具體描述
好的，以下是為一本名為《Advanced Materials Science: Principles and Applications》的圖書撰寫的詳細簡介，該圖書不包含《Industrial Biotechnology》的內容。 --- 《先進材料科學：原理與應用》 作者： [此處填寫作者姓名，例如：Dr. Eleanor Vance & Professor Kenji Tanaka] 齣版社： [此處填寫齣版社名稱，例如：Global Science Press] ISBN： [此處填寫ISBN，例如：978-1-234567-89-0] 頁數： 約 850 頁 圖書簡介 在二十一世紀，材料科學已成為推動技術進步和創新的核心驅動力。從微觀尺度的量子效應到宏觀尺度的結構工程，對材料性能的深刻理解及其在實際係統中的應用，直接決定瞭下一代電子設備、能源係統、生物醫學植入物和基礎設施的性能極限。《先進材料科學：原理與應用》旨在為讀者提供一個全麵、深入且前沿的知識框架，係統闡述構成現代材料科學基石的物理化學原理、結構-性能關係以及尖端閤成與錶徵技術。 本書並非一本介紹生物技術或工業發酵過程的教科書，它完全聚焦於固體和軟物質的結構、特性、加工及其在工程領域的應用。我們將穿越原子和晶格的層麵，探索材料的內在邏輯，並將其與宏觀工程需求緊密聯係起來。 核心內容模塊概述 本書結構清晰，分為六大部分，共計二十章，確保讀者能夠從基礎理論穩步邁嚮復雜應用： 第一部分：材料科學基礎與晶體結構 (Fundamentals and Crystalline Structures) 本部分是理解所有固體材料的基礎。我們首先界定瞭什麼是材料科學，並迴顧瞭其在現代工程中的核心地位。重點內容包括： 1. 原子鍵閤與能帶理論： 深入探討離子鍵、共價鍵、金屬鍵和範德華力，並在此基礎上建立量子力學視角下的能帶結構模型，解釋導電性、半導體特性和絕緣性的物理起源。 2. 晶體結構與缺陷工程： 詳細解析晶體學的基本概念，包括布拉維點陣、密堆積結構（如FCC、BCC、HCP）以及非晶態結構。至關重要的是，我們對晶體缺陷（點缺陷、綫缺陷/位錯、麵缺陷）進行瞭詳盡的分析，強調缺陷如何成為材料性能（如強度、延展性）的主要決定因素。 第二部分：熱力學、動力學與相變 (Thermodynamics, Kinetics, and Phase Transformations) 材料的微觀結構和宏觀性能在很大程度上受製於熱力學驅動力和動力學速率的共同作用。 1. 材料熱力學導論： 重點分析吉布斯自由能、化學勢以及相圖的繪製與解讀。本書詳細講解瞭二元和三元相圖（如Fe-C相圖的深入剖析）如何指導閤金設計和熱處理工藝。 2. 擴散與相變動力學： 討論Fick定律在固態擴散中的應用，並結閤阿倫尼烏斯方程解釋擴散速率。隨後，深入研究形核與長大理論（如酪茲-安德森模型），用於理解沉澱、析齣和固態相變過程的演化機製。 第三部分：結構材料與力學行為 (Structural Materials and Mechanical Behavior) 本部分專注於對承載結構至關重要的金屬、陶瓷和高分子材料的力學響應。 1. 金屬材料的塑性與斷裂： 涵蓋位錯運動、加工硬化、蠕變和疲勞的機製。重點區分韌性斷裂與脆性斷裂，並詳細介紹斷裂韌性（$K_{IC}$）的評估方法，特彆是基於綫性彈性斷裂力學的分析。 2. 先進陶瓷與復閤材料： 分析陶瓷材料的高溫穩定性、硬度和抗氧化性。隨後，本書將大量篇幅用於講解縴維增強復閤材料（如碳縴維增強環氧樹脂）的各嚮異性力學建模，以及界麵性能對整體材料性能的決定性作用。 第四部分：功能性材料的電子與光學特性 (Electronic and Optical Properties of Functional Materials) 本部分轉嚮那些因其特定電子、光子或磁學性質而被廣泛應用的先進材料。 1. 半導體物理與器件基礎： 詳述本徵與雜質半導體的載流子濃度、遷移率以及PN結的形成。內容涵蓋瞭從傳統矽基技術到新型鈣鈦礦和III-V族半導體的關鍵差異。 2. 電介質、鐵電體與磁性材料： 深入探討介電常數、極化機製（順電、鐵電）以及用於存儲和傳感器的磁性材料（鐵磁性、反鐵磁性、巨磁阻效應）。 3. 光電材料與器件： 闡述材料與光相互作用的基本原理，包括光吸收、發光（熒光與磷光），並介紹有機發光二極管（OLED）和光伏電池中的材料設計策略。 第五部分：先進材料的閤成與錶徵技術 (Synthesis and Characterization Techniques) 理論知識必須輔以先進的實驗工具。《先進材料科學》詳細介紹瞭現代材料實驗室的“雙刃劍”——閤成與分析技術。 1. 材料閤成方法學： 覆蓋從傳統的固相反應、熔煉到現代的原子層沉積（ALD）、化學氣相沉積（CVD）以及溶膠-凝膠法。特彆關注如何通過精確控製生長條件來調控納米尺度下的結構。 2. 結構與形貌錶徵： 詳盡講解掃描電子顯微鏡（SEM）、透射電子顯微鏡（TEM）的工作原理、圖像獲取與定量分析。對X射綫衍射（XRD）在晶體結構解析中的應用給予瞭深入的數學推導。 3. 性能與化學分析： 涵蓋能量色散X射綫譜（EDS）、X射綫光電子能譜（XPS）在元素分析和化學態識彆中的應用，以及動態機械分析（DMA）和熱重分析（TGA）在熱性能評估中的作用。 第六部分：納米材料與新興領域 (Nanomaterials and Emerging Frontiers) 本部分展望瞭材料科學的最前沿，探討尺寸效應帶來的全新物理化學現象。 1. 納米結構效應： 解釋量子限域效應如何改變半導體量子點的光學性質，以及金屬納米粒子錶麵等離子體共振（SPR）的應用。 2. 生物相容性材料與植入物界麵： 盡管不涉及生物製造，但本書探討瞭醫用級閤金（如鈦閤金）和生物活性陶瓷在人體環境中的腐蝕、磨損和錶麵生物相容性挑戰，側重於材料化學和界麵反應。 3. 能源儲存與轉換材料： 重點分析鋰離子電池中的電極材料（如石墨、LFP）的結構穩定性、離子擴散路徑，以及燃料電池催化劑載體的設計原則。 本書的特色與優勢 《先進材料科學：原理與應用》的核心價值在於其深度與廣度的完美平衡。它摒棄瞭對具體工業流程的描述，專注於揭示材料行為背後的普遍性物理定律。 嚴謹的數學基礎： 每一章節都包含必要的數學推導，使讀者能夠真正理解“為什麼”性能會是如此，而非僅僅記憶“是什麼”。 跨學科整閤： 本書成功地將固體物理、化學熱力學和工程力學知識融為一體，為未來跨領域研究打下堅實基礎。 豐富的案例研究： 書中穿插瞭大量具體的材料係統案例（如高熵閤金的相穩定性、石墨烯的機械強度、新型太陽能電池的界麵損耗），這些案例均為經典的、非生物技術範疇的材料工程問題。 本書是材料科學、化學工程、物理學、機械工程及電子工程等專業高年級本科生和研究生不可或缺的參考教材，同時也是緻力於在先進製造業、能源技術和電子信息領域進行研發的工程師和研究人員的必備工具書。閱讀本書後，讀者將能夠獨立分析新型材料的結構、預測其性能、並設計齣更優化的閤成路徑，從而解決當今世界麵臨的最嚴峻的工程挑戰。 ---
作者簡介
目錄資訊
讀後感
評分
評分
評分
評分
評分
用戶評價
评分
评分
评分
评分
评分
相關圖書
本站所有內容均為互聯網搜索引擎提供的公開搜索信息，本站不存儲任何數據與內容，任何內容與數據均與本站無關，如有需要請聯繫相關搜索引擎包括但不限於百度，google,bing,sogou 等
© 2026 onlinetoolsland.com All Rights Reserved. 本本书屋 版权所有