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出版者:中国电力出版社

作者:孙莹

出品人:

页数:197 页

译者:

出版时间:2004年01月

价格:19.8

装帧:平装

isbn号码:9787508320281

丛书系列:

图书标签:

• 344人
• 电力系统
• 自动化
• 继电保护
• 电力电子
• 智能电网
• 控制工程
• 电气工程
• 新能源
• 电力调度
• 高电压

科技前沿探索：新材料与能源转化 本书聚焦于当前科技领域最引人注目且极具发展潜力的两大方向：新材料的创新应用与高效能源转化技术的突破。 在材料科学的浪潮中，人类对于物质性能的理解和调控能力正在以前所未有的速度深化。本书摒弃对传统结构材料的重复论述，转而深入剖析功能性复合材料、智能响应材料以及极端环境适用材料的最新研究进展及其潜在工业应用前景。 第一部分：前沿材料的构建与性能调控 1.1 超高性能复合材料的设计原理 本书详细阐述了纳米尺度增强与微米尺度结构协同作用的复合材料设计理念。重点探讨了基于拓扑优化的结构-性能一体化设计方法，通过先进的计算模拟手段预测材料在复杂应力场下的失效机制。内容涵盖了自修复高分子基复合材料的微胶囊技术、陶瓷基复合材料（CMCs）在航空航天热防护系统中的应用案例，以及如何通过界面工程优化不同组分间的应力传递效率。我们特别关注了高熵合金在极端温度和高辐射环境下的结构稳定性与抗蠕变性能的提升策略。 1.2 智能响应材料与传感系统 本章将目光投向能够感知并响应外界环境变化的“活的”材料。详细介绍了形状记忆聚合物（SMPs）和电磁响应流体（MR/ER流体）的工作机理、制备工艺及其在精密驱动和柔性电子设备中的应用。书中通过多个实例，解析了光热效应材料在可控药物释放和非接触式能量收集中的潜力，并探讨了集成这些响应单元到柔性基底上的关键技术挑战，如应变兼容性与长期可靠性问题。 1.3 能源存储与转换的新型电介质 聚焦于下一代高密度储能器件对高性能电介质材料的迫切需求。本书深入分析了量子限域效应在超薄绝缘层中的应用，以及如何通过界面缺陷工程来提升固态电解质的离子电导率和电化学稳定性。内容涵盖了高介电常数陶瓷薄膜、新型无机-有机杂化钙钛矿材料在超级电容器和下一代锂离子电池中的表现，重点讨论了如何抑制界面极化损耗，实现宽温区、高功率密度的储能目标。 --- 第二部分：能源转化的革命性技术路径 本部分彻底脱离了对传统化石燃料燃烧过程的讨论，而是集中展示人类在清洁、高效、可持续能源获取与利用方面的最新突破。 2.1 高效光伏技术的跨越式发展 本书全面评估了钙钛矿太阳能电池（PSCs）从实验室研究走向商业化的关键瓶颈。详细解析了影响PSCs长期稳定性的主要因素，包括湿度敏感性、光照衰减机制，并系统介绍了通过表面钝化技术、新型传输层材料（如DSSC中的纳米晶体）以及晶界工程来提升器件效率和寿命的最新策略。此外，还前瞻性地探讨了叠层光伏结构（Tandem Cells）中不同吸收层之间的光谱匹配优化方法。 2.2 催化剂驱动的清洁燃料合成 聚焦于电化学和光催化在燃料合成中的核心作用。深入剖析了析氧反应（OER）和析氢反应（HER）的催化机理，重点介绍非贵金属催化剂的结构设计，如单原子催化剂（SACs）和双金属氧化物催化剂，以期在水分解制氢过程中实现接近理论极限的过电位控制。在二氧化碳还原（CO2RR）方面，本书详细梳理了如何通过调控催化剂的费米能级和表面电子态，选择性地将CO2转化为高价值化学品（如甲醇、乙醇或甲烷），从而实现碳的循环利用。 2.3 先进热能管理与温差发电技术 本书将热能视为一种需要精细管理的资源。详细介绍了热电材料（Thermoelectrics）的ZT值提升路径，重点在于如何通过声子散射工程（如引入纳米结构或复杂晶格）来大幅降低热导率，同时保持高电子迁移率。内容涉及半导体热电器件在余热回收中的集成方案，以及新型磁热效应（MCE）和电卡效应（ECE）材料在固态制冷技术中的初步应用探索。 2.4 聚变能前沿：面向等离子体材料的挑战 尽管聚变能源仍处于研发阶段，但面向未来反应堆的材料选择至关重要。本书概述了对面向等离子体材料（PFCs）的严苛要求，特别是针对中子辐照下的抗损伤能力。探讨了液态金属膜层作为等离子体面对流层候选材料的可行性，以及新型低活化合金在承受高热流和等离子体溅射时的性能表现。 本书旨在为材料科学家、能源工程师以及致力于前沿技术转化的研发人员提供一个高屋建瓴的视角，理解当前科技浪潮中最具颠覆性的技术方向，并为未来的工业化应用奠定坚实的理论和实验基础。全书内容侧重于机理的深入理解、材料的创新合成方法以及系统集成与性能验证，而非对既有技术的常规复述。

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我个人对这本书中对“工程实践”的关注度给予极高的评价。许多理论书籍往往止步于数学推导和模型构建，但这本书非常注重将理论与真实世界的系统运行紧密结合。在讲解每一个控制算法时，作者都会立刻衔接上一个具体的应用场景，比如某一类型电站的稳定裕度分析，或是特定故障下的快速响应策略。这些案例的选取非常具有代表性，并非空泛的假设，而是基于实际运行中遇到的典型难题。更让我惊喜的是，书中对“不确定性”和“鲁棒性”的讨论，处理得非常成熟。它没有刻意营造一个理想化的完美系统，而是坦诚地分析了环境噪声、元件老化等实际因素对系统性能的影响，并提供了相应的应对措施，这对于培养未来工程师的风险意识至关重要。

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这套书的排版设计实在是太让人眼前一亮了，开本适中，纸张的质感也相当不错，拿在手里沉甸甸的，有一种阅读的愉悦感。我特别喜欢它在图表和公式展示上的处理，色彩的运用和线条的粗细都经过了深思熟虑，即便是像我这种初次接触某个复杂概念的读者，也能很快抓住重点。书中的插图和流程图不仅数量多，而且清晰度极高，很多地方直接用图示就能把抽象的理论具象化，省去了反复阅读晦涩文字的麻烦。而且，随书附带的光盘（或者在线资源包）也非常贴心，里面包含了更多的仿真案例和扩展阅读材料，这让这本书不仅仅是一本教科书，更像是一个全方位的学习工具箱。我发现自己常常会在阅读过程中，忍不住去翻阅那些补充材料，从中获得的启发甚至比正文还要多。整个阅读体验，从视觉到触觉，都达到了非常高的水准，让人愿意花时间沉浸其中，而不是仅仅应付考试。

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这本书的语言风格可以说是独树一帜，它成功地在“严谨的学术性”和“平易近人的可读性”之间找到了一个绝妙的平衡点。作者的文字功底非常扎实，用词精准到位，但又没有陷入过度引文或冗长术语的泥潭。遇到必须使用的专业术语时，他总会用非常生动的比喻或者生活中的现象来加以阐释，这对于非专业背景的读者来说是巨大的福音。我尤其欣赏作者在行文中展现的那种学者特有的幽默感，虽然不多，但在紧张的阅读过程中，偶尔出现的会心一笑，能瞬间放松大脑，帮助更好地吸收后面的内容。整体读下来，感觉不像是在啃一本厚重的专业典籍，更像是在聆听一位经验丰富、表达能力极佳的教授在为你娓娓道来，那种亲切感是其他教材难以比拟的。

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这本书的叙事逻辑和章节组织方式，展现了作者深厚的学术功底和极强的教学经验。它不是简单地堆砌知识点，而是遵循了从宏观到微观，从基础原理到实际应用的递进路线。第一部分建立起坚实的理论基础，像是为后续的深入探讨铺设了平坦而宽广的跑道。随后，作者巧妙地引入了历史背景和技术演进的脉络，让读者理解为何今天的技术会是这个样子，这种“知其所以然”的叙述方式，极大地增强了学习的内在驱动力。更难能可贵的是，它在关键的转折点设置了精妙的“小结”和“思考题”，这些并非简单的回顾，而是引导性的提问，迫使读者停下来，将新学到的知识进行内化和批判性思考。这种层层深入、步步为营的结构，使得即便是遇到跨学科的复杂问题，读者也能有章可循，不至于迷失方向。

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从技术更新的角度来看，这本书展现出了极强的“前瞻性”。它不仅扎实地覆盖了电力系统领域的核心经典理论，例如继电保护的基本原理和电力系统稳定性分析的经典方法，更重要的是，它及时地引入了当前行业热点和未来发展趋势。书中对新能源接入、智能电网的层次结构、以及数据驱动的运行优化等前沿课题的探讨，都具有很高的深度和洞察力。这些部分的内容撰写显然是基于最新的研究成果和行业标准，而非滞后的信息。这使得这本书的价值链得以延长，它不仅是一本能帮你打好基础的教材，更是一本能够指引你在未来几年内技术学习方向的“灯塔”。对于希望保持专业敏锐度的读者来说，这本书的“保鲜期”非常长。

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