高分子化学实验

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出版者:中国科学技术大学出版社
作者:何卫东 编
出品人:
页数:146
译者:
出版时间:2003-1
价格:15.00元
装帧:简裝本
isbn号码:9787312014772
丛书系列:
图书标签:
  • 高分子化学
  • 高分子材料
  • 实验教学
  • 化学实验
  • 高分子合成
  • 高分子表征
  • 高分子物理
  • 高分子加工
  • 高分子分析
  • 大学教材
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具体描述

《高分子化学实验》介绍了高分子化学实验的基本知识,如实验室基本常识、实验仪器的使用和维护、高分子化学实验的基本操作和基本技能、高分子化学实验课程的学习方法。实验部分共开设了47个实验,内容涉及逐步聚合、自由基聚合、离子聚合、开环聚合和高分子化学反应,主要是聚合物合成和高分子材料制备实验,并结合必要的结构分析和性能测定,此外还有动力学实验。实验中给出了教学建议,以便不同学校根据具体情况安排相应的实验。附录中列出一些单体、聚合物和溶剂的物理常数,还包括其他常用的数据。《高分子化学实验》是针对在高等院校高分子科学相关专业学习的各类学生编写的,也是他们从事科学研究工作重要的参考书,从事高分子材料和复合材料的科学研究和工程技术人员也可从中获得相当的裨益。

《材料科学与工程基础》 引言 材料是人类文明发展的基石,从远古的石器时代到如今的纳米技术时代,材料的每一次飞跃都极大地推动了社会进步。材料科学与工程作为一门交叉学科,研究材料的结构、性能、制备及其应用,是现代高科技产业不可或缺的核心支撑。本书旨在为材料科学与工程领域的初学者构建扎实的理论基础,引领读者深入理解各类材料的本质,掌握材料的表征手段,并初步涉猎材料设计与应用的基本原理。本书内容涵盖了金属材料、陶瓷材料、高分子材料、复合材料以及纳米材料等主要类别,并对材料的力学性能、热学性能、电学性能、磁学性能和光学性能等进行了系统阐述。通过阅读本书,读者将能够对材料世界的广阔图景有一个初步而清晰的认识,为后续更深入的学习和研究打下坚实的基础。 第一部分:材料的本质与分类 第一章:材料的原子结构与化学键 材料的性能归根结底源于其微观结构。本章将从原子尺度出发,探讨不同原子之间的相互作用力,即化学键。我们将详细介绍离子键、共价键、金属键和范德华力等主要化学键的形成机制、特点及其对材料宏观性能的影响。理解化学键的本质,是理解材料的相结构、晶体学以及宏观性质的钥匙。我们将深入分析不同化学键在离子晶体、共价晶体、金属晶体和分子晶体中的分布,并结合实例说明其对材料硬度、熔点、导电性等关键属性的决定性作用。例如,强共价键赋予了金刚石极高的硬度,而自由电子的存在则使得金属能够导电。 第二章:材料的晶体结构与非晶态 晶体是具有周期性原子排列的固体,其规则的结构赋予了材料独特的各向异性。本章将介绍晶体的基本概念,如晶格、晶基、晶胞、点阵等,并详细阐述常见的晶体结构,如面心立方(FCC)、体心立方(BCC)、六方密堆积(HCP)以及 NaCl 型、闪锌矿型等。我们将学习如何运用指数系统(如晶向指数、晶面指数)来描述晶体内部的几何特征。此外,本章还将介绍非晶态材料(如玻璃),阐释其原子排列的无序性以及由此带来的各向同性等特性。理解晶体结构对于预测材料的力学性能(如强度、塑性)、相变行为以及其他物理性质至关重要。 第三章:材料的相变与显微组织 相变是指材料在一定条件下发生的结构或化学成分的变化,它对材料的性能具有深刻的影响。本章将介绍相变的类型,如固-固相变、固-液相变等,并重点讨论相图的绘制与解读。相图是描述材料在不同温度、压力和成分下的稳定相的有力工具,我们将学习如何利用相图来预测材料在热处理过程中的组织演变。同时,本章还将探讨显微组织的概念,包括晶粒、晶界、第二相、位错等微观结构特征,以及它们对材料宏观性能(如强度、韧性、耐腐蚀性)的影响。掌握显微组织控制技术是材料性能优化的关键。 第四章:材料的制备与成型 材料的性能与其制备工艺息息相关。本章将介绍几种主要的材料制备方法,包括熔炼、凝固、粉末冶金、化学气相沉积(CVD)、物理气相沉积(PVD)等。我们将探讨不同制备方法所形成的材料的微观结构特征以及由此带来的性能差异。此外,本章还将介绍材料的成型技术,如铸造、锻造、轧制、挤压、注塑等,这些工艺决定了材料最终的宏观形状和尺寸。理解材料的制备与成型原理,有助于我们选择合适的工艺来获得具有期望性能的材料。 第二部分:主要材料类别及其特性 第五章:金属材料 金属材料以其优良的力学性能、导电导热性以及加工性而广泛应用于国民经济的各个领域。本章将重点介绍钢铁、铝合金、铜合金、钛合金等常见的金属材料。我们将深入分析这些金属材料的合金化原理,以及热处理(退火、淬火、回火)对强化、韧化等性能的影响。同时,本章还将介绍金属材料的腐蚀与防护。了解金属材料的组织结构、强化机制以及加工工艺,是掌握其应用的基础。 第六章:陶瓷材料 陶瓷材料以其高硬度、耐高温、耐腐蚀、绝缘等特性,在航空航天、电子电器、生物医学等领域发挥着重要作用。本章将介绍氧化物陶瓷(如氧化铝、氧化锆)、氮化物陶瓷(如氮化硅)、碳化物陶瓷(如碳化硅)等。我们将探讨陶瓷材料的制备工艺,如粉体制备、成型、烧结等,并分析其显微组织(如晶粒、气孔)对性能的影响。此外,本章还将介绍陶瓷材料的力学性能、热学性能和电学性能。 第七章:高分子材料 高分子材料以其轻质、易加工、性能可调等特点,在日常生活和工业生产中占据着越来越重要的地位。本章将介绍高分子材料的基本概念,包括单体、聚合物、聚合反应类型等。我们将详细阐述热塑性塑料、热固性塑料、弹性体以及纤维等主要高分子材料的结构与性能关系,以及影响其性能的因素,如分子量、规整度、结晶度等。本章还将介绍高分子材料的加工方法(如注塑、挤出)和常见的应用领域。 第八章:复合材料 复合材料是由两种或两种以上不同性质的材料复合而成,其整体性能往往优于各组分材料。本章将介绍纤维增强复合材料(如碳纤维增强聚合物)、颗粒增强复合材料、层状复合材料等。我们将分析复合材料的增强机制,以及界面在复合材料性能中的关键作用。本章还将探讨复合材料的设计、制备与性能表征。 第九章:纳米材料 纳米材料是指在纳米尺度(1-100 nm)下,其性质与宏观材料显著不同的材料。本章将介绍纳米材料的特性,如量子尺寸效应、表面效应、宏观量子隧道效应等,并探讨纳米材料的制备方法(如自组装、球磨法、化学合成法)。我们将重点介绍纳米颗粒、纳米线、纳米管、纳米薄膜等几种典型的纳米材料,并展望其在催化、储能、医疗、电子等领域的应用前景。 第三部分:材料的性能与表征 第十章:材料的力学性能 力学性能是评价材料性能最重要的指标之一。本章将详细介绍材料的强度、韧性、硬度、疲劳、蠕变等基本力学性能,以及测试这些性能的常用方法,如拉伸试验、压缩试验、弯曲试验、冲击试验、硬度试验等。我们将深入分析影响材料力学性能的微观结构因素,如晶界、位错、第二相等。 第十一章:材料的热学性能 热学性能决定了材料在不同温度下的行为。本章将介绍材料的比热容、热导率、热膨胀系数、熔点、玻璃化转变温度等热学参数,并探讨影响这些参数的微观结构因素。我们将介绍热重分析(TGA)、差示扫描量热法(DSC)等常用的热学性能测试手段。 第十二章:材料的电学与磁学性能 电学与磁学性能是功能材料的核心。本章将介绍材料的导电性、绝缘性、半导体特性、介电性能、压电效应、铁电效应以及磁性材料的磁畴、磁畴壁、磁滞回线等概念。我们将探讨不同晶体结构和化学成分对材料电学与磁学性能的影响,并介绍相关的测试方法。 第十三章:材料的光学性能 光学性能决定了材料与光相互作用的能力。本章将介绍材料的透射、吸收、反射、折射、散射等光学性质,以及发光材料、光电材料等。我们将探讨材料的电子结构、能带结构与光学性能之间的关系,并介绍光学性能的测试方法。 第十四章:材料的表征技术 为了深入理解材料的结构与性能,需要掌握各种先进的表征技术。本章将介绍几种常用的材料表征技术,包括光学显微镜、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、X射线衍射(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)、能量色散X射线光谱(EDS)等。我们将阐述这些技术的基本原理、应用范围以及它们如何帮助我们揭示材料的微观世界。 结论 《材料科学与工程基础》一书旨在为读者提供一个系统而全面的材料科学导论。通过对材料本质、分类、性能及其表征技术的深入探讨,本书希望能激发读者对材料科学的浓厚兴趣,并为其未来的学术和职业生涯奠定坚实的基础。材料科学与工程是一个充满活力和创新潜力的领域,其发展将持续深刻地改变我们的世界。希望本书能成为读者探索这个精彩领域的起点。

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从内容广度和深度来看,这本书的覆盖面简直令人叹为观止,它绝非市面上那些只局限于基础聚合物合成的浅尝辄止之作。我惊喜地发现,它竟然将目光投向了前沿领域,比如高分子凝胶的自修复机制、智能响应性材料的构建思路,乃至一些生物医用高分子的最新进展,都有着详尽且及时的介绍。特别是对于一些复杂的分离纯化技术,例如凝胶渗透色谱(GPC)的精确操作与数据解读,作者居然能深入到仪器的校准细节和误差分析,这对于我们这些需要进行高精度研究的人来说,无疑是提供了宝贵的实操指引。它仿佛搭建了一座从基础理论到尖端研究的坚固桥梁,让你在打下坚实地基的同时,也能触摸到学科的最新脉搏,这种宏大的视野和扎实的细节支撑,让这本书的参考价值呈指数级增长。

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这本书的实用性和可操作性达到了一个令人惊叹的高度,我简直是把它当成了我的“应急宝典”。它最让我称道的一点是,对于每一个实验项目,作者都提供了一套详尽的“风险评估与应急预案”清单。不仅仅是提到了“注意通风”、“佩戴护目镜”这种基础安全要求,而是深入到了特定试剂(比如某些高活性的引发剂或溶剂)在意外泄露或接触皮肤时的紧急处理流程,甚至列出了不同级别安全事故的报告流程。此外,书中收录的那些标准操作流程(SOPs)简直是业界典范,从精确到微升级别的移液技巧,到高真空系统的搭建与维护,每一个步骤都细化到了近乎偏执的程度,让人在实际操作中几乎找不到可以产生歧义的地方。拿着这本书,我感觉自己就像是拥有了一位全天候待命的实验安全官和技术顾问,极大地增强了我在实验室工作的信心和效率。

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这本书的章节逻辑构建非常具有启发性,它没有采用传统的“材料A、材料B”的罗列方式,而是围绕着“功能导向”来组织内容的。你可以很清晰地看到,如果你的目标是合成一种具有高介电常数的薄膜,那么应该参考哪几个章节,它们是如何层层递进地引导你选择合适的单体、引发剂体系以及后处理方法的。这种以问题和目标为核心的组织结构,极大地提升了查阅效率,对于那些带着特定研究课题进入实验室的新手尤其友好。它不仅仅是告诉你“怎么做”,更是在潜移默化中培养你“如何思考”的科研思维,让你学会从宏观需求出发,反推微观的实验设计。这种结构上的匠心,使得这本书超越了普通实验手册的范畴,更像是一套系统的、启发式的科研方法论教材,让人在学习技能的同时,也锻炼了解决复杂问题的能力框架。

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这本书的叙事风格简直是教科书界的一股清流,它完全颠覆了我对传统实验指导书的刻板印象。作者没有采用那种生硬的、命令式的口吻来罗列步骤,反而像是一位经验丰富、循循善诱的导师,用非常口语化但又不失学术严谨的语言,把每一个实验的“所以然”都解释得淋漓尽致。比如,在讲解聚合反应的动力学控制时,它没有简单地给出公式,而是通过生动的比喻,将链增长、链转移这些抽象的概念具象化,让我瞬间茅塞顿开。更绝的是,它还穿插了许多“作者手记”或者“常见陷阱”的栏目,这些地方往往隐藏着作者多年教学和科研的血泪经验,避开了无数新手常犯的低级错误,这种真诚的分享,远比冰冷的规程更有价值。读起来一点都不觉得累,反而像是在跟一位老教授面对面交流,那种知识的温度感和人情味,是其他教材所无法比拟的。

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这本书的装帧设计真是让我眼前一亮,封面选用了那种沉稳又不失活泼的深蓝色调,配上烫金的字体,拿在手里很有质感,一看就是经过精心打磨的作品。内页的纸张选择也非常考究,摸上去光滑细腻,印刷的字迹清晰锐利,即便是长时间阅读也不会让人感到眼睛疲劳。我特别欣赏作者在排版上的用心,图文的布局张弛有度,复杂的化学结构图和实验流程图都清晰地呈现在眼前,标号和注释都标注得非常到位,这对于我们这些需要频繁翻阅查找资料的读者来说,简直是福音。每次翻开它,都能感受到一种专业而严谨的气息,让人对接下来的学习内容充满了期待,它不仅仅是一本工具书,更像是一件值得收藏的艺术品,让人愿意一直放在手边,随时翻阅。这种对细节的极致追求,足以体现出版方对知识传播的尊重和认真态度,比起市面上那些内容堆砌、设计粗糙的教材,这本书的阅读体验提升了一个档次,让枯燥的学习过程都变得愉悦起来。

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