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出版者:电子工业出版社

作者:(美)Robert M.Cagliardi Sherman Karp

出品人:

页数:230

译者:

出版时间:1998-4

价格:28.00元

装帧:

isbn号码:9787505346178

丛书系列:

图书标签:

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现代材料科学前沿：结构、性能与前瞻 图书简介 本书深入探讨了现代材料科学领域的前沿进展，聚焦于新型功能材料的结构设计、性能调控及其在尖端技术中的应用。内容涵盖了从基础理论到实验技术的广泛范围，旨在为材料学研究人员、工程师以及相关专业学生提供一个全面、深入且富有启发性的参考框架。 第一部分：结构与微观表征 本部分着重解析材料的原子、晶体及微观结构如何决定其宏观性能。 第一章：晶体缺陷与晶界工程 详细阐述了点缺陷、线缺陷（位错）和面缺陷（晶界）的形成机制、迁移动力学及其对材料力学性能（如强度、塑性、蠕变）的影响。重点介绍了晶界工程在优化超细晶/纳米晶材料性能中的关键作用，包括高角度晶界与低角度晶界的能带结构调控。 第二章：高熵合金的无序化设计 系统梳理了高熵合金（HEAs）的设计原理，如大混合焓、结构弛豫和“沸腾效应”。深入分析了相稳定性判据（如Ω参数、熵值）在预测单相或多相HEAs结构中的应用。对比了面心立方（FCC）、体心立方（BCC）和有序间金属相的力学响应差异。 第三章：先进电子显微技术在材料表征中的应用 聚焦于透射电子显微镜（TEM）、扫描透射电子显微镜（STEM）及其配套的能量分散X射线谱（EDS）和电子能量损失谱（EELS）技术。讨论了如何利用球差校正STEM实现原子尺度的成像和元素分析，特别是在二维材料的边缘结构分析和缺陷识别中的优势。 第二部分：前沿功能材料的性能调控 本部分聚焦于具有特殊物理或化学功能的先进材料的设计与优化。 第四章：二维材料的电子输运与能带调控 探讨了石墨烯、过渡金属硫化物（TMDs）等二维材料的独特电子结构。详细分析了范德华异质结的构建方法，以及通过外加电场、应变工程和掺杂策略对材料导电性、带隙和载流子迁移率进行精细调控的理论模型与实验验证。 第五章：铁电与压电材料的新范式 深入研究了钙钛矿氧化物铁电体（如PZT、BTO）的畴结构动力学和非线性耦合效应。讨论了新型无铅压电材料（如铋基体系）的开发，及其在传感器、驱动器和能量收集器件中的应用潜力，特别关注了介电常数与驱动频率的关系。 第六章：拓扑材料的量子特性 系统介绍了拓扑绝缘体和拓扑半金属的基本概念，如时间反演对称性保护的表面态。阐述了如何通过表面工程或材料异质结构来稳定和利用这些受保护的无损导电通道，及其在低功耗电子器件中的前景。 第三部分：材料的动态响应与环境适应性 本部分关注材料在复杂外部条件（如高温、辐射、生物环境）下的行为。 第七章：高温结构陶瓷的抗氧化与抗热震 聚焦于先进陶瓷（如SiC、Si3N4）在极端温度下的失效机制。分析了氧化动力学模型，如抛物线生长定律，以及如何通过表面涂层技术（如SiC涂层）来抑制高温氧化和热腐蚀。讨论了热机械疲劳（TMF）对陶瓷寿命评估的关键影响。 第八章：辐照损伤与核级材料的演化 探讨了中子和质子辐照对金属和合金（如不锈钢、ODS合金）微观结构的影响，包括空化、气泡形成和相变。详细阐述了损伤累积模型，以及如何通过预先引入的纳米沉淀物来钉扎位错和抑制辐照诱发的晶粒粗化。 第九章：生物相容性与植入材料的界面科学 阐述了用于医疗植入物的金属、陶瓷和聚合物材料的生物相容性要求。重点分析了材料表面能、润湿性与蛋白质吸附、细胞粘附之间的关系。讨论了抗菌表面设计策略，如活性离子释放和超疏水表面，以减少生物膜的形成。 第四部分：先进加工与计算模拟 本部分介绍了新兴的材料制备技术和强大的计算工具。 第十章：增材制造中的材料特性控制 对比了选择性激光熔化（SLM）和电子束熔化（EBM）等增材制造技术对金属粉末的熔化与凝固过程。分析了快速冷却速率导致的微观结构非平衡态，以及如何通过优化工艺参数（如激光功率密度、扫描策略）来控制残余应力、孔隙率和晶粒取向，实现各向异性性能的定制。 第十一章：第一性原理计算在材料设计中的应用 深入介绍了基于密度泛函理论（DFT）的方法在预测材料稳定结构、能带结构和弹性常数方面的能力。详细讲解了如何使用DFT计算缺陷形成能、扩散势垒和界面结合能，从而指导新型催化剂和电池电极材料的筛选与优化。 第十二章：机器学习与材料信息学 介绍了如何利用机器学习（ML）算法处理高维材料数据。讨论了特征工程（Descriptor Generation）在构建预测模型中的重要性，包括使用结构指纹和物理化学参数。重点展示了ML在加速材料筛选、预测反应路径和反向设计材料性能方面的案例研究。 本书的深度和广度确保了它不仅是理论探索的指南，也是解决实际工程挑战的实用工具。它汇集了跨学科知识，强调了材料结构-性能-制备-应用的完整链条，旨在推动下一代功能材料的创新与发展。

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全书的索引和参考文献部分的组织，体现了极高的学术素养和对读者后续学习的支持意图。索引做得非常细致，几乎每一个重要的术语和公式都能被快速定位，这对于需要频繁查阅资料的工程师来说，简直是效率的倍增器。更重要的是，它提供的参考书目和前沿论文列表，具有极高的指向性，涵盖了不同流派和不同历史阶段的关键文献。这让我清楚地知道，如果我对某个特定的子领域感兴趣，应该去哪里进行更深入的挖掘。它不仅仅是一本书，更像是一张通往更广阔技术世界的导航图，体现了作者开放和共享的精神，而非敝帚自珍。

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实战案例的丰富程度，是这本书最让我感到惊喜的地方。很多技术书籍在讲解完原理后，往往戛然而止，留给读者的多是“空中楼阁”。但这本书不同，它紧密结合了当前行业内的主流应用场景，提供了大量的工程实例和设计思路。无论是光纤接入网的部署细节，还是高速光模块的封装与测试流程，书中都有详尽的描述，甚至配有流程图和关键参数的讨论。这些案例不仅验证了前述理论的有效性，更重要的是，它们展示了理论知识是如何转化为实际生产力的。对于正在从事相关工程设计或技术维护的人员来说，这些“干货”的价值是不可估量的，它直接弥补了课堂教育与实际工作之间的鸿沟。

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这本书的封面设计和装帧质量给我留下了深刻的印象。装帧很结实，看起来非常耐用，即使经常翻阅也不会轻易损坏。纸张的质感也相当不错，印刷清晰，字迹锐利，阅读起来眼睛非常舒适。尤其是一些复杂的图表和公式，排版得井井有条，线条流畅，让人一眼就能把握住关键信息。从拿到书的那一刻起，就能感受到编著者在细节上的用心，这对于一本技术类书籍来说至关重要。书的整体设计风格偏向专业和严谨，配色沉稳，没有多余的花哨装饰，非常符合技术书籍的定位。这种扎实可靠的物理呈现，极大地提升了阅读的体验和学习的效率。我甚至愿意花时间去欣赏一下它封面上那种微妙的纹理，这在很多同类书籍中是很少见的。

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书中对理论基础的阐述，简直是教科书级别的典范。它没有采取那种平铺直叙、堆砌概念的写法，而是将复杂的物理原理和数学模型，通过层层递进的逻辑链条，娓娓道来。我特别欣赏它在引入新概念时，总是先给出直观的物理图像或类比，然后再深入到严谨的数学推导。这种方式极大地降低了初学者的理解门槛，使得那些原本晦涩难懂的部分，变得清晰易懂。更难得的是，作者在关键的转折点上总会进行小结和回顾，帮助读者巩固刚刚学到的知识点，确保知识体系的连贯性。读完前几章，我感觉自己对整个领域的基础脉络有了非常坚实的把握，这为后续深入研究打下了坚实的基础，绝非泛泛而谈可比。

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文字风格上，作者展现了一种非常独特的叙事节奏。它既有学术著作的精准和客观，又融入了一种老前辈在传授经验时的那种耐心和洞察力。行文流畅自然，很少出现佶屈聱牙的句子，即便是在讨论高深的非线性光学效应时，语言组织也保持了一种优雅的克制。我可以感受到作者在遣词造句上的斟酌，力求在保持专业性的同时，最大限度地减少读者的认知负担。这种平衡掌握得非常到位，使得长时间阅读也不会产生强烈的疲劳感，反而会让人产生一种“沉浸式”学习的愉悦感。这表明作者不仅是技术专家，更是一位深谙教育规律的沟通者。

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