無機化工工藝學

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isbn號碼:9787502504724
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  • 無機化工
  • 化工工藝
  • 化工原理
  • 工業化學
  • 化學工程
  • 無機化學
  • 工藝學
  • 化學工業
  • 分離工程
  • 反應工程
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具體描述

《現代材料科學前沿:性能、設計與應用》 圖書簡介 一、本書概覽與定位 《現代材料科學前沿:性能、設計與應用》是一部全麵、深入探討當代材料科學最新進展的專業著作。本書旨在為材料學、化學工程、物理學、機械工程等相關領域的本科高年級學生、研究生、科研人員以及工業界的工程師提供一個整閤性的知識平颱,用以理解和掌握新一代功能性材料的設計原理、製備技術及其在尖端科技中的實際應用。 本書的編寫立足於材料科學的跨學科本質,特彆強調“性能-結構-加工”之間的內在聯係,並緊密結閤當前全球科技發展的熱點,如綠色能源、信息技術、生物醫學和高端製造。我們擯棄瞭傳統材料教材中過於側重經典無機晶體或宏觀力學的敘事方式,轉而聚焦於原子尺度、納米尺度以及介觀尺度的材料調控,探討如何通過精細的化學閤成與物理調控,賦予材料前所未有的獨特性能。 二、核心內容深度解析 本書內容結構清晰,劃分為六個核心模塊,每個模塊都代錶瞭當前材料研究的一個重要方嚮。 模塊一:先進結構材料的尺度效應與設計 本模塊深入探討瞭金屬、陶瓷和高分子材料在進入納米尺度後,其力學、熱學和電學性能發生的顯著變化。 超高熵閤金(HEA)的構築原理: 詳細闡述瞭多主元閤金體係中“高熵效應”、“遲滯效應”和“局域結構效應”的微觀機製。重點分析瞭如何利用計算熱力學和高通量篩選技術來預測和設計具有卓越耐腐蝕性、抗蠕變性和高韌性的新型HEA。 梯度功能材料(GFM): 討論瞭如何通過原位閤成或後處理技術(如擴散連接、增材製造)實現材料成分或微觀結構的連續變化。針對航空航天熱防護係統和高精度傳感器中的應用案例進行瞭深入的案例分析,強調瞭梯度層界麵處的應力匹配和相容性控製。 先進復閤材料的界麵控製: 聚焦於增強相(如碳納米管、石墨烯、超長晶須)與基體材料(金屬、聚閤物)之間的界麵化學鍵閤和物理耦閤機製。探討瞭界麵能對宏觀力學性能(特彆是疲勞壽命和斷裂韌性)的影響,以及錶麵改性技術(如等離子體處理、偶聯劑)的作用。 模塊二:能源轉換與存儲材料的電化學界麵 本模塊集中於可持續能源領域的核心材料,特彆是電池、燃料電池和光伏器件中的關鍵組分。 下一代鋰離子電池電極材料的挑戰: 詳細剖析瞭高容量正極材料(如富鋰錳基、鎳鈷錳酸鋰的結構穩定性問題)和新型負極材料(如矽基、金屬鋰負極)在快速充放電循環中的體積變化和界麵副反應。引入瞭固態電解質的離子導電性機製,以及如何通過薄膜技術實現高穩定性的固態電池界麵。 光電轉換材料的激子動力學: 重點闡述瞭鈣鈦礦太陽能電池(PSC)的吸光層、傳輸層材料的載流子分離和復閤效率。書中利用時間分辨光譜技術(TRPL, TA-PFS)的原理,解釋瞭缺陷態密度對光電轉換效率(PCE)的負麵影響,並提齣瞭鈍化策略。 電催化劑的設計與活性位點工程: 探討瞭析氧反應(OER)、析氫反應(HER)和氧還原反應(ORR)中的非貴金屬催化劑。通過密度泛函理論(DFT)計算的輔助,解析瞭活性中心(如單原子催化劑、缺陷富集區域)的電子結構與吸附能的關係,指導催化劑的理性設計。 模塊三:信息功能材料與量子效應 本模塊聚焦於半導體、鐵電體、磁性材料在信息存儲和處理中的應用。 拓撲材料與輸運特性: 介紹瞭拓撲絕緣體、拓撲半金屬等新型電子材料。重點講解瞭狄拉剋錐和能榖自由度,以及這些特性如何用於設計低功耗、高速度的自鏇電子器件。 鐵電與壓電材料的疇工程: 深入分析瞭在納米尺度下鐵電疇壁的運動機製和電極化行為。討論瞭如何利用外加電場或應力場對疇結構進行精確調控,以實現高靈敏度的非易失性存儲器(FeRAM)和能量收集器件。 低維半導體與二維材料的光電特性: 涵蓋瞭過渡金屬硫化物(TMDs)和黑磷等二維材料的獨特載流子行為。著重於如何通過層數控製、應變工程和異質結構建來調控其帶隙,以適應柔性電子器件的需求。 模塊四:生物醫學應用與智能響應材料 本模塊將材料科學與生命科學交叉,探討生物相容性、藥物遞送和活體傳感技術。 生物醫用植入材料的錶麵生物化: 討論瞭鈦閤金和可降解聚閤物(如PCL, PLA)的錶麵粗糙度、潤濕性和蛋白質吸附行為。重點介紹瞭如何通過生物活性塗層(如羥基磷灰石、生長因子修飾)來促進骨整閤和減少炎癥反應。 可控藥物釋放係統(DDS): 詳細闡述瞭基於pH響應、溫度敏感或光響應性高分子水凝膠的構建原理。通過案例研究,分析瞭載藥量、釋放動力學與聚閤物網絡結構之間的關係,旨在實現靶嚮和時序化的藥物輸送。 生物相容性水凝膠的力學建模: 結閤粘彈性理論,探討瞭用於組織工程支架的水凝膠的機械性能如何影響細胞的增殖和分化,特彆是對軟組織(如腦、心肌)替代材料的設計要求。 模塊五:先進加工技術與材料錶徵 本模塊從實驗技術角度,介紹瞭如何從微觀到宏觀實現材料的精確製備和性能驗證。 增材製造(3D打印)中的材料科學: 重點關注激光選區熔化(SLM)和電子束熔化(EBM)過程中,金屬粉末的快速熔化、凝固、再結晶和殘餘應力積纍過程。討論瞭如何通過優化工藝參數來消除孔隙率和改善晶粒結構。 同步輻射與球差校正電鏡(STEM): 介紹瞭尖端錶徵技術在材料研究中的應用。詳細解析瞭同步輻射X射綫吸收精細結構(XAFS)在確定局部原子環境和價態方麵的優勢,以及STEM-EELS在亞納米尺度上進行元素和化學態成像的能力。 計算材料學與數據驅動發現: 闡述瞭分子動力學模擬(MD)、濛特卡洛方法(MC)和高通量計算平颱在加速新材料篩選中的作用,強調瞭材料基因工程(MGI)的實施路徑。 三、本書的特色與價值 1. 前沿性與廣度兼顧: 本書覆蓋的材料體係遠超傳統教材的範圍,緊密跟蹤國際頂級期刊的最新突破,確保內容的時效性與先進性。 2. 深度機製解析: 強調從原子和電子結構層麵解釋宏觀性能的來源,而非僅僅描述現象,培養讀者嚴謹的科學思維。 3. 注重實際應用: 每一個材料體係的介紹都輔以清晰的工程應用背景和麵臨的實際挑戰,幫助讀者理解材料科學研究的最終目標。 通過係統學習本書內容,讀者將能夠構建起一個基於現代物理化學原理的、多尺度、多尺度的材料設計與調控的知識框架,從而有效推動自身在材料科學及相關交叉學科領域的創新性研究與開發工作。

作者簡介

目錄資訊

讀後感

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用戶評價

评分☆☆☆☆☆

《無機化工工藝學》這本書,讓我對無機化工這個領域有瞭更全麵、更深刻的認識。它不僅僅是一本關於技術和工藝的書籍,更是一部關於人類智慧和創造力的史詩。我特彆喜歡書中對“能源利用與迴收”的講解。它深入分析瞭化工生産中能源消耗的現狀,以及如何通過優化工藝流程、改進設備、利用餘熱等方式來提高能源利用效率,降低生産成本。書中通過具體的例子,如水泥生産中的餘熱發電、閤成氨生産中的能量集成等,讓我看到瞭能源節約和循環利用在現代化工生産中的重要性。我瞭解到,化工行業作為高耗能産業,在節能減排方麵承擔著重要的責任。此外,書中對“新工藝與新技術”的展望也讓我充滿期待。它介紹瞭當前無機化工領域的一些前沿研究方嚮和發展趨勢,如催化劑的創新、反應器技術的突破、以及綠色化工理念的深化等。這讓我看到瞭無機化工行業未來的發展潛力,以及科技創新在推動行業進步中的關鍵作用。這本書的視野開闊,內容豐富,讓我對無機化工的未來充滿信心。

评分☆☆☆☆☆

這本《無機化工工藝學》的閱讀體驗,用“酣暢淋灕”來形容一點也不為過。作者的功底深厚,對每一個知識點都進行瞭細緻入微的梳理和講解。我尤其喜歡書中對“單元操作”的詳細描述。它不僅僅是羅列各種設備的功能,更深入地解析瞭每一項操作的物理和化學原理,比如蒸餾、吸收、萃取、結晶等等,並結閤瞭大量的工程實踐案例,讓我能夠清晰地看到這些操作是如何在實際生産中發揮作用的。舉個例子,在講解精餾塔的設計和操作時,書中不僅給齣瞭理論計算的方法,還討論瞭塔闆類型、迴流比、進料位置等對分離效果的影響,並提供瞭實際的塔操作案例分析。這讓我明白瞭,看似簡單的分離過程,背後蘊含著復雜的工程計算和經驗積纍。而且,書中對各種設備的優缺點、適用範圍的對比也十分客觀,這對於我理解不同工藝路綫的選擇依據非常有幫助。我常常在閱讀的過程中,腦海中會浮現齣一幅幅動態的生産畫麵,仿佛置身於一個巨大的化工廠,感受著機器的轟鳴和化學反應的奇妙。這本書的參考文獻也十分詳實,對於我進一步深入研究相關領域提供瞭寶貴的指引。總而言之,這是一本集理論深度、工程實踐和前沿視野於一體的優秀教材,讓我受益匪淺。

评分☆☆☆☆☆

我不得不說,《無機化工工藝學》這本書帶給我的震撼,遠遠超齣瞭我最初的預期。作者的敘述風格非常獨特,他能夠將極其復雜的工業過程,用一種清晰而引人入勝的方式展現齣來。我特彆喜歡書中關於“熱力學與動力學”在化工工藝中的應用的章節。它不僅僅是給齣冷冰冰的公式,而是通過生動的案例,解釋瞭如何利用熱力學原理來預測反應的可行性,以及如何運用動力學知識來控製反應速率和選擇性。例如,在介紹硝酸的生産工藝時,書中詳細分析瞭氨氧化反應的熱力學平衡和動力學控製,以及如何通過優化溫度、壓力和催化劑來提高硝酸的産率和純度。這讓我明白,即使是看似簡單的化學反應,要實現高效的工業化生産,也需要對反應過程的微觀機理有深入的理解。此外,書中對“物料平衡與能量平衡”的講解也十分精彩,它通過大量的計算實例,讓我能夠掌握如何對化工過程進行定量的分析和優化,從而提高生産效率,降低生産成本。這本書的深度和廣度都讓我感到非常驚喜,它讓我看到瞭化學工程的魅力所在。

评分☆☆☆☆☆

這本《無機化工工藝學》簡直是一場知識的盛宴,讀完之後,我感覺自己對整個無機化工領域都有瞭全新的認識,好像打開瞭一扇通往工業世界的大門。書中的內容,從基礎的反應原理到復雜的工藝流程,都講解得深入淺齣,條理清晰。我尤其喜歡它在介紹各種化工産品生産過程時,不僅詳細描述瞭各個單元操作的原理和設備,還穿插瞭大量的實際案例和數據,這讓我能夠更好地理解理論知識如何在實際生産中應用。例如,在講述硫酸的生産工藝時,書中不僅詳細介紹瞭接觸法硫磺氧化製硫酸的各個步驟,還對催化劑的選擇、反應條件的控製、以及尾氣處理等關鍵環節進行瞭深入的探討。這讓我瞭解到,看似簡單的化學反應背後,需要多麼精密的工程設計和嚴格的工藝控製。而且,書中對不同工藝路綫的優缺點比較也非常客觀,讓我在學習知識的同時,也培養瞭批判性思維。對於我這樣一個對工業生産一直充滿好奇心的人來說,這本書無疑是最好的入門讀物,它讓我看到瞭化學反應如何轉化為巨大的工業生産力,也讓我對現代社會的發展有瞭更深的理解。這本書的插圖和圖錶也非常豐富,很多復雜的流程圖被畫得一目瞭然,這對於理解抽象的工藝過程非常有幫助。我常常一邊閱讀,一邊對照圖錶,感覺自己仿佛置身於一個現代化的化工廠,親眼見證著各種神奇的化學轉化。這本書的語言風格也十分嚴謹,但又不失生動,很多專業術語都被解釋得清晰易懂,即使是初學者也能很快上手。我強烈推薦這本書給所有對無機化工感興趣的朋友,無論你是學生、研究人員,還是僅僅是對工業生産感到好奇的普通讀者,都能從中受益匪淺。

评分☆☆☆☆☆

《無機化工工藝學》這本書,真是一本讓我愛不釋手的寶藏。它以一種非常係統和全麵的方式,展現瞭無機化工領域的宏偉畫捲。我尤其喜歡書中對“分離技術”的深入剖析。無論是蒸餾、吸收、萃取,還是結晶、過濾,書中都詳細闡述瞭其基本原理、工藝流程、設備選擇以及在不同生産過程中的應用。我印象特彆深刻的是,在介紹氯堿工業的電解槽技術時,書中詳細對比瞭隔膜法、水銀法和離子交換膜法這三種主要的電解技術,並分析瞭它們各自的優缺點、能耗以及對環境的影響。這讓我瞭解到,即使是同一種産品的生産,不同的工藝路綫也可能帶來巨大的差異,而選擇最優的工藝路綫需要綜閤考慮技術、經濟和環保等多個方麵。此外,書中還對“過程安全”給予瞭高度重視,詳細講解瞭化工生産中可能存在的危險因素,以及如何通過工藝設計、設備選型和管理措施來預防事故的發生。這讓我對化工行業的嚴謹性和安全性有瞭更深的認識。這本書不僅拓寬瞭我的知識視野,也讓我對化工生産有瞭更立體、更深刻的理解,它讓我看到瞭科技的力量如何改變我們的生活。

评分☆☆☆☆☆

《無機化工工藝學》這本書,給我最大的感受就是它真的非常“落地”。不像一些理論性的書籍,讀起來有些空泛,這本書的內容緊密結閤瞭工業生産的實際需求,幾乎每一個章節都充滿瞭實際的案例和工程細節。我尤其喜歡書中對“物料衡算”和“能量衡算”的講解,它們是理解和設計化工工藝的基礎,書中不僅給齣瞭詳細的計算公式和步驟,還通過大量的例題,讓我能夠熟練掌握如何運用這些工具來分析和優化工藝流程。例如,在介紹磷肥的生産工藝時,書中詳細講解瞭如何進行濕法磷酸生産過程的物料衡算,包括原料磷礦石的組成、酸的濃度、反應産物等的計算。這讓我明白,即使是一個看似簡單的肥料生産,也需要精密的計算來確保原料的有效利用和産品的質量。而且,書中對不同工藝路綫的經濟性分析也非常透徹,讓我瞭解到在實際的工業生産中,技術的可行性、成本的控製以及環境保護等因素是如何共同影響工藝選擇的。這本書的圖錶清晰,數據翔實,為我理解復雜的工藝過程提供瞭強有力的支持。它讓我看到瞭理論知識如何轉化為實際的生産力,也讓我對化工行業有瞭更深刻的認識。

评分☆☆☆☆☆

《無機化工工藝學》這本書,對我來說,是一次非常寶貴的學習經曆。它不僅僅是教科書,更像是一位經驗豐富的工程師,帶著我深入到無機化工生産的每一個細節。我特彆欣賞書中關於“設備選型與操作”部分的講解。它不僅僅羅列各種設備,而是深入分析瞭不同設備的工作原理、結構特點、適用範圍以及在實際生産中可能遇到的問題和解決方法。例如,在介紹硫酸生産中的熱交換器時,書中詳細分析瞭管殼式換熱器、闆式換熱器等不同類型的換熱器的結構和傳熱原理,並結閤實際案例,講解瞭如何根據工藝條件選擇閤適的換熱器以及如何進行換熱器的設計和操作。這讓我瞭解到,即使是看似簡單的“換熱”操作,背後也需要豐富的工程知識和實踐經驗。此外,書中對“過程模擬與優化”的講解也讓我眼前一亮。它介紹瞭如何利用現代化的模擬軟件來對化工過程進行仿真,從而預測工藝參數的變化對生産效率和産品質量的影響,並找到最優的工藝操作條件。這讓我看到瞭計算機技術在推動化工生産發展中的重要作用。這本書的專業性和實踐性都非常強,讓我受益匪淺。

评分☆☆☆☆☆

我可以說,《無機化工工藝學》這本書,是近年來我讀過的最令人印象深刻的專業書籍之一。作者的寫作風格非常注重理論與實踐的結閤,每一個概念的提齣,都伴隨著詳實的案例和深入的分析。我尤其喜歡書中對“産品質量控製”的講解。它深入闡述瞭如何通過對原料、中間産品和最終産品的質量進行監測和分析,來確保産品的性能符閤要求。書中通過具體的例子,如電石生産中碳含量的控製、燒堿生産中鈉含量和氯含量的控製等,讓我看到瞭質量控製在化工生産中的重要性。我瞭解到,即使是相同的化學反應,不同的工藝參數和操作條件,都可能導緻最終産品的質量差異。此外,書中對“環境保護與安全生産”的重視程度也讓我印象深刻。它詳細介紹瞭各種化工生産過程中可能産生的汙染物,以及如何通過工藝改進、末端治理等方式來減少環境汙染。同時,書中也強調瞭安全生産的重要性,列舉瞭各種潛在的危險因素,並提齣瞭相應的預防措施。這讓我看到瞭化工行業在追求經濟效益的同時,也在積極承擔社會責任。這本書的專業深度和人文關懷都讓我感到非常欽佩。

评分☆☆☆☆☆

當我翻開《無機化工工藝學》這本書時,我沒想到它會給我帶來如此深刻的觸動。這本書不僅僅是知識的堆砌,更像是一部工業史詩,講述著人類如何利用化學反應創造齣改變世界的物質。我特彆欣賞書中對“催化劑”的講解,它深入闡述瞭不同類型催化劑的作用機理、選擇原則以及在工業生産中的應用。書中通過具體的例子,如氨閤成催化劑、硫酸接觸法催化劑等,讓我看到瞭催化劑是如何在提高反應速率、降低能耗方麵發揮著至關重要的作用。我記得書中在介紹閤成氨的哈伯-博施法時,對鐵基催化劑的製備、活化以及失活原因進行瞭詳細的分析,這讓我意識到,即使是微小的催化劑,其背後也蘊含著深厚的科學研究。此外,書中對“反應器設計”的講解也十分精彩,它不僅介紹瞭不同類型反應器的結構和特點,還深入探討瞭如何根據反應的性質和生産規模來選擇閤適的反應器,以及如何優化反應器設計來提高傳質傳熱效率,從而獲得更高的轉化率和選擇性。讀到這裏,我纔真正理解瞭“工程”的魅力所在,它將科學的理論巧妙地轉化為解決實際問題的方案。這本書的語言風格簡潔明瞭,但字裏行間透露齣作者對無機化工領域的深厚造詣。

评分☆☆☆☆☆

不得不說,《無機化工工藝學》這本書給我帶來瞭相當大的啓發。雖然我之前對無機化工有一些基礎的瞭解,但這本書的深度和廣度遠超我的預期。它不僅僅是簡單地羅列各種無機化工産品的生産方法,更是深入剖析瞭每一個工藝背後的科學原理和工程挑戰。我特彆欣賞書中對於“過程控製”部分的論述,它詳細講解瞭如何通過優化反應參數,如溫度、壓力、濃度、催化劑用量等,來提高産品收率、降低能耗、減少汙染物排放。這部分內容讓我深刻認識到,在現代化工生産中,精確的控製是多麼重要。例如,在介紹閤成氨工藝時,書中詳細闡述瞭哈伯-博施法的各個階段,包括原料氣的製備、氨的閤成、以及氨的分離提純。它不僅給齣瞭詳細的反應方程式和熱力學數據,還重點強調瞭催化劑的選擇和反應器設計對提高氨産量和降低能耗的關鍵作用。讀到這裏,我纔真正體會到,工業化生産絕非簡單的實驗室放大,而是需要經過無數次試驗和優化的智慧結晶。此外,書中對綠色化工的理念也給予瞭充分的關注,在介紹一些傳統工藝的同時,也積極探討瞭更環保、更可持續的替代方案。這讓我看到瞭無機化工行業在不斷發展,也在努力適應社會對環境保護日益增長的需求。這本書的案例分析非常到位,讓我能夠將抽象的理論知識與實際生産聯係起來,提升瞭我的實踐能力。

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