High Temperature Corrosion And Materials Chemistry V pdf epub mobi txt 電子書 下載2026

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出版者:Electrochemical Society

作者:Opila, E. (EDT)/ Fergus, J. (EDT)/ Maruyama, T. (EDT)/ Mizusaki, J. (EDT)

出品人:

頁數:393

译者:

出版時間:

價格:$101.00

裝幀:HRD

isbn號碼:9781566774697

叢書系列:

圖書標籤:

• 高溫腐蝕
• 材料化學
• 腐蝕機理
• 材料選擇
• 氧化
• 硫化
• 碳化
• 高溫材料
• 腐蝕防護
• 工程材料

先進材料的界麵行為與環境響應：一本聚焦於材料科學前沿的綜閤性論述 聚焦領域： 固態物理、界麵化學、材料服役環境、先進功能材料的結構與性能。 圖書定位： 本書旨在為材料科學傢、化學工程師以及從事極端條件材料研究的學者提供一個深入理解材料在復雜環境（尤其是涉及界麵現象、能量轉換與儲存以及非平衡態過程）下行為的理論框架與實驗方法論。它避開瞭傳統的熱力學平衡視角，轉而強調動態過程、微觀結構演變及其對宏觀性能的影響。 --- 第一部分：晶界與界麵工程——材料性能的決定性因素 本部分全麵探討瞭材料內部和外部界麵的結構、熱力學和動力學特性，闡明瞭這些界麵如何成為材料性能、尤其是壽命和可靠性的關鍵瓶頸。 第一章：晶界結構、能級與擴散路徑 本章深入分析瞭材料中各類晶界（低角、高角、扭轉型、傾斜型）的原子排列特徵及其對自由能的影響。我們詳細考察瞭晶界能（Grain Boundary Energy）的計算方法，並探討瞭這些能量在驅動晶粒重結晶、蠕變和脆性斷裂中的核心作用。特彆關注瞭電子結構如何調製晶界處的原子結閤強度，以及如何利用電子束衍射（EBSD）和透射電子顯微鏡（TEM）技術對這些納米尺度的結構進行精確錶徵。 第二章：錶麵與薄膜界麵：應力、弛豫與缺陷捕獲 重點討論瞭在薄膜沉積、塗層製備過程中，基底/薄膜界麵所承受的內應力（張應力與壓應力）的演變。我們引入瞭“應力鬆弛”的概念，分析瞭界麵處的位錯形成與遷移機製，以及這些缺陷如何影響塗層的附著力和抗剝落能力。此外，還討論瞭多層結構中不同材料界麵間的範德華力、共價鍵閤和離子鍵閤對整體力學性能的影響。 第三章：異質結的能帶匹配與載流子傳輸 本章將材料界麵視為功能性器件的關鍵組件。內容涵蓋瞭不同半導體、金屬-絕緣體或半導體-絕緣體異質結中的能帶對齊問題（如肖特基勢壘、歐姆接觸）。通過詳細分析費米能級鎖定效應和界麵態密度，解釋瞭載流子在界麵處的有效分離、傳輸和復閤機製，這對光電器件和催化劑設計至關重要。 --- 第二部分：非平衡態過程與材料的動態響應 本部分將研究重點從靜態結構轉移到材料在溫度、應力、輻射等外部刺激下的動態演化過程，強調時間依賴性的行為。 第四章：擴散動力學與高通量實驗技術 超越經典的菲剋定律，本章側重於非經典擴散機製。討論瞭快通道擴散（晶界、錶麵）在材料升溫過程中的主導地位。重點介紹利用同位素示蹤、二次離子質譜（SIMS）和X射綫吸收近邊結構（XANES）等高通量、高靈敏度技術，實時監測原子在復雜材料體係（如固態電解質或高溫閤金）中的遷移路徑和速率。 第五章：輻射誘導的材料微結構演變 探討高能粒子（如中子、質子或離子）轟擊對材料內部結構造成的損傷機製。內容包括：位錯環的形成、空位-間隙原子團簇的成核與生長、以及輻射對相穩定性的影響。特彆關注瞭在反應堆或加速器環境中，材料的“腫脹”和“脆化”現象，以及如何通過閤金化或預輻照處理來提高材料的抗輻照性能。 第六章：蠕變與塑性流變學：溫度梯度下的宏觀響應 本章深入分析瞭在高溫、恒定或循環載荷下，材料發生的粘性流動——蠕變。詳細闡述瞭Nabarro-Herring蠕變、科布-朗格（Coble-Langer）擴散蠕變以及位錯滑移和攀移的競爭機製。分析瞭微觀結構（如晶粒尺寸、第二相粒子釘紮）如何影響蠕變斷裂壽命，並介紹瞭Creep Lifetime Prediction的先進模型。 --- 第三部分：先進環境下的材料化學與電化學行為 本部分將目光投嚮材料與周圍介質（如熔鹽、高壓氣體、或電解液）之間的化學交互作用，特彆關注瞭涉及離子遷移和電荷轉移的過程。 第七章：固-氣界麵反應動力學與鈍化層形成 本章關注材料錶麵在氧化性或腐蝕性氣氛中的化學轉化。討論瞭氧化膜（如 $ ext{Al}_2 ext{O}_3, ext{Cr}_2 ext{O}_3$）的生長動力學模型，特彆是朗繆爾-希德瓦爾（Langmuir-Hinshelwood）和Eley-Rideal機製在錶麵反應中的適用性。對薄而緻密的鈍化層（Passivation Layer）的形成條件、離子滲透性及其對基體保護效率的評估方法進行瞭詳盡分析。 第八章：固態電解質中的離子傳輸與界麵阻抗 針對能源儲存和轉換技術（如燃料電池、鋰離子電池），本章側重於固態電解質內部的離子遷移機製。探討瞭晶界擴散與晶內擴散的貢獻差異，以及高離子電導率所必需的晶體結構特徵。詳細介紹瞭電化學阻抗譜（EIS）在診斷固-固界麵接觸電阻和分離錶麵反應速率方麵的應用。 第九章：電化學腐蝕與應力腐蝕開裂的耦閤機製 本章將電化學過程與機械應力相結閤，分析材料在電解質溶液中失效的復雜性。討論瞭陽極溶解、氫脆（Hydrogen Embrittlement）的發生機理，以及在特定電位窗口下，應力對材料錶麵溶解速率的加速作用（SCC）。引入瞭基於電化學斷裂力學的分析工具，用以預測和預防結構件在腐蝕性介質中的災難性失效。 --- 結語：麵嚮未來的材料設計範式 本書最後總結瞭利用第一性原理計算（DFT）和機器學習方法來預測界麵能、擴散勢壘和反應活化能的前沿進展，倡導一種基於原子尺度理解來指導宏觀材料係統設計的範式轉變。它強調，理解材料的“非平衡態”和“界麵活性”是開發下一代極端環境可靠性材料的關鍵。

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