Minerals as Advanced Materials

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出版者:
作者:Krivovichev, Sergey V. 编
出品人:
页数:438
译者:
出版时间:2011-9
价格:0
装帧:
isbn号码:9783642200175
丛书系列:
图书标签:
  • 音乐
  • 材料学
  • 朋克
  • 矿物
  • 先进材料
  • 材料科学
  • 无机化学
  • 纳米材料
  • 材料工程
  • 晶体学
  • 矿物学
  • 固体物理
  • 功能材料
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具体描述

This book is a collection of papers that are devoted to various aspects of interactions between mineralogy and material sciences. It will include reviews, perspective papers and original research papers on mineral nanostructures, biomineralization, micro- and nanoporous mineral phases as functional materials, physical and optical properties of minerals, etc. Many important materials that dominate modern technological development were known to mineralogists for hundreds of years, though their properties were not fully recognized. Mineralogy, on the other hand, needs new impacts for the further development in the line of modern scientific achievements such as bio- and nanotechnologies as well as by the understanding of a deep role that information plays in the formation of natural structures and definition of natural processes. It is the idea of this series of books to provide an arena for interdisciplinary discussion on minerals as advanced materials.

好的,这是一份关于《Minerals as Advanced Materials》之外的其他矿物学或材料科学相关书籍的详细介绍,内容聚焦于其他主题,确保不会涉及原书的核心内容。 --- 书名: 《结构与功能:现代无机材料的晶体化学基础》 图书简介 导言:连接结构与性能的桥梁 《结构与功能:现代无机材料的晶体化学基础》是一部深入探讨无机材料科学核心理论的专著。本书的核心目标在于揭示材料的宏观功能与其微观晶体结构、化学键合特性之间存在的深刻联系。在材料科学领域,理解物质的原子排列方式和电子结构是设计和开发具有特定性能新材料的关键。本书摒弃了对传统矿物学分类的简单罗列,而是将重点放在晶体化学原理如何指导功能材料的合成与性能调控上。 本书旨在为高年级本科生、研究生以及材料研究人员提供一个坚实的理论框架,用以理解和预测无机化合物的行为。我们将从晶体对称性、结构缺陷和化学计量学的角度切入,构建起一个理解复杂无机体系的分析工具箱。 第一部分:晶体结构的几何与对称性 本部分聚焦于描述和量化晶体结构的基础数学和几何工具。我们详细阐述了晶格、晶胞、布拉维格点等基本概念,并深入讨论了点群和空间群理论在无机材料表征中的应用。 晶体学基础与群论应用: 详细解析了14种布拉维格子和230个空间群的数学本质。重点讨论了对称操作(如旋转、反演、滑移反射)如何影响材料的光学、电学和力学性能。例如,如何通过结构中的反演中心或对称面来预测材料是否具有压电性或铁电性。 结构描述的规范化: 介绍如何使用国际晶体学命名法(ISCD)准确描述和比较不同的晶体结构。内容包括结构因子、倒易点阵的概念,以及如何利用X射线衍射数据反演出晶体结构模型。 结构张量分析: 超越简单的点阵描述,引入张量分析来描述各向异性材料中的物理性质,如介电常数、弹性模量和热膨胀系数,展示结构对称性如何限制了这些张量可能存在的形式。 第二部分:化学键合与电子结构 理解无机材料的功能,必须深入探究其原子间的相互作用力。本部分将离子键、共价键和金属键的理论模型与实际材料的电子结构紧密结合。 有效电荷与离子半径: 讨论了如何利用离子半径和电负性差异来预测化合物的化学稳定性、晶体结构类型(如离子半径比法)以及熔点。我们考察了晶格能的计算方法及其对材料稳定性的影响。 配位化学与电子结构理论: 重点讲解了晶体场理论(CFT)和配位场理论(Ligand Field Theory, LFT),特别是对过渡金属氧化物中d轨道的分裂机制进行了详尽分析。通过薛定谔方程在周期性势场中的应用,解释了能带结构(价带和导带)的形成,从而区分导体、半导体和绝缘体。 轨道杂化与键合: 详细讨论了杂化轨道理论(sp3, d2sp3等)在描述共价化合物(如硅酸盐骨架)中的应用,以及洪特规则和泡利不相容原理如何决定磁性行为。 第三部分:缺陷工程与材料性能调控 现代功能材料的设计往往依赖于对晶体缺陷的精确控制。本部分将缺陷视为设计工具,而非仅仅是需要消除的杂质。 点缺陷的热力学: 基于克罗诺斯-肖特基(Kröger-Vink)表示法,系统分析了热平衡状态下各种点缺陷(空位、间隙原子、取代原子)的形成能和平衡浓度。讨论了缺陷如何影响材料的电导率、扩散速率和颜色。 线缺陷与塑性: 阐述了位错理论,包括刃位错和螺位错的几何描述、应力场分布,以及位错运动(滑移和攀移)在材料塑性变形中的作用。探讨了晶界和堆垛层错对机械性能的综合影响。 缺陷的扩散动力学: 深入分析了原子在固态晶格中的扩散机制(如间隙扩散、空位机制)。使用阿累尼乌斯方程,关联温度、激活能与扩散系数,这对高温陶瓷和固态电解质的设计至关重要。 第四部分:晶体化学在特定功能材料中的应用 本部分将前述理论应用于前沿的功能材料领域,展示晶体结构对宏观功能的确切控制。 氧化物半导体与电子传输: 讨论了钙钛矿结构(如BaTiO3)中的离子位移和极化机理,以及对铁磁性/铁电性多铁性材料的晶体学要求。 固态离子导体: 分析了具有开放骨架结构(如橄榄石、云母类)中,离子通道和晶格畸变如何促进锂离子或氧离子的快速传输,聚焦于“跳跃”机制与“通道”机制的结构差异。 储能与催化材料的界面效应: 探讨了纳米结构和高表面积材料中,晶面指数(Miller Indices)如何决定催化活性位点的几何构型,以及表面重构如何影响电化学界面的能垒。 结论:面向未来的结构设计 《结构与功能》的最终目标是培养读者将抽象的晶体结构数据转化为可预测的材料性能的能力。本书强调,理解无机材料的奥秘,始于其最基本的原子排列和电子相互作用。它提供了一个超越经验试错法的、基于第一性原理的材料设计哲学。 ---

作者简介

目录信息

读后感

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用户评价

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《Minerals as Advanced Materials》这个书名,给我的感觉就像是一本能够揭示“幕后英雄”故事的书。我们日常生活中使用的很多先进产品,比如高性能的显示屏、轻巧坚固的飞机部件、甚至高效的医疗设备,背后都离不开一些特殊的材料。而这本书似乎就在告诉你,这些“特殊材料”的许多来源,可能就是我们曾经在自然课上学过的那些矿物。我非常好奇,那些我们熟悉的、但可能认为价值不大的矿物,是如何被科学家们发掘出它们“先进”的一面的?它们是如何被提炼、加工、甚至设计,从而在现代科技领域发挥关键作用的?我期望书中能有具体的案例,展示不同种类的矿物,如何被应用于具体的“先进材料”领域。例如,是否某些稀土矿物在永磁材料方面有着不可替代的地位?某些陶瓷原料矿物又如何在高温、耐磨等极端环境下表现出色?我希望这本书能让我看到,矿物学与材料科学之间是多么紧密的联系,它们是如何协同作用,不断推动科技进步的。这种从宏观到微观、从自然到科技的视角转换,让我对这本书的内涵充满了期待。

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这本书的书名《Minerals as Advanced Materials》,让我眼前一亮。我总觉得,很多时候我们都过分关注那些人工合成的高科技材料,却忽略了地球本身所蕴藏的巨大潜力。矿物,作为地球最古老、最丰富的物质财富,它们在现代科技中的应用,无疑是一个充满魅力的研究方向。我非常好奇,这本书将如何深入地阐释矿物作为“先进材料”的价值所在?是它们天然就具备某些独特的物理或化学性质,使其在特定领域有着不可替代的优势?还是通过精密的加工和改性,将原本普通的矿物转化为高性能的材料?我渴望书中能够提供一些具体的、令人信服的案例,来展示不同种类的矿物,是如何在现代科技的驱动下,被应用于航空航天、能源储存、生物医学、甚至信息技术等前沿领域的。我想了解,那些埋藏在地下的宝石,是如何在科学家的手中,成为我们创造更美好未来的关键。这种将自然恩赐与人类智慧巧妙结合的叙事,对我来说具有极大的吸引力。

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这本书的书名《Minerals as Advanced Materials》,让我产生了强烈的求知欲。我总觉得,自然界中隐藏着无数的奥秘,而矿物,正是其中最古老、也最值得我们深入探索的宝藏。我们常常将目光聚焦于那些新发明的电子产品或新材料,却很少去关注它们最基础的组成元素。这本书的出现,恰恰填补了这一认知空白。它让我看到了,那些在地壳深处经过漫长地质作用形成的矿物,在现代科学技术中竟然扮演着如此重要的角色,成为了“先进材料”的关键来源。我非常想知道,这本书将如何具体地阐述矿物是如何转化为先进材料的?是通过改变它们的晶体结构?还是通过与其他元素复合?抑或是通过纳米尺度的精细调控?我期望书中能提供一些具体的、令人信服的例子,来解释不同矿物在电子、能源、生物医学等前沿领域是如何发挥其独特功能的。我想了解,那些我曾经可能只认为是“石头”的物质,是如何通过科学家的智慧,焕发出如此强大的生命力,成为推动科技进步的驱动力的。

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读到《Minerals as Advanced Materials》这个书名,我立刻联想到了那些在日常生活中随处可见,却又常常被忽视的物质。比如,手机里的芯片,里面就一定包含了某些特殊的矿物成分;再比如,新能源汽车的电池,其关键材料也离不开某些特定矿物的提炼和加工。这本书的出现,仿佛是一扇窗户,让我看到了这些“幕后英雄”的真实面貌。它不仅仅是告诉我们矿物是什么,更重要的是,它要告诉我们,这些看似平凡的物质,是如何被赋予“先进”这一标签的,它们又是如何转化为我们今天所依赖的各种高科技产品。我迫不及待地想知道,书中所探讨的“先进材料”究竟涵盖哪些具体的矿物种类?它们的结构特征与宏观性能之间存在怎样的精妙联系?更重要的是,它们在哪些前沿科技领域发挥着不可替代的作用?例如,在信息技术领域,某些矿物是否因其独特的导电性、半导体特性,成为了高性能电子元件的核心?在能源领域,某些矿物是否因其储能能力、催化活性,成为了新型电池、太阳能电池的关键组成部分?我对书中可能包含的具体案例和深入分析充满了好奇,希望它能让我对矿物在现代科技进步中的关键作用有一个更深刻、更全面的认识,从而摆脱那种“只知其一,不知其二”的浅显理解。

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作为一名对科学发展趋势抱有强烈关注的普通读者,《Minerals as Advanced Materials》这个书名立刻吸引了我。我一直认为,许多革命性的技术突破,其根源都深深植根于对物质基本属性的深刻理解和巧妙运用。矿物,作为地球上最古老、最丰富的物质来源之一,其潜在的应用价值往往被低估。这本书的名字,恰恰暗示了这种被低估的潜力正在被发掘和实现。我希望这本书能够带领我进入一个全新的视角,去审视那些埋藏在地下的宝藏,是如何在科学家的手中,通过先进的材料科学技术,转化为推动人类社会进步的强大力量。我特别想了解,那些在自然界中形态各异、成分复杂的矿物,是如何被科学家们“改造”或“优化”,以满足特定工业需求的?它们是如何在微观层面展现出独特的物理和化学性质,进而转化为宏观上惊人的功能?这本书是否会深入探讨诸如纳米技术、晶体工程、复合材料等先进技术,如何与矿物材料相结合,创造出前所未有的性能?我渴望这本书能够提供清晰、易懂的解释,让我这个非专业人士也能领略到矿物作为先进材料的无限魅力和广阔前景,为我打开一扇认识世界的新窗口。

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《Minerals as Advanced Materials》这个名字,就像是在提醒我们,那些看起来平凡无奇的石头,其实隐藏着巨大的能量和无限的可能。我一直对材料科学很感兴趣,但通常接触到的多是金属、聚合物等比较“现代”的材料。这本书的书名,让我看到了一个更深邃、更古老的视角——那就是矿物。我好奇这本书会如何描绘矿物作为先进材料的“前世今生”?它们是如何被科学家们从自然界中发掘出来,又如何被赋予“先进”的特质?我期待书中能够深入浅出地讲解,不同种类的矿物,例如某些特定的氧化物、硅酸盐、甚至硫化物,在现代科技中扮演着怎样的角色。它们是因为其独特的物理性质,比如光学特性、电学特性、磁学特性,而被选中,还是因为其特殊的化学反应活性?我希望书中能够提供一些引人入胜的案例,让我理解,那些在日常生活中并不显眼的矿物,是如何成为高性能电池、先进催化剂、甚至是新型显示器等关键部件的基石。这种从自然界挖掘潜在价值,并将其转化为高科技应用的故事,对我来说极具吸引力。

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当我看到《Minerals as Advanced Materials》这本书的书名时,我立刻被它所包含的跨学科的深度和广度所吸引。我一直认为,科学的进步往往在于发现那些被忽视的联系,而矿物作为地球的原始造物,与现代科技之间的联系,在我看来,是一个充满未知与可能性的领域。这本书似乎不仅仅是一本关于矿物学基础知识的科普读物,更像是一本探索如何从自然界最基础的构成单元中,提炼出推动尖端科技发展的“秘密武器”。我非常想知道,书中将如何具体地阐述“先进材料”的定义,以及矿物是如何被纳入这一范畴的。是它们天然就具备某些优越的性能,还是需要经过复杂的工艺处理才能成为先进材料?我特别希望能看到书中关于特定矿物在能源存储、环境保护、甚至生命科学等领域的应用实例,这些都是我个人非常关注的领域。我期待这本书能提供一个清晰的框架,让我理解矿物学与材料科学之间的桥梁,以及这种跨越,是如何为我们创造一个更美好、更可持续的未来的。

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这本书的封面设计给我一种朴实但充满力量的感觉,一种沉静而坚毅的矿物学家的专业气息扑面而来。当我翻开第一页,就被那份对物质本源的探索欲深深吸引。尽管我不是一个专业的材料科学家,但长期以来,我一直对那些构成我们世界最基本元素的奥秘抱有浓厚的兴趣。想象一下,那些在地壳深处经过亿万年时光的沉淀,凝聚了地球生命力的矿物,它们不仅仅是石头,更是蕴藏着无限可能性的宝藏。我总觉得,在这些晶体结构、化学组成背后,隐藏着许多我们尚未完全理解的科学原理和技术应用。这本书的名字《Minerals as Advanced Materials》恰好点燃了我内心深处的这种好奇。它暗示着,那些我们熟知甚至习以为常的矿物,在现代科技领域正扮演着越来越重要的角色,甚至可能成为推动未来技术革新的关键。我想了解,那些曾经只是地质学家研究对象的矿物,是如何被赋予“先进材料”这个头衔的?它们是如何通过精心的设计和处理,在电子、能源、医疗、甚至航空航天等领域展现出惊人的性能?我期待这本书能为我揭示矿物世界背后那些令人惊叹的先进应用,让我看到一个更加广阔和充满活力的矿物学研究新维度,而不仅仅是关于它们的形成和分类。这种跨越学科的视角,从基础的地质学延伸到尖端的材料科学,让我对这本书充满了期待。

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《Minerals as Advanced Materials》这个书名,给我一种探索未知、发掘宝藏的感觉。我一直认为,大自然是我们最伟大的老师,而矿物,正是大自然留给我们最古老、最珍贵的礼物。这本书的名字,暗示着这些古老的物质,在现代科技的浪潮中,正扮演着越来越重要的角色。我迫不及待地想知道,书中将如何具体地揭示矿物的“先进”之处?是什么样的结构、化学组成或物理特性,让它们能够成为“先进材料”?我期待书中能够提供一些令人振奋的应用案例,例如,某些矿物是否在新型能源技术中发挥着关键作用,比如在电池的储能介质或催化剂方面?又或者,在高性能电子器件中,某些矿物是否因其独特的导电性、半导体性或压电性而被广泛应用?我希望这本书能够让我看到,那些我们可能只在博物馆里见过的矿物,是如何在科学家的手中,被赋予新的生命,从而推动人类社会向更高级的文明迈进。这种从微观的晶体结构到宏观的应用价值的探索,让我对这本书充满了浓厚的兴趣。

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《Minerals as Advanced Materials》这个书名,立刻在我脑海中勾勒出了一幅画面:古老的矿物,在现代科技的加持下,焕发出全新的生命力。我一直对那些能够深刻改变我们生活方式的材料充满好奇,而这本书似乎指向了一个被低估但极其重要的领域。我希望这本书能够带我深入了解,究竟是哪些矿物,以及它们的哪些特性,使得它们能够被归类为“先进材料”?我期待书中能够提供一些关于矿物结构与性能之间关系的详细解释,例如,某些矿物的特定晶体结构是如何赋予它们优异的导电性、绝缘性、硬度或是光学性能的?此外,我也非常好奇,在哪些具体的“先进”领域,矿物正扮演着越来越重要的角色。我想知道,在日益发展的电子信息产业中,某些矿物是否是制造高性能芯片、传感器或显示器的关键?在新能源领域,它们又是如何为电池技术、太阳能转化等贡献力量的?我希望这本书能够让我看到,矿物不仅仅是地球的产物,更是我们通往未来科技道路上不可或缺的基石。

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MMTA_Rev. 多是俄罗斯学者的文章。255-268;367-375

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