先进电池材料 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:化学工业出版社

作者:李景虹

出品人:

页数:417

译者:

出版时间:2004-6

价格:58.0

装帧:平装

isbn号码:9787502554194

丛书系列:

图书标签:

• 电池材料
• 先进电池
• 电化学
• 储能
• 新能源
• 材料科学
• 纳米材料
• 锂离子电池
• 固态电池
• 燃料电池

好的，这是一本名为《精微结构与宏观性能》的图书简介，内容完全不涉及《先进电池材料》的主题。 --- 图书名称：精微结构与宏观性能 副标题：从原子尺度到工程应用的多尺度理解与调控 字数： 约 1500 字 内容简介 本书《精微结构与宏观性能》旨在系统性地阐述材料科学领域中，微观尺度上的结构特征如何决定并映射至宏观尺度上的物理、化学及力学性能。我们聚焦于材料从原子排列、晶体缺陷、微观相界，直至宏观力学响应、热力学稳定性等一系列跨越数个数量级的关联机制。本书的叙述风格力求严谨而富有洞察力，将前沿的计算模拟结果与经典的实验表征技术相结合，为材料工程师、物理学家以及化学研究人员提供一个全面而深入的视角。 第一部分：基础理论与尺度效应 本书开篇首先奠定了跨尺度研究的理论基础。我们详细回顾了晶体学、固态物理学中的基本概念，但重点着眼于非理想性对性能的支配作用。 第一章：从周期性到缺陷工程 传统的材料学常假设材料是完美周期性的，但本书强调，材料的“不完美”才是功能实现的基石。本章深入剖析了点缺陷（如空位、间隙原子）、线缺陷（位错）和面缺陷（晶界、孪晶界）的形成热力学和动力学。我们不仅计算了不同类型的缺陷在不同温度下的平衡浓度，更重要的是，分析了位错密度如何直接影响金属的屈服强度和加工硬化行为，遵循Hall-Petch关系的内在微观机理。此外，我们探讨了如何通过精确控制掺杂引入的特定点缺陷，来调控半导体材料的导电类型和电阻率。 第二章：相变动力学与微观形貌 第二章聚焦于材料内部相态的演化。我们从热力学驱动力——吉布斯自由能的角度出发，阐述了扩散控制和界面控制的相变机制。重点内容包括成核与长大理论（如经典成核理论CCT和非经典成核机制NCZM），并结合实验中的形貌学观察（如球化、析出物的形状）。我们详细讨论了热弹性马氏体相变，分析了应力场如何通过应变能调控相变前沿的移动，这对于形状记忆合金和新型阻尼材料的开发至关重要。 第二部分：结构与特定性能的耦合 本部分是本书的核心，将理论基础应用于具体性能的理解与预测。 第三章：力学性能的微观根源 本章深入探讨了材料力学行为的本质。针对金属、陶瓷和高分子材料的不同响应，我们构建了从原子键合强度到宏观断裂韧性的联系链条。 塑性流动： 精细分析了位错的攀移、交滑移以及在晶界处的塞积效应，解释了多晶材料的晶粒尺寸效应。 断裂与疲劳： 引入了基于应力强度因子和裂纹尖端塑性区模型的Griffith理论的现代发展。我们利用电子显微学图像，展示了疲劳裂纹萌生、扩展的特征（如微观台阶和滑移带的交互作用），并建立起疲劳寿命与微观裂纹扩展速率（$da/dN$）的关系模型。 蠕变行为： 阐述了高温下扩散、位错滑移和晶界滑动如何共同决定材料的稳态蠕变速率，侧重于Nabarro-Herring和Coble蠕变机制的区分。 第四章：热学与电学性能的界面效应 结构对输运性质的影响同样显著。本章侧重于描述如何在微观尺度上“设计”材料的输运性能。 热导率的声子散射： 我们详述了热能载体——声子在材料中的行为。晶界、晶界处的散射中心、点缺陷以及纳米尺度颗粒的存在，如何通过Callaway模型等进行量化分析，从而有效降低晶格热导率，这在热电材料的开发中是关键挑战。 电学输运与能带结构： 探讨了杂质态、缺陷能级如何影响载流子的有效质量和迁移率。对于多孔或复合材料，我们引入了有效介质理论，预测了整体的介电常数和导电率，这些都依赖于相的分布形态和界面极化效应。 第三部分：表征技术与性能调控策略 本书的第三部分将理论模型与实际的实验操作紧密结合，展示如何通过先进的表征手段来验证和指导性能优化。 第五章：多尺度表征的集成应用 我们不局限于单一尺度的分析，而是强调了多尺度表征的必要性。本章详细介绍了同步辐射X射线衍射（XRD/XRR）用于宏观晶体结构分析、透射电子显微镜（TEM/STEM）用于原子分辨率下的缺陷成像、原子力显微镜（AFM）用于表面形貌和力学性能的局部测量，以及拉曼光谱和核磁共振（NMR）在化学键合环境识别中的作用。关键在于，如何将这些来自不同尺度的信息，通过数据融合技术，构建起一个连贯的结构-性能图谱。 第六章：基于结构的性能设计范式 在理解了结构与性能的内在联系后，本书最后落脚于正向设计。我们讨论了如何利用计算材料学（如密度泛函理论DFT和分子动力学MD模拟）来预测新材料体系的结构稳定性、弹性模量和反应活性，从而指导实验合成。具体案例包括： 1. 梯度材料的制造： 如何通过控制烧结过程中的温度梯度或成分扩散，制造出内部应力场分布可控的梯度结构，以提升抗冲击性。 2. 纳米结构工程： 讨论了尺寸效应（如量子尺寸效应和表面效应）如何被利用，以获取传统块体材料无法实现的光学或催化性能。 3. 高熵合金的设计原理： 从统计热力学角度解释了高复杂度体系的结构稳定性和局域无序性如何带来的性能提升。 读者对象 本书适合材料科学、物理学、化学工程、应用物理等领域的研究生、博士后研究人员，以及致力于新材料开发和性能优化的工业研发工程师。阅读本书需要具备材料物理或固体物理的基本知识。 ---

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我本来以为这会是一本枯燥的专业技术手册，毕竟书名听起来就非常硬核。但读完前几章，我发现我错了。这本书的叙事方式非常流畅，它更像是一部技术史诗，讲述了材料科学是如何一步步走到今天的。作者对历史脉络的梳理非常到位，尤其是在描述“20世纪80年代扫描隧道显微镜（STM）技术突破如何推动表面科学发展”那一段，作者没有使用晦涩的术语，而是通过生动的比喻，让我这个非纯理论背景的工程师也明白了技术迭代背后的驱动力。更让我惊喜的是，书中穿插了大量对“失败”的案例分析。比如，某项曾经被寄予厚望的薄膜沉积技术，最终因为无法解决的晶界迁移问题而被淘汰。这种对“弯路”的坦诚记录，比单纯展示成功经验更有价值，它教会我们如何在实际工程中规避那些看似合理却充满陷阱的设计。这本书的排版也十分考究，图表清晰，逻辑链条严密，读起来毫无晦涩感，更像是在听一位经验丰富的大师在娓娓道来他的毕生所学。

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这本《XXX》简直是为我量身定做的！我最近刚好在研究如何将量子力学与传统的热力学模型相结合，来预测新型催化剂在极端温度下的行为。这本书的第三章，关于“非平衡态统计力学在界面电子传输中的应用”，简直是打开了我的思路。作者没有停留在教科书式的推导，而是非常深入地探讨了如何利用密度泛函理论（DFT）的计算结果来修正经典分子动力学模拟中的势函数，这一点对于我们处理高熵合金的热力学稳定性至关重要。特别是他对“赝势选择对局部结构弛豫影响”这一节的论述，其精妙之处在于，它清晰地指出了在多尺度模拟中，如何平衡计算精度和计算效率的艺术。我印象最深的是，书中引用了几个近五年的顶级期刊论文作为案例，这些案例不是简单的罗列，而是被拆解分析了其方法的局限性与创新点，这比我自己去翻阅文献效率高多了。总而言之，这本书的深度和广度都远超我的预期，对于从事基础理论研究的同行来说，绝对是一本不可多得的案头工具书，它提供的不是答案，而是思考的框架和更高级的提问方式。

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说实话，我对这种偏硬核的学术专著一向敬而远之，通常只关注那些面向大众科普的书籍。然而，这次翻开《XXX》，我发现我低估了它的可读性。我特别喜欢作者在讨论“材料基因组计划”和大数据在材料筛选中的应用时所采取的批判性视角。他没有盲目歌颂AI和自动化实验的威力，反而犀利地指出了当前模型过度依赖现有数据库的局限性，以及如何避免“黑箱”决策带来的系统性风险。这种审慎的态度，对于我们这些需要对产品负责的决策者来说至关重要。书中关于“数据偏差与模型泛化能力”的讨论，让我重新审视了我们内部建立的性能预测模型，确实存在对特定合成路径数据过度拟合的问题。此外，书中对伦理和知识产权在快速材料发现时代下的讨论，也让我深思。这不仅仅是一本技术书，更是一部关于未来科研范式转型的深刻洞察录。

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我对这本书的结构和深度感到震撼，尤其是它对不同尺度效应的整合能力。作者在处理“界面效应”这一跨尺度难题时，采用了非常巧妙的框架：从最底层的电子云分布，逐步过渡到原子层级的应力弛豫，最终延伸到宏观的电化学反应动力学。我尤其欣赏书中对“多孔结构对离子扩散的影响”那一节的阐述。他不仅详细介绍了经典的Fick定律，还引入了基于电荷密度的有效介质理论来修正扩散系数，这对于优化多孔电极的设计至关重要。书中提供的几组对比实验数据，清晰地展示了理论模型与实际测量的偏差，并且非常坦诚地分析了产生偏差的可能来源，比如孔道壁的表面粗糙度和吸附效应。这种细致入微、不回避问题的态度，让这本书的专业可信度极高。它不是一本给你标准答案的书，而是一本教你如何系统性解决复杂工程挑战的“方法论圣经”。读完后，我对如何设计具有更高比容量和更长循环寿命的器件，有了一个全新的、更坚实的理论支撑。

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作为一名专注于研发新型光电器件的工程师，我最关心的是材料的宏观性能如何与微观结构挂钩。这本书在“缺陷工程与载流子输运”这个主题上的处理堪称教科书级别。作者没有停留在讨论晶体缺陷的类型，而是深入剖析了不同缺陷在电场作用下如何动态演化，并给出了一套实用的基于拉曼光谱分析缺陷浓度的量化方法。书中提供的附录部分，关于如何利用Python脚本进行快速数据拟合和三维结构可视化，更是让我受益匪浅。我立刻尝试着用书中的方法处理了我手头上那批稳定性不佳的钙钛矿样品数据，结果发现之前被我忽略的一个微小界面态，正是导致器件寿命缩短的关键。这本书的厉害之处在于，它真正实现了理论到实践的无缝对接，没有那种“实验室里很完美，实际应用一塌糊涂”的脱节感。它强迫读者去思考：你的材料在“现实世界”的温度、湿度和电应力下，究竟能“活”多久，以及为什么。

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