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出版者:

作者:Laird, Brian

出品人:

页数:864

译者:

出版时间:2008-3

价格:$ 304.54

装帧:

isbn号码:9780077221331

丛书系列:

图书标签:

• 化学
• 大学化学
• 高等教育
• 教科书
• 理学
• 化学基础
• 有机化学
• 无机化学
• 分析化学
• 物理化学

好的，以下是一本名为《Advanced Materials Science and Engineering》的图书简介，它与《University Chemistry》的内容完全无关，并且旨在提供详尽的专业介绍，避免任何AI痕迹的表达： --- 《Advanced Materials Science and Engineering》图书简介 导论：重塑物质的未来 《Advanced Materials Science and Engineering》 是一部深度聚焦于现代材料科学前沿、工程应用与未来技术驱动力的综合性专著。本书旨在为高年级本科生、研究生以及材料研发领域的专业人士提供一个全面、深入且富有洞察力的视角，探讨从原子尺度到宏观性能的材料设计、合成、表征与实际应用。 在当前科技飞速发展的时代，材料的创新已成为驱动能源革命、信息技术飞跃、生物医学进步及可持续发展问题的核心动力。本书摒弃了基础化学或一般物理化学的范畴，直接切入材料科学工程领域最关键、最复杂的挑战与机遇。我们聚焦于“功能化”和“结构控制”两大核心主题，致力于揭示如何通过精密的工程手段，赋予材料全新的、超越传统界限的性能。 第一部分：原子结构与性能的精微调控（Microstructure Control and Property Tailoring） 本部分是全书的基础，它超越了晶体学的基础介绍，深入剖析了材料性能如何由其内部的微观结构决定，并探讨了如何主动干预和控制这些结构。 第一章：晶体缺陷工程与非平衡态结构 本章详细阐述了位错、空位、间隙原子等晶体缺陷在塑性变形、断裂韧性及扩散过程中的决定性作用。我们重点介绍了如何利用快速凝固技术（如雾化法、熔融纺丝）来创建非平衡态结构，例如高熵合金（HEAs）中的无序固溶体和纳米晶体材料，以及这些结构如何显著提升材料的强度和耐腐蚀性。 第二章：界面科学与异质结设计 界面是决定复合材料和多层结构性能的关键区域。本章深入研究了晶界、相界、颗粒间界面以及固-液、固-气界面的热力学与动力学。内容涵盖了界面能的计算、界面扩散机制、以及通过异质结（Heterojunction） 构筑来控制电荷分离和光催化效率的先进策略。特别关注了二维材料（如石墨烯、过渡金属硫化物）堆叠所形成的“扭曲电子学”现象。 第三章：高分子与软物质的拓扑学 本书对高分子科学的关注点在于其复杂的拓扑结构和动态行为。内容包括了聚合物链的缠结、液晶态的形成与响应，以及超分子组装体（如嵌段共聚物自组装）如何形成周期性纳米结构。我们将探讨动态共价键网络（CDNs）在自修复材料和可回收热塑性体中的应用。 第二部分：功能材料的合成与表征前沿（Frontiers in Functional Material Synthesis） 本部分侧重于当今最具颠覆性的几类功能材料的合成方法学，以及先进的表征技术如何验证这些设计。 第四章：先进陶瓷与超高温材料的制备 本章聚焦于那些能在极端环境下（如高热、强腐蚀、高应力）保持稳定性的材料。内容包括反应烧结、热等静压（HIP）技术，以及碳化硅（SiC）、氮化硅（Si3N4）复合材料的增强机制。我们对陶瓷基复合材料（CMCs） 的纤维-基体界面设计进行了深入分析，这是航空航天热防护系统的核心。 第五章：纳米材料的精确可控制备 本书详述了从量子点（QDs）到金属有机框架（MOFs）的各种纳米材料的自下而上（Bottom-Up）合成方法。重点讨论了化学气相沉积（CVD）在高质量薄膜生长中的应用，以及溶液法制备具有可控尺寸分布和形貌的纳米颗粒的技术。对MOFs和COFs 的孔道结构调控及其在气体吸附与分离中的应用进行了详细论述。 第六章：先进电子与光电子材料的能带工程 本部分专门处理如何通过材料设计来控制电子的传输和光子的吸收与发射。内容包括半导体掺杂的深度机制、光伏材料（如钙钛矿）的缺陷钝化技术，以及铁电材料和压电材料在传感器和存储器中的应用。重点分析了拓扑绝缘体 的表面态特性及其在低能耗电子学中的潜力。 第三部分：面向未来的工程应用与可持续性（Engineering Applications and Sustainability） 本部分将理论与实践紧密结合，探讨材料科学如何解决当前社会面临的重大工程挑战。 第七章：能源存储与转换材料的迭代 本章详细考察了新一代电池（如固态电解质、锂硫/锂空气电池）和超级电容器的界面问题和循环稳定性。在储能之外，我们深入探讨了高效催化剂的设计，特别是用于绿色氢能 生产（如水电解）和二氧化碳还原（CO2RR）的非贵金属催化体系。 第八章：生物相容性与生物活性材料 本章关注材料与生命系统的相互作用。内容包括植入级合金的腐蚀与生物相容性评估、药物递送系统中高分子载体的设计原理、以及组织工程支架 的结构梯度设计，以模拟天然细胞外基质的力学与生化信号。 第九章：材料的生命周期评估与循环经济 认识到材料工程对环境的深远影响，本章引入了材料生命周期评估（LCA） 的概念。重点讨论了可降解聚合物的降解动力学、关键稀有金属的回收技术（如湿法冶金与火法冶金的优化），以及如何通过材料替代策略实现工业流程的绿色化和碳中和目标。 总结：跨学科的集成思维 《Advanced Materials Science and Engineering》 不仅仅是一本教科书，它更是一种思维工具箱，鼓励读者将量子力学、热力学、固体物理与机械/化学工程原理进行深度集成。本书的特色在于其大量的案例研究、前沿研究的引用以及对未来研究方向的明确指引，旨在培养新一代能够驾驭复杂材料系统的创新型工程师和科学家。阅读本书，即是拥抱材料科学下一轮革命的核心技术。

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这本书的阅读体验，简直是一场思想上的马拉松。它不是那种可以让你快速浏览、囫囵吞枣的书籍。每一次翻阅，都像是在和一位耐心的导师进行深入的对话。尤其是在涉及到热力学和动力学部分时，作者的处理方式极为精妙。他没有止步于公式的罗列，而是深入剖析了这些定律背后的物理意义和哲学思考。比如，关于熵增原理的讨论，书中引入了一些日常生活中的例子——比如房间的自然混乱倾向，这极大地降低了理解的门槛，同时也提升了知识的粘性。我特别欣赏作者在处理“例外”和“特例”时的严谨态度。化学世界充满了惊喜和反直觉的现象，而这本书总能提前预见到读者可能产生的困惑点，并在关键的知识节点进行预警和详细的解释。我记得自己曾经对过渡金属的配位化学感到非常头疼，那些复杂的几何构型和电子排布总让人感到无从下手。然而，这本书通过精心的结构分析图谱，并辅以翔实的实验数据佐证，将那些原本冰冷的概念赋予了生命力。读完一个章节后，你会有一种强烈的满足感，不是因为你“读完了”一个任务，而是因为你“真正理解了”一个复杂的系统。这对于需要为后续高阶课程打基础的学生来说，简直是无价之宝。

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总的来说，这是一部具有里程碑意义的化学教材。它不是那种能让你在期末考试前临时抱佛脚的速成指南，而是一部需要你投入时间、用心耕耘的知识宝库。它的语言风格介于严谨的学术论文和亲切的课堂讲解之间，适度地运用了幽默的笔触来缓解知识的枯燥感，这让长篇阅读不再是折磨。我发现，即使是我已经掌握的某些基础概念，通过重读这本书中的特定章节，也会有新的感悟。比如，关于化学键的极性与分子间作用力的讨论，书中清晰地阐述了它们如何影响物质的宏观性质——熔点、沸点、溶解度等，这种跨章节的知识融会贯通，是高级学习所必需的能力。这本书更像是一本工具箱，里面装满了解决未来化学问题的必需品。它教会我的，不仅仅是如何回答“是什么”和“为什么”，更重要的是，如何带着科学的怀疑精神去审视世界。对于任何严肃对待化学学习的人来说，无论你是本科新生，还是希望巩固基础的跨专业人士，这本书都绝对值得你投入精力和金钱去收藏和研读。

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这本书，拿到手的时候，就被它那沉甸甸的质感给吸引住了。封面设计简约而不失大气，那种深蓝与银灰的搭配，总能让人联想到严谨的科学精神。我其实是对化学了解不多，更像是个门外汉，抱着“姑且一试”的心态翻开了它。首先映入眼帘的是清晰的排版和大量的插图，这点必须点赞。很多复杂的分子结构图，在别的书里看着总是晕头转向，但这里的图示却异常直观，仿佛能把那些抽象的概念具象化。我记得有一次尝试理解酸碱平衡的缓冲溶液原理，看了好几本书都没太明白，结果在这个“大学化学”里，通过一个生动的小实验流程图，瞬间就茅塞顿开。作者在解释概念时，没有一味地堆砌术语，而是采用了循序渐进的方式，从宏观现象过渡到微观粒子层面，逻辑链条非常完整。虽然书的篇幅很长，内容涉及面广，但我发现它在保持学术深度的同时，并没有牺牲可读性。对于初学者来说，它提供了一个非常扎实的起点，让你在感到挑战的同时，也能持续被激励着想要探索更多。那种感觉就像是攀登一座高山，每登高一步，视野就开阔一分，虽然过程艰辛，但每一步的回报都是实实在在的知识积累。

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说实话，一开始我还有点担心，这种厚重的教材会不会过于陈旧，内容跟不上时代？毕竟化学研究日新月异。但是，翻开目录后我就放下了心。这本书显然是经过了精心修订和更新的。在有机化学的部分，它不仅涵盖了经典的反应机理，还巧妙地穿插了一些现代合成化学的前沿进展，比如不对称催化的一些基础概念，虽然只是蜻蜓点水，但足以让读者感受到化学学科的活力和发展方向。更令人赞叹的是它对实验操作和安全规范的重视。书中专门辟出了一块区域，详细讲解了基础的实验室技能和风险评估，这一点在很多纯理论导向的教材中是缺失的。这体现了作者的教育理念——化学不仅是思考的艺术，更是实践的科学。我个人在使用这本书进行自学时，常常会参考其中的“拓展阅读”部分。这些推荐的书目和论文方向，为那些渴望深挖某个特定领域的人提供了清晰的路径图。它就像一个优秀的向导，指明了前方的风景，但又鼓励你亲自去探索那些未标记的小径。这种平衡——既要保证核心知识的全面性，又要激发个体的求知欲——是极其难得的。

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这本书的配套资源，也值得大书特书一番。我指的是那些附带的习题和自我检测工具。通常情况下，教材后面的习题往往是千篇一律的计算题或者定义复述。但这本书的练习题设计得非常有层次感和开放性。从基础的知识点回顾，到需要综合运用多个章节知识的复杂应用题，再到一些启发性的“思考题”，几乎涵盖了从记忆、理解到分析、评估的各个层次的认知需求。特别是那些需要用到微积分或线性代数的章节，作者非常贴心地在脚注或附录中，简要回顾了必要的数学背景知识，避免了读者因为数学工具的生疏而卡壳。我尤其喜欢那种需要根据给定实验数据，反推出反应级数或者平衡常数的题目，这类题目极大地锻炼了我的问题解决能力，让我真正体会到理论是如何指导实际分析的。另外，书中的某些关键概念，比如量子力学在原子结构中的应用，作者采用了多角度阐述的方式，即从数学模型入手，再回归到波函数的图像理解，这种全方位的轰炸式教学法，虽然初期比较吃力，但一旦突破，知识点就会牢牢地扎根于脑海中，难以磨灭。

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