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出版者:

作者:夏之宁

出品人:

页数:152

译者:

出版时间:2012-9

价格:25.00元

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isbn号码:9787122142917

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聚焦前沿：现代材料科学中的结构与性能调控 一、 引言：迈向精细化与功能化的材料新纪元 在21世纪的科技浪潮中，材料科学无疑扮演着核心驱动力的角色。从微电子的飞速迭代到新能源技术的深度开发，再到生物医学领域的革命性突破，对新颖、高性能功能材料的需求从未如此迫切。传统的材料设计往往依赖于经验主义和反复试错，效率低下且难以实现对特定性能的精准调控。本书《现代材料科学中的结构与性能调控》正是立足于解决这一核心挑战，旨在系统性地阐述如何通过对材料微观结构——从原子尺度、晶体学、缺陷到微观形貌——的深入理解与精确调控，来实现宏观性能的定制化与最优化。 本书超越了传统材料学的基础知识范畴，聚焦于当前材料研究领域最活跃、最前沿的交叉学科视角。我们不再将结构视为给定属性，而是将其视为一个可以被精妙操控的“可编程”对象。内容覆盖了从基础理论框架的建立，到尖端实验表征技术的应用，再到先进计算模拟方法的融合，为读者构建一个全面、深入且具有前瞻性的材料调控知识体系。 二、 理论基石：结构层级的多尺度耦合 材料的性能并非单一尺度的产物，而是原子、晶格、微观组织乃至宏观形状之间复杂相互作用的体现。本书首先奠定了多尺度结构调控的理论基础。 2.1 晶体缺陷工程与电子结构修饰： 我们深入探讨了点缺陷（如空位、间隙原子、取代原子）和线缺陷（位错）在半导体、超导材料和光电材料中的关键作用。重点剖析了如何通过精确控制杂质掺杂的类型、浓度和位置，改变材料的费米能级，从而实现对载流子浓度、迁移率乃至光吸收/发射光谱的精细调控。书中详细解析了缺陷-缺陷相互作用、缺陷-位错相互作用，以及这些相互作用如何影响材料的力学稳定性、导电性和催化活性。 2.2 晶界工程：动态界面与性能的桥梁： 晶界作为晶粒之间的界面，是许多材料性能（如晶粒生长、扩散、电化学反应）的决定性因素。本书系统介绍了各类晶界（高角、低角、孪晶界）的结构特征，并着重探讨了如何通过热处理、应力加载或特定晶界偏析元素，实现晶界“钝化”或“激活”。例如，在电池电极材料中，如何通过工程化晶界来抑制锂枝晶的生长；在高温合金中，如何通过晶界强化或晶界弱化来实现性能的权衡。 2.3 亚结构与织构化调控： 针对多晶材料，本书详细阐述了形变诱导的亚结构演化（如纳米晶粒的形成、梯度结构的产生）与宏观性能的关联。特别关注了通过轧制、挤压、拉伸等塑性变形工艺，诱导形成特定的织构（Preferred Orientation），并解释了织构如何影响材料的磁各向异性、机械加工性能以及疲劳寿命。 三、 先进调控技术：从宏观到纳观的精准干预 要实现结构与性能的有效耦合，必须掌握一系列先进的调控手段。本书将这些技术分为物理调控、化学调控和计算辅助调控三大类。 3.1 物理调控：能量场的精确施加： 我们详述了高能辐射处理（如离子注入、电子束辐照）在晶格重构、表面改性和非晶化中的应用。重点介绍了热力学驱动的相分离与析出动力学，例如通过快速热处理（RTP）或激光退火技术，控制第二相粒子的尺寸、形貌与分布，实现超细化强化或界面增强。此外，还探讨了高压合成技术在稳定非常规晶体结构中的独特优势。 3.2 化学调控：组分梯度与界面修饰： 本书深入探讨了表面化学修饰的复杂性。在催化剂领域，通过原子层沉积（ALD）和化学气相沉积（CVD），实现活性位点的高密度、高均匀性分布。在生物医用材料方面，重点阐述了表面接枝、涂层设计如何调控材料的生物相容性、抗菌性或药物缓释性能。对于复合材料，分析了界面化学键合强度对整体力学性能的决定性影响。 3.3 计算辅助调控：第一性原理与分子动力学模拟： 认识到实验探索的局限性，本书将计算材料学作为核心调控工具进行介绍。详细阐述了密度泛函理论（DFT）在预测新材料的电子结构、缺陷形成能和反应能垒中的应用。同时，结合分子动力学（MD）模拟，展示了如何追踪原子在时空尺度上的运动，预测高熵合金中的局域结构弛豫、聚合物的链段运动以及材料在极端环境下的失效机制，从而指导实验设计。 四、 功能导向的应用案例：结构调控的实践成果 为使理论与技术落地，本书精选了多个前沿应用领域作为案例，展示结构调控的实际威力。 4.1 能源存储与转换材料： 在锂离子电池正极材料中，通过对晶体结构的精确控制，实现高电压下的结构稳定性（如表面包覆或单晶化）；在光伏领域，如何通过调控钙钛矿材料的晶界缺陷来抑制非辐射复合，提升器件效率和长期稳定性。 4.2 极端环境下的结构材料： 针对航空航天领域对轻质高强材料的需求，本书剖析了通过梯度纳米结构（GNS）实现“硬而韧”特性的机制。讨论了如何通过动态的微观组织演变，使材料在冲击载荷下表现出优异的断裂韧性。 4.3 智能与响应性材料： 探讨了如何通过设计具有“可逆”结构变化的分子或晶体单元，实现材料对外界刺激（光、热、电场）的精确响应。例如，形状记忆合金的相变调控、液晶材料的取向控制等。 五、 结论与展望 《现代材料科学中的结构与性能调控》旨在为材料科学家、化学家、物理学家以及相关工程技术人员提供一个深入、系统且实用的参考框架。掌握结构调控的精髓，意味着从“发现”材料走向“设计”材料的根本转变。未来的研究将更加依赖于跨学科的深度融合，特别是在人工智能与高通量计算的辅助下，实现对数百万潜在结构空间的快速筛选与优化，最终推动材料科学进入一个全新的、可预测、可定制的智能制造时代。本书期望激发读者对材料微观世界的好奇心，并为其提供实现前沿技术突破的坚实工具箱。

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这本书在我眼中，与其说是一本“专业英语”书，不如说是一本“分析化学的语言使用指南”。它并没有将语言孤立起来，而是将它深深地植根于分析化学的实践之中，使得学习过程既有深度又不失趣味。书中对“仪器分析”的各个技术，例如“质谱”（Mass Spectrometry）、“红外光谱”（Infrared Spectroscopy）等，都进行了详尽的英文描述讲解。我不仅学习了这些技术的原理和应用，更重要的是，我学会了如何用精准的英文来描述仪器的构成、工作流程、信号采集以及数据解读。例如，在讲解“质谱”时，书中详细解释了“ionization source”、“mass analyzer”、“detector”等关键部件的英文名称和功能，并提供了描述质谱图特征的常用词汇，如“molecular ion peak”、“fragmentation pattern”、“base peak”等。这本书还非常注重学习方法的引导，它鼓励读者主动去思考，去联系，去实践。书中穿插的“思考题”和“讨论题”，都能够激发我深入理解概念，并尝试用自己的话来组织英文表达。我非常赞同书中关于“实验报告撰写”的指导，如何清晰地呈现实验背景、材料与方法、结果与讨论，如何用恰当的词汇来描述数据变化、实验现象以及结论的得出，这些都是我在撰写英文实验报告时经常感到困惑的地方。这本书就像一位经验丰富的导师，耐心细致地为我解答这些难题，让我能够更加自信地面对学术写作的挑战。

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这本书就像是我分析化学学习之旅中的一位得力助手。它不仅帮助我掌握了分析化学的专业英语词汇和表达方式，更重要的是，它让我对分析化学的研究方法和科学思维有了更深入的理解。书中对“样品前处理”的英文讲解，让我学习了“extraction”、“derivatization”、“spiking”、“quenching”等术语的准确含义和应用场景。我更理解了这些操作的化学原理和技术要点，以及它们在英文文献中是如何被清晰地描述出来的。书中对“化学动力学”的英文讲解也令我耳目一新。它不仅介绍了“reaction rate”、“rate constant”、“activation energy”、“reaction mechanism”等术语，还提供了如何用英文来描述反应速率的测定方法和动力学模型的建立。我特别欣赏书中对“实验重复性与准确性”的英文讲解，它教导我们如何使用“precision”、“accuracy”、“reproducibility”、“repeatability”等术语来评估实验结果的可靠性，并且如何用英文来报告实验中的误差来源和不确定度。这本书还包含了一些“撰写科学论文的注意事项”的指导，例如如何避免使用模糊不清的语言，如何保持客观公正的态度，如何清晰地论证研究的创新性和重要性，这些都是提升我学术写作能力的关键。这本书的设计非常注重实践性，它提供了一个结构化的学习框架，让我能够系统地提升我的专业英语能力。

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我是一名对分析化学充满好奇的学生，尽管我的专业背景并非化学，但我对这个领域的研究方法和最新进展非常感兴趣。然而，面对海量的英文文献，我常常感到力不从心。这本书，简直就像是我在浩瀚的英文学术海洋中航行的一艘救生艇。它并没有预设读者必须具备深厚的化学基础，而是从最基础的化学概念和实验操作入手，循序渐进地引导我们学习与之相关的专业英语。书中对“样品前处理”的英文描述，就让我受益匪浅。我学习了“digestion”、“extraction”、“filtration”、“concentration”等词汇的正确用法，更重要的是，通过对不同前处理方法的英文介绍，我了解了这些操作背后的化学原理和技术要点。书中的图文并茂的设计，也让学习过程变得更加生动有趣。例如，在讲解“电化学分析”时，书中配有清晰的电化学池结构图和工作原理示意图，并配以精准的英文解释，这比单纯的文字描述要直观得多。同时，书中还提供了许多“陷阱”词汇的辨析，例如“assay”和“analysis”在具体语境下的区别，以及“method”和“procedure”的细微差别，这对于避免我们在写作中出现低级错误非常有帮助。最让我感到惊喜的是，书中还包含了一些“学术写作技巧”的章节，教导我们如何撰写引言、方法、结果和讨论，如何使用恰当的连接词来构建逻辑清晰的段落，如何避免口语化的表达方式。这对于我未来可能进行的科研交流，无疑是巨大的助力。这本书真正做到了“授人以渔”，让我不仅能看懂分析化学的英文文献，还能开始尝试用英文去描述和理解相关的科学概念。

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在我看来，这本书不仅仅是一本学习分析化学专业英语的工具书，更是一本引导我深入理解分析化学本质的“钥匙”。它巧妙地将语言的学习与化学知识的深化融为一体，让我能够从更深层次去理解分析化学的研究方法和理论。书中对“分离技术”的英文讲解，给我留下了深刻的印象。我学习了“distillation”、“crystallization”、“recrystallization”、“sublimation”等基本术语，并且理解了这些分离方法的原理以及它们在英文文献中是如何被精准描述的。书中还对“催化分析”的英文表达进行了详细的讲解，例如如何描述催化剂的种类、催化反应的机理以及催化剂的活性和选择性。我尤其欣赏书中关于“化学传感器”的英文讲解，它教导我们如何用英文来描述传感器的类型、工作原理、响应机制以及传感器的性能指标。这本书还包含了一些“新兴分析技术”的介绍，例如“纳米分析”、“生物分析”等领域中的专业英语表达，这对于我了解和跟进最新的研究动态非常有帮助。这本书的设计非常人性化，它提供了一个循序渐进的学习路径，让我在掌握基础知识的同时，也能够逐步挑战更复杂的语言表达。

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这本书的出现，仿佛为我打开了一扇通往全新世界的大门，一个我既熟悉又陌生的领域——分析化学的专业英语。在此之前，我虽然在实验室里与各种仪器、试剂和数据打交道，但总觉得隔着一层语言的纱，那些晦涩难懂的英文文献，那些精妙绝伦的实验设计，都让我望而却步，或者说，只能窥其表象。这本书就像一位技艺精湛的向导，带着我深入浅出地解读分析化学的语言密码。它并非简单地罗列词汇或语法规则，而是将这些语言元素有机地融入到分析化学的各个分支中，从基本的实验操作、仪器原理，到复杂的定性定量分析、光谱方法、色谱分离，再到新兴的仪器分析技术和数据处理，每一章节都像是一堂精心设计的专业英语课程，让我能在理解化学概念的同时，也掌握了地道的表达方式。例如，在介绍“光谱法”的章节，我不仅学习了“absorbance”、“transmittance”、“molar absorptivity”等核心术语，更重要的是，书中通过对不同类型光谱仪（如UV-Vis、IR、NMR）的工作原理及其英文描述的对比分析，让我深刻理解了这些术语在具体语境下的精确含义。书中的例句和段落都选取自真实的研究论文或技术手册，语言地道且专业，为我提供了宝贵的模仿和学习范本。更让我惊喜的是，书中还提供了大量的练习题，涵盖了词汇填空、句子改写、段落翻译、摘要撰写等多种形式，让我能够及时巩固所学，并将理论知识转化为实际的应用能力。这对于即将出国深造的我来说，无疑是一份及时雨，它大大增强了我阅读和理解英文科研文献的信心，也为我今后的学术交流打下了坚实的基础。我尤其欣赏书中对“实验方法”部分英文表述的讲解，那些严谨、客观、精确的描述方式，是如何确保实验的可重复性和科学性的，这不仅仅是语言的问题，更是科学精神的体现。

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读完这本书，我最大的感受是，原来分析化学的英文表达可以如此精炼、严谨而富有逻辑。在接触这本书之前，我总觉得英文的科学文献阅读起来枯燥乏味，而且很容易因为一个词汇的误解而影响对整个句子的理解。这本书通过系统化的梳理和讲解，让我对分析化学的专业英语有了全新的认识。它将复杂的化学概念与地道的英文表达巧妙地结合在一起，使学习过程不再是单纯的语言训练，而是与科学知识的同步深化。书中对“质量控制”相关的英文表达，就给我留下了深刻的印象。我学习了“quality control”、“quality assurance”、“calibration”、“validation”、“reproducibility”、“repeatability”等词汇的准确含义和应用场景，并且通过书中的案例，我理解了这些概念在实际分析工作中的重要性，以及它们在英文文献中是如何被清晰地表达出来的。书中对“数据分析与可视化”部分的讲解也同样出色，它不仅教授了如何使用“trend”、“correlation”、“outlier”、“regression”等词汇，还指导了如何用英文描述图表的关键信息，例如坐标轴的含义、曲线的变化趋势以及数据的统计意义。我尤其欣赏书中对“文献引用”和“研究伦理”相关英文表达的介绍，这在学术研究中是至关重要的，而这本书将其纳入了专业英语的学习范畴，体现了其内容的全面性和前瞻性。这本书让我意识到，掌握分析化学专业英语，不仅仅是为了提升阅读能力，更是为了能够以一种严谨、专业、符合国际学术规范的方式进行科学交流。

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作为一名即将步入研究生阶段的学生，我对分析化学的研究前沿和国际学术动态非常关注。然而，语言的障碍常常让我难以深入。这本书的出现，就像是为我量身定制的一份学习计划。它并没有将分析化学的专业英语学习孤立开来，而是将其融入到具体的化学概念和实验操作中，让学习过程既有深度又不失趣味。书中对“光谱分析”的英文讲解，尤其令我印象深刻。我不仅学习了“absorption spectrum”、“emission spectrum”、“fluorescence”、“phosphorescence”等基本术语，更重要的是，我理解了如何用英文来描述光谱信号的特征、峰的位置以及峰的强度，并且学会了如何使用这些描述来解释分析结果。书中还对“色谱分离”中的英文表达进行了详细的讲解，例如如何描述“流动相”、“固定相”、“保留时间”、“峰形”等关键要素，以及如何用英文来解释色谱分离的原理和影响因素。我非常赞赏书中对“数据处理与统计分析”的英文讲解，它教导我们如何使用“mean”、“median”、“mode”、“standard deviation”、“variance”等术语来描述数据的集中趋势和离散程度，以及如何用英文来报告统计分析的结果。这本书还包含了一些“撰写研究摘要”的指导，如何用简洁、准确的英文概括研究内容、方法、结果和结论，这对于吸引审稿人和读者的注意力至关重要。

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一直以来，我在阅读分析化学的英文文献时，常常因为对某些专业术语的理解不深，而导致对文章整体内容的把握出现偏差。这本书的出现，彻底改变了我的学习困境。它以一种非常系统化的方式，将分析化学的各个分支与相应的专业英语表达相结合，让我能够在理解化学概念的同时，也掌握了准确的语言描述。书中对“电化学方法”的英文讲解，就给我留下了深刻的印象。我不仅学习了“potentiometry”、“voltammetry”、“amperometry”等基本术语，更重要的是，我理解了如何用英文来描述电化学反应的机理、电极电势的计算以及电化学信号的解释。书中还提供了很多关于“仪器维护与故障排除”的英文表达，例如如何描述仪器的异常现象，如何使用专业的术语来寻求技术支持，这些都对于我在实验室实践中非常有帮助。我特别欣赏书中对“实验设计”的英文讲解，它教导我们如何清晰地描述实验的变量、对照组、重复性以及实验步骤的精确性。这不仅仅是语言的训练，更是科学思维的锻炼。书中还提供了一些“参考文献撰写”的指导，包括如何正确引用文献格式，如何撰写文献综述，这些都是学术研究中不可或缺的技能。这本书的设计非常注重实用性，它提供了大量的练习题和案例分析，让我能够及时巩固所学，并将理论知识转化为实际的应用能力。

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作为一名在分析化学领域摸爬滚打多年的研究者，我深知语言在科研工作中的重要性。然而，长期以来，我们对专业英语的学习往往停留在“死记硬背”的阶段，缺乏系统性的、与实际应用紧密结合的训练。这本书的出现，恰好填补了这一空白。它以一种非常“化学”的方式来讲解英语，将化学概念的理解作为学习语言的切入点，这种“由内而外”的学习方法，让我觉得既新颖又高效。书中对“色谱分析”的英文描述，就给我留下了深刻的印象。它不仅仅教我认识“chromatography”、“mobile phase”、“stationary phase”、“retention time”这些基本词汇，更重要的是，通过解析不同色谱技术（如GC、HPLC）的英文文献，我理解了如何准确描述分离过程的细节、影响分离效果的因素以及数据解读的方法。书中的一些案例分析，对比了不同作者在描述同一实验步骤时所使用的不同但同样专业的表述，这让我意识到，即使是同一个意思，用不同的英文组合也能传达出细微的差别，而这些差别恰恰是专业领域追求精准性的体现。此外，书中对“误差分析”和“数据处理”等方面的英文表达也进行了深入的探讨，比如如何规范地使用“precision”、“accuracy”、“standard deviation”、“confidence interval”等术语，以及如何用英文描述统计分析的结果，这些都是我在撰写英文论文时经常遇到的难题，而这本书为我提供了非常实用的指导。我发现，学习分析化学专业英语，不仅仅是为了看懂文献，更是为了能够清晰、准确、有逻辑地表达自己的研究成果。这本书在这方面做得非常出色，它让我看到了语言的力量，如何让我们的科学发现得到更广泛的认可和传播。

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我一直认为，学习语言是为了更好地理解世界，而学习专业英语，则是为了更好地理解科学世界。这本书，正好充当了这一桥梁的角色。它不仅为我提供了一套系统学习分析化学专业英语的方法，更重要的是，它让我体会到了语言在科学研究中的力量。书中对“样品制备”的英文讲解，就让我受益匪浅。我学习了“dissolution”、“evaporation”、“drying”、“weighing”等词汇的精确含义，并且通过对不同样品前处理步骤的英文描述，我明白了这些操作的顺序、条件以及它们对最终分析结果的影响。书中对“化学计量学”的讲解也令我耳目一新。它不仅介绍了“calibration curve”、“regression analysis”、“limit of detection (LOD)”、“limit of quantitation (LOQ)”等术语，还提供了如何用英文来描述这些概念在数据分析中的作用。我尤其喜欢书中关于“错误分析与不确定度评估”的英文表述，这部分内容对于理解和报告实验结果的可靠性至关重要，而书中提供的地道表达方式，让我能够更加清晰、准确地进行阐述。这本书还包含了一些“学术交流”的技巧，例如如何在学术会议上进行英文演讲，如何用英文提问和回答问题，这些都是提升我国际学术交流能力的关键。这本书的设计非常人性化，它提供了大量的例句和实际应用场景，让我能够将所学的语言知识立刻运用到实践中去，而不是停留在理论层面。

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