扫描电子显微镜（SEM）、透射电子显微镜（TEM）以及原子力显微镜（AFM）等，这些技术是理解和设计微纳结构的关键。接着，我们将深入探讨结构-性能关系，分析微观和纳米尺度下，填料的尺寸、形貌、分布、界面特性以及基体材料的微观结构如何协同作用，最终影响复合材料的力学性能（如强度、刚度、韧性）、热学性能（如导热性、热膨胀系数）、电学性能（如导电性、介电常数）以及光学性能（如透光率、折射率）。此外，本书还将重点介绍界面科学在微纳复合材料中的作用，强调界面能、界面粘附性、界面相以及界面缺陷对整体材料性能的决定性影响。我们将讨论传质、传热在微纳通道中的特殊规律，以及如何利用这些规律来设计新型功能材料。 第二部分：微观与纳米结构复合材料的制备技术 本部分将详细介绍当前主流的微观与纳米结构复合材料制备方法。我们将从宏观尺度开始，介绍传统的增强体/基体复合材料制备技术，如模压成型、拉挤成型、缠绕成型等，并分析如何通过优化工艺参数来控制宏观结构的均匀性和各向异性。随后，我们将重点聚焦于微纳尺度结构的制备，包括： 自组装技术： 介绍利用分子间作用力（如范德华力、氢键、π-π相互作用）以及熵效应，使纳米粒子或纳米纤维自发形成有序结构的方法，如胶体自组装、相分离自组装等。 模板法： 详细阐述如何利用预先制备好的微米或纳米尺度的模板（如多孔氧化铝、聚合物微球、DNA链等）来引导纳米材料的生长和组装，从而获得具有特定结构和形貌的复合材料。 微纳制造技术： 介绍诸如微纳注塑、3D打印（如立体光刻、熔融沉积）、电子束/离子束刻蚀等精密制造技术，它们能够实现复杂微观结构的设计和制造，为功能性微纳复合材料的开发提供了强大的工具。 原位合成与复合技术： 探讨在基体材料内部直接生长或引入纳米填料的方法，如溶胶-凝胶法、电纺丝法、化学气相沉积（CVD）和物理气相沉积（PVD）等，这些方法有助于实现纳米填料与基体的良好分散和界面结合。 界面修饰与功能化： 介绍对纳米填料表面进行化学改性、表面接枝聚合物、引入偶联剂等策略，以改善填料与基体的相容性、增强界面强度，并赋予材料特定的功能。 本书将对每种制备方法的原理、优点、局限性以及在不同类型复合材料制备中的适用性进行详细分析，并提供实际操作的建议。 第三部分：微观与纳米结构复合材料的功能与应用 本部分将重点关注微观与纳米结构复合材料所展现出的独特功能及其在各个领域的广泛应用。 增强型轻质结构材料： 探讨如何利用碳纳米管、石墨烯、纳米纤维等增强体，显著提高聚合物、金属或陶瓷基复合材料的力学性能，同时大幅降低材料密度，满足航空航天、汽车制造和体育器材等对轻质高强材料的需求。 智能响应材料： 介绍基于微纳结构设计，赋予复合材料环境响应能力，如形状记忆效应、应力/形变感知、温度/湿度/光照响应等，这些材料可用于可穿戴设备、柔性电子、自修复结构和先进传感器。 功能性涂层与薄膜： 阐述如何通过微纳结构控制，开发具有特殊光学（如防反射、超疏水/超亲水）、电学（如导电、抗静电）或抗菌性能的涂层和薄膜，广泛应用于显示技术、能量转换、生物医学和建筑工程。 能量存储与转换材料： 讨论将微纳结构复合材料应用于锂离子电池、超级电容器、燃料电池和太阳能电池等领域，通过优化电极材料的纳米结构和界面设计，提高能量密度、功率密度和循环稳定性。 生物医学应用： 介绍微纳结构复合材料在药物递送、组织工程支架、生物传感器和生物成像等方面的应用潜力，重点关注材料的生物相容性、可降解性以及与生物系统的相互作用。 环境与可持续性应用： 探讨微纳结构复合材料在污染物吸附、催化降解、水处理和生物传感器等环境治理方面的应用，以及开发环保型复合材料的策略。 本书将结合最新的研究成果和案例分析，全面展示微观与纳米结构复合材料在各个领域的应用前景和发展趋势，为相关领域的科研人员和工程师提供宝贵的参考。 结论与展望 最后，本书将对微观与纳米结构复合材料的当前挑战，如成本控制、规模化生产、长期稳定性以及标准化等进行讨论，并对该领域的未来发展方向进行展望，包括多尺度结构协同设计、机器学习辅助材料开发、新型功能性微纳填料的探索等，鼓励读者在这一充满机遇的领域进行更深入的探索和创新。

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这本书的封面设计得相当专业，深邃的蓝色调配上一些科技感的线条，让人一眼就能感觉到它内容的深度。我拿到这本书的时候，首先被它厚实的质感所吸引，显然这不是一本轻松的入门读物，而是那种需要静下心来啃读的硬核技术手册。从目录上看，它似乎涵盖了材料科学中非常前沿和精细的领域，但具体到具体的结构设计、制造工艺或者性能测试方面，我希望能看到更详尽的图表和实验数据来支撑理论阐述。毕竟，对于复合材料的研究，可视化是非常关键的一环，如果能有更多的高清显微图像或者仿真结果的截图，对于理解微观尺度的相互作用会大有裨益。我期待它能深入探讨界面化学对宏观性能的调控机制，这通常是区分优秀教材和一般参考书的关键点所在。如果能提供一些经典的案例分析，比如在航空航天或高端电子产品中应用的实例，那就更好了，这样能帮助读者更好地将理论知识与实际工程问题联系起来。

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这本书的排版和装帧质量非常令人满意，纸张的选用也保证了长时间阅读的舒适性。不过，在内容组织上，我发现不同章节之间的过渡略显生硬，像是将几篇独立的综述文章拼凑在一起，而非一个整体性的叙事结构。例如，相邻章节关于界面粘结强度的讨论，虽然理论基础一致，但在侧重点和所引用的经典文献上却存在重复感，这让我感觉信息密度不够集中。我更倾向于看到一种递进式的学习体验，即前一章的结论自然而然地引出下一章更深入的议题。另外，作为一个希望追踪最新研究进展的读者，我注意到书中引用的文献大多集中在十年前的经典工作，对于近五年来由新材料发现驱动的研究突破，提及得相对较少。一本关于前沿结构的著作，其时效性同样重要。

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这本书的行文风格相当地严谨、内敛，充满了严谨的科学术语，这无疑保证了其学术上的权威性。但坦白说，阅读起来颇有些枯燥，缺乏一些能够激发好奇心和引导思考的叙事手法。在介绍一些突破性进展时，往往只给出了结论性的陈述，而缺少对研究历程中遇到的关键性挑战和解决思路的生动描述。我理想中的一本顶尖教材，不仅应该传授“是什么”，更应该解释“为什么是这样”以及“是如何发现的”。缺乏对历史背景和研究动机的铺垫，使得那些复杂的公式和概念更像是空中楼阁，难以在读者的脑海中形成一个有机的知识网络。对于希望通过这本书激发研究灵感的读者来说，这本书的“故事性”还有待加强。

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阅读这本书的初期感受是，作者在理论推导上展现了极高的学术素养，数学模型的严谨性几乎无可挑剔。然而，对于我这种更偏向应用开发的工程师来说，内容的前半部分显得有些过于抽象，大量的偏微分方程和张量分析占据了主要篇幅，让我一度怀疑自己是否选对了阅读材料。我更希望看到的是，这些高深的理论是如何被简化、应用到实际的材料选择和结构优化流程中的。例如，在讨论特定纳米填料的加入如何影响材料的阻尼特性时，书中似乎更侧重于推导一个通用方程，而没有清晰地勾勒出一个“从纳米到宏观”的清晰路径图。如果能附带一些实际的参数查找表或者简化计算流程，对于提高工作效率会是巨大的帮助。总而言之，这本书无疑是学术研究的宝库，但面向工业界的应用指南部分，似乎还有提升的空间。

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从结构分析的角度来看，这本书的深度毋庸置疑，它对材料内部复杂形貌的描述是细致入微的。我特别欣赏其中关于多尺度建模的章节，它试图将不同尺度下的物理现象联系起来，这一点在现代材料科学中是至关重要的课题。然而，在涉及到实验表征技术的部分，内容的广度略显不足。比如，对于先进的电子显微技术（如EELS或STEM）在识别纳米尺度缺陷方面的最新应用，似乎只有简短的提及，缺乏深入的案例分析。毕竟，理论的验证离不开精确的测量手段。如果作者能更详尽地介绍几种关键的表征技术，并结合具体的材料体系给出它们的优缺点和适用范围，这本书的实用价值将大大提升，尤其能帮助年轻的研究人员在实验设计时做出更明智的选择。

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