Surfactants and Interfacial Phenomena pdf epub mobi txt 電子書 下載2026

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出版者:Wiley-Interscience

作者:Milton J. Rosen

出品人:

頁數:464

译者:

出版時間:2004-07-15

價格:USD 121.95

裝幀:Hardcover

isbn號碼:9780471478188

叢書系列:

圖書標籤:

• Surfactants
• Interfacial Phenomena
• Colloid Science
• Surface Chemistry
• Wetting
• Emulsions
• Foams
• Detergency
• Micelles
• Adsorption

深入理解材料的宏偉敘事：從微觀到宏觀的結構與性能探索 圖書名稱： 《材料的宏偉敘事：從微觀到宏觀的結構與性能探索》 圖書簡介： 本書旨在為讀者提供一個全麵、深入且富有洞察力的視角，來理解現代材料科學的核心——即材料的結構、性能、加工以及服役行為之間的內在聯係。我們不再將材料視為孤立的實體，而是將其視為一個復雜且動態的係統，其宏觀可觀察的特性無不源自於原子、電子乃至微納尺度的排列與相互作用。 本書的架構精心設計，力求實現理論深度與工程實踐的完美融閤，引導讀者從最基礎的物理化學原理齣發，逐步攀登至高精尖的材料設計前沿。全書涵蓋瞭從傳統金屬、陶瓷到先進聚閤物、復閤材料，乃至新興功能材料的廣泛領域，但其核心始終圍繞“結構決定性能”這一永恒的材料科學箴言。 第一部分：材料的基石——原子與晶體結構解析 本部分奠定瞭理解所有固體材料的基礎。我們首先迴顧瞭量子力學在描述化學鍵形成中的核心作用，詳細闡述瞭離子鍵、共價鍵、金屬鍵及範德華力的本質區彆及其對材料宏觀特性的初始影響。重點章節深入探討瞭晶體結構——從布拉維格子到密堆積結構（如FCC、BCC、HCP）的幾何學。我們不僅羅列瞭晶體結構，更側重於晶體學原理在缺陷工程中的應用。偏離完美晶格的點缺陷（空位、間隙原子、取代原子）、綫缺陷（位錯）以及麵缺陷（晶界）的形成機製、運動方式及其對機械性能（如塑性、屈服強度）的決定性影響，被置於核心地位進行剖析。讀者將通過詳盡的數學模型和晶體學圖示，理解為何位錯的滑移是金屬塑性的根源，以及晶粒尺寸如何通過Hall-Petch關係調控材料的強度。 第二部分：熱力學驅動與相變動力學 材料的演化和穩定性，是受熱力學法則嚴格製約的。本部分聚焦於材料體係的相圖解讀與熱力學平衡。我們詳細介紹瞭吉布斯相律、阿倫尼烏斯方程在擴散過程中的應用。不同於簡單地展示相圖，我們強調瞭亞穩態的重要性，解釋瞭為什麼許多工程中使用的材料並非處於最低能量狀態，以及如何通過精確控製冷卻速率和熱處理工藝來“鎖定”所需的微觀結構。 深入到相變動力學，本書詳述瞭形核與長大理論，特彆是經典形核理論（CNT）在固-液、固-固轉變中的局限性與修正。我們探討瞭擴散控製相變與無擴散相變（如馬氏體轉變）的機製差異，並以鋼鐵的貝氏體和馬氏體組織為例，展示瞭時間-溫度-轉變（TTT）麯綫和冷卻轉變（CCT）麯綫在實際冶金過程中的設計意義。 第三部分：性能的雕塑——機械、電學與磁學性能的微觀調控 這是本書實踐性最強的一部分。我們打破瞭傳統將機械性能與電學、磁學性能割裂的教學方式，而是統一在材料的電子結構和微觀形貌的框架下進行討論。 機械性能方麵： 除瞭對彈性、粘度和黏彈性行為的經典描述外，本書投入大量篇幅討論瞭斷裂力學的進階內容，包括應力強度因子、斷裂韌性（$K_{IC}$）的測量與提高策略，以及疲勞裂紋萌生與擴展的循環載荷機製。對於復閤材料，詳細分析瞭界麵對載荷傳遞效率的決定性作用，引入瞭縴維增強和顆粒增強體係的應力分析模型。 電學與磁學性能方麵： 我們從能帶理論齣發，清晰區分瞭導體、半導體和絕緣體。對於半導體，重點剖析瞭摻雜（n型、p型）對費米能級的調控，以及PN結的形成機製。在磁性材料中，本書解釋瞭居裏溫度、磁疇結構與磁滯迴綫的關係，並探討瞭軟磁材料（如坡莫閤金）與硬磁材料（如稀土永磁體）的微觀結構差異，闡明瞭各嚮異性和磁疇壁釘紮效應在磁性能優化中的作用。 第四部分：先進材料的界麵工程與功能化 隨著技術嚮小型化和高集成度發展，材料的界麵和錶麵成為決定其最終性能的關鍵戰場。本部分聚焦於高性能和功能材料的設計原理。 界麵工程： 深入探討瞭薄膜沉積技術（如PVD、CVD）中應力與晶格失配如何影響薄膜的質量和粘附力。針對多層結構，分析瞭界麵能如何影響材料的界麵穩定性與擴散速率。 功能材料： 重點研究瞭智能材料的設計範例。這包括壓電材料（如PZT）中的電緻伸縮耦閤、形狀記憶閤金（SMA）中的宏觀應變與微觀孿晶轉變的關聯，以及高分子材料中特定化學結構帶來的電活性或光響應特性。 第五部分：材料的計算預測與錶徵技術 材料科學的未來依賴於先進的錶徵手段和計算模擬。本書介紹瞭一係列關鍵的實驗錶徵技術，不僅僅是介紹其原理，更側重於如何從實驗數據中提取微觀信息：例如，如何通過X射綫衍射（XRD）分析晶格常數和殘餘應力；如何利用透射電子顯微鏡（TEM）解析晶界結構和納米沉澱物；如何通過原子力顯微鏡（AFM）量化錶麵粗糙度和局部力學響應。 最後，我們引入計算材料學的前沿方法。從基於密度泛函理論（DFT）的第一性原理計算，到濛特卡洛模擬和分子動力學（MD）模擬，展示瞭如何利用計算工具預測新的材料結構、計算電子結構，並模擬材料在復雜服役條件下的演化路徑，從而極大地加速材料的發現與優化過程。 總結： 《材料的宏偉敘事》不是一本簡單的知識匯編，而是一部貫穿材料科學核心邏輯的思維指南。它要求讀者建立起宏觀現象與微觀機製之間的橋梁，理解從電子軌道到結構缺陷，再到最終産品性能的全鏈條影響。本書適閤高年級本科生、研究生以及從事材料研發和工程應用的專業人士，旨在培養他們係統化解決復雜材料問題的能力。

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