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出版者:电子科技大学出版社

作者:蒲晓蓉

出品人:

页数:214

译者:

出版时间:2001-8-1

价格:16.00

装帧:平装(无盘)

isbn号码:9787810657310

丛书系列:

图书标签:

• 计算机网络
• 互联网络
• 网络技术
• TCP/IP
• 网络协议
• 数据通信
• 网络安全
• 网络工程
• 计算机科学
• 信息技术

好的，这是一份关于一本名为《精妙结构：无机材料的晶体学基础与应用》的图书简介，内容详尽，不涉及《计算机互联网络技术教程》中的任何信息。 --- 精妙结构：无机材料的晶体学基础与应用 —— 深入探索物质世界的微观秩序与宏观性能的桥梁 书籍概述 《精妙结构：无机材料的晶体学基础与应用》是一部系统性、深入探讨无机固体材料晶体结构、结构缺陷、结构与性能关系及其工程应用的专业著作。本书旨在为材料科学、物理学、化学、矿物学以及相关工程领域的学生、研究人员和工程师提供一个全面且严谨的学习框架。我们深知，材料的宏观性能——无论是机械强度、导电性、光学特性还是催化活性——都直接根植于其原子尺度的有序排列和微观缺陷。因此，本书将晶体学原理视为理解和设计新材料的核心钥匙。 全书结构逻辑严密，从最基础的对称性概念出发，逐步过渡到复杂晶体的描绘方法，并最终聚焦于结构如何驱动材料的实际应用。我们摒弃了单纯的概念罗列，强调通过大量的实例分析和清晰的图解，帮助读者建立起“结构决定性质”的深刻认知。 --- 详细内容章节导览 本书共分为六大部分，涵盖了从理论基石到前沿应用的完整知识体系。 第一部分：晶体学的基本原理与数学工具 本部分是理解后续内容的基础。我们首先界定了晶体与非晶体的区别，引入了周期性、点阵、基矢等核心概念。 对称性理论的引入： 详细阐述了晶体所遵循的元素对称操作，如旋转轴、反演中心、反射面，并推导出了施恩弗里斯符号（Schoenflies symbols）和点群的完整体系。重点解析了晶体学中的230个空间群的数学基础，使读者能理解任意复杂晶体结构的唯一性和可预测性。 晶体学描述语言： 详尽介绍布拉维点阵（Bravais Lattices）的七大晶系。随后，深入讲解米勒指数（Miller Indices）的几何意义、计算方法及其在描述晶面和晶向上的应用。通过大量三维图示，确保读者能够直观地把握晶面族与晶向族的概念。 倒易点阵与衍射基础： 为后续的实验分析做准备，本章引入了倒易点阵（Reciprocal Lattice）的概念，并阐述了其与实空间晶格的傅里叶变换关系。这为理解X射线衍射（XRD）的原理奠定了数学基础。 第二部分：常见无机晶体结构详解 本部分将理论应用于具体的、具有代表性的无机化合物结构。我们选取了不同离子键合类型和结构复杂度的材料进行剖析。 简单金属晶体结构： 详细分析体心立方（BCC）、面心立方（FCC）和六方最密堆积（HCP）结构，计算其原子堆积密度和配位数，并讨论其在纯金属材料中的意义。 离子晶体结构： 重点研究氯化钠（NaCl）型、CsCl型、萤石（CaF2）型等经典的离子结构。讨论如何利用玻恩-哈伯循环（Born-Haber Cycle）估算晶格能，并探讨半径比规则对稳定结构的预测作用。 共价网络结构： 深入分析金刚石、硅、碳化硅（SiC）等具有强烈的方向性共价键的材料。解释为什么这些材料通常表现出高硬度和高熔点。 复杂氧化物结构导论： 引入层状结构（如云母结构）、隧道结构（如钛酸钡的钙钛矿结构）的描述方法。重点解析ABO3型钙钛矿结构的几何容忍因子，及其对铁电性、压电性和催化活性的影响。 第三部分：晶体结构中的缺陷工程 晶体并非完美无缺。本部分强调，材料的性能往往由其“缺陷”所主导，这是材料科学研究的核心领域之一。 点缺陷的分类与统计： 详细区分空位、间隙原子、取代原子等一维缺陷。引入维格纳-塞茨元胞的概念，并使用统计热力学方法推导点缺陷的热平衡浓度公式。 线缺陷与面缺陷： 深入探讨位错（Dislocations）的类型（刃型、螺型、混合型）及其密勒指数 Burgers 矢量的确定。分析位错如何控制金属的塑性变形（滑移与攀移）。同时，介绍晶界、孪晶界等二维缺陷对材料力学和电学性能的影响。 缺陷对性能的调控： 通过案例研究，展示缺陷如何影响扩散速率（如快离子导体）、光学吸收（如颜色中心）以及半导体中的电荷载流子浓度。 第四部分：结构分析的实验技术 本部分连接理论与实践，介绍科学家如何“看清”这些微观结构。 X射线衍射（XRD）： 全面阐述劳厄方程、布拉格定律。重点讲解如何从粉末衍射图谱中确定晶相、晶格常数、晶粒大小（谢勒公式）以及残余应力。 透射电子显微镜（TEM）： 介绍高分辨TEM（HRTEM）成像原理，如何直接观察晶面和晶界。重点讨论选区电子衍射（SAED）在确定局部晶体取向和缺陷类型中的应用。 其他结构表征： 简要介绍中子衍射在研究轻元素（如氢）和磁性结构中的优势，以及同步辐射技术在结构解析中的前沿应用。 第五部分：结构与电子性能的关联 本部分探讨晶体周期性势场如何决定材料的电子能带结构。 能带理论基础： 阐述布洛赫定理在周期性晶体中的应用，以及晶体动量的概念。解释费米能级、价带和导带的形成。 导体、半导体与绝缘体： 基于能带结构，精确区分三类材料的导电特性。重点剖析晶体结构对半导体带隙宽度（Eg）的调控机制。 晶体对称性与光学性质： 讨论群论如何预测材料的光学活性（如拉曼和红外吸收的选择定则），以及结构畸变如何导致铁电性、压电性和热释电性。 第六部分：晶体学在先进材料中的应用 最后，本书将晶体学知识体系化地应用于当代材料研究的热点领域。 先进陶瓷与复合材料： 分析陶瓷的晶界行为对高温力学和抗氧化性的影响。探讨纤维增强复合材料中基体与增强体的界面晶体学匹配问题。 纳米材料的晶体学考量： 讨论当材料尺寸缩小到纳米尺度时，表面能和表面晶格重构如何改变材料的固有性质（如量子尺寸效应）。 能源材料结构设计： 聚焦于锂离子电池电极材料（如层状氧化物、尖晶石结构）和固体氧化物燃料电池（SOFC）电解质材料的晶体结构优化，以提高离子扩散率和界面接触性能。 --- 目标读者与本书价值 本书的编写风格严谨而不失启发性，力求平衡理论深度与工程实用性。 目标读者包括： 1. 材料科学与工程专业本科生及研究生： 作为核心教材或参考书，用于奠定坚实的晶体学基础。 2. 物理学和化学专业研究人员： 快速回顾和深入理解晶体结构对物性影响的理论模型。 3. 从事材料研发与质量控制的工程师： 掌握缺陷分析和结构表征技术，以解决实际生产中的性能瓶颈。 《精妙结构》不仅是一本关于晶体几何学的书，它更是一本关于“结构思维”的书。通过对微观秩序的精细解构，读者将获得驾驭无机材料性能的强大工具。掌握本书内容，意味着能够从原子层面上预见材料的行为，从而指导未来材料的理性设计与创新应用。

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