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出版者:BAKER & TAYLOR

作者:Speyer, Robert F.

出品人:

页数:298

译者:

出版时间:1993-9

价格:$ 214.64

装帧:

isbn号码:9780824789633

丛书系列:

图书标签:

• 热分析
• 材料科学
• 热物理性质
• 相变
• 材料表征
• DSC
• TGA
• DTA
• 热力学
• 材料工程

《材料热分析：原理、方法与应用》 本书深入探讨材料热分析领域的关键原理、核心方法及其广泛应用，旨在为材料科学家、工程师以及相关研究人员提供一套系统而全面的知识体系。 核心原理： 材料热分析是一门研究材料在受控加热或冷却过程中，其物理和化学性质随温度变化而发生改变的学科。本书将首先系统阐述热分析的基石，包括： 热力学基本概念： 详细介绍吉布斯自由能、焓、熵等概念在理解材料相变、化学反应以及热稳定性方面的作用。我们将深入分析这些热力学参数如何驱动材料内部的能量变化，并最终导致宏观性质的改变。 相变理论： 重点解析材料在加热或冷却过程中发生的固-固相变、固-液相变（熔化）、液-固相变（凝固）、固-气相变（升华）和气-固相变（凝华）等。我们将结合相图，深入阐述相变发生的驱动力、动力学过程以及其对材料微观结构和宏观性能的影响。 化学反应动力学： 探讨材料在热作用下发生的各种化学反应，如分解、氧化、还原、聚合、脱水等。本书将详细介绍阿伦尼乌斯方程等动力学模型，用于描述反应速率与温度的关系，并分析影响反应速率的因素。 传热学原理： 讲解热量在材料中的传递方式，包括传导、对流和辐射，并阐述这些传热过程如何影响样品在热分析过程中的实际温度分布，以及如何通过优化仪器设计和实验条件来获得准确的数据。 核心方法： 本书将详细介绍几种主要的热分析技术，并深入剖析其工作原理、仪器构成、实验操作以及数据解析方法： 热重分析 (Thermogravimetric Analysis, TGA)： 重点讲解TGA如何测量材料质量随温度的变化，从而揭示脱水、分解、氧化还原等过程。我们将深入探讨不同气氛（惰性、氧化、还原）对TGA曲线的影响，以及如何通过TGA分析材料的热稳定性、挥发物含量和组分。 差示扫描量热法 (Differential Scanning Calorimetry, DSC)： 详细阐述DSC如何测量样品与参比物之间的热流差，以检测吸热或放热过程，如玻璃化转变、熔化、结晶、相变和化学反应。本书将深入解析DSC曲线的特征峰，并说明如何通过DSC测定相变温度、熔化潜热、结晶度以及反应焓。 热膨胀法 (Thermomechanical Analysis, TMA) / 动态力学分析 (Dynamic Mechanical Analysis, DMA)： 介绍TMA如何测量材料在温度变化下的尺寸变化，从而确定热膨胀系数、玻璃化转变温度和软化点。DMA则着重于测量材料在周期性应力作用下的力学响应（模量和阻尼），以研究材料的粘弹性行为、玻璃化转变和固化过程。 其他热分析技术： 简要介绍并说明可能涉及的其他辅助技术，如差示热分析 (Differential Thermal Analysis, DTA)、热导率测量、热容量测量等，以及它们在特定研究领域的应用。 应用领域： 本书将展示材料热分析在多个关键领域的广泛应用，为读者提供实际操作的指导和案例分析： 高分子材料： 广泛应用于高分子材料的研发和质量控制，包括确定聚合物的玻璃化转变温度、熔点、结晶动力学、热分解行为、固化反应以及添加剂的影响。例如，在分析塑料的耐热性、稳定性和加工性能时，热分析技术是不可或缺的。 无机材料与陶瓷： 用于研究无机材料的相变、烧结过程、热稳定性、氧化腐蚀以及催化剂的活性。例如，在开发高性能陶瓷、耐火材料和功能性无机粉体时，热分析可以提供关键的工艺参数和性能评估依据。 金属材料： 在金属学研究中，热分析可用于研究合金的相图、相变动力学（如奥氏体化、马氏体转变、沉淀硬化）、固溶度变化以及热疲劳性能。例如，在热处理工艺优化和新合金开发中，热分析提供了重要的理论指导。 复合材料： 分析复合材料界面性能、纤维与基体之间的热反应、固化过程以及老化行为。例如，在航空航天、汽车等领域，热分析有助于评估复合材料在极端温度下的长期稳定性和可靠性。 能源材料： 在电池材料、燃料电池、相变储能材料等领域，热分析对于理解充放电过程中的相变、热稳定性、电化学反应的能量变化至关重要。 分析化学与药物科学： 用于测定有机化合物的熔点、纯度、热稳定性，研究药物的晶型转变、溶解度以及药物与辅料的相互作用。 本书特色： 理论与实践相结合： 既深入讲解热分析的理论基础，又提供详细的实验操作指南和数据解析技巧。 案例丰富： 包含多个不同材料体系的实际应用案例，帮助读者理解理论在实际问题中的应用。 图文并茂： 配有大量的图表、曲线和微观结构示意图，便于读者理解复杂概念。 前沿性： 涵盖了热分析领域的最新发展和研究动态，为读者提供前瞻性的视野。 通过学习本书，读者将能够熟练掌握材料热分析的各项技术，并能够将其有效地应用于材料的表征、性能评估、工艺优化和新材料的开发中，从而推动相关研究领域的进步。

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这本书的语言风格是极其内敛且克制的，几乎看不到任何夸张或情绪化的表达，通篇贯彻着一种严谨的科学论调。但即便如此，在论述某些前沿交叉领域，比如高分子材料的玻璃化转变（Tg）与热历史的关联性分析时，那种对未知领域探索的激情依然能通过文字的精准排列隐约传递出来。我注意到作者在引用文献时极其审慎，几乎每一项关键结论都附有最新的、最具代表性的研究支撑，这极大地增强了文本的说服力和可靠性。对于我个人关注的某一特定合金的相变动力学研究，书中引用的一篇近期的拓扑绝缘体热导率分析的论文，虽然主题略有偏离，但其采用的有限元模型构建思路却给了我一个全新的、可以借鉴的建模方向。这说明本书的内容覆盖面很广，知识的迁移性很强，它教会的不仅是“是什么”，更是“如何去思考”和“如何去建模”。

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这本书的装帧设计简洁大气，封面采用了深邃的蓝色调，搭配银色的烫金字体，给人一种专业而沉稳的初步印象。内页纸张质感上乘，触感细腻，即便是长时间阅读也不会感到眼睛疲劳，这一点对于需要深入研读专业资料的读者来说至关重要。排版布局清晰合理，章节标题醒目，图表与文字的穿插安排得当，使得复杂的概念在视觉上得到了有效的分解和呈现。我特别欣赏它在细节处理上的严谨性，比如目录的详尽程度和索引的完备性，这极大地提升了查阅特定信息时的效率。整体来看，这本书在物理呈现上达到了教科书级别的标准，展现了出版方对学术内容的尊重和对读者的体贴。翻阅之初，我就能感觉到这不是一本敷衍了事的作品，它似乎在无声地邀请读者进入一个严谨、深入的知识殿堂。那种厚重感，不仅仅是纸张的堆叠，更是一种知识沉淀后的分量感，让人对即将展开的阅读旅程充满了期待和敬畏。

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总而言之，这本书的知识密度令人望而生畏，但同时，它提供的结构化学习路径又让人充满信心能够攀登上去。它绝不是那种可以轻松翻阅、走马观花的读物，更像是一部需要被“攻克”的专业典籍。我发现自己不得不频繁地回到前面章节复习定义和公式，以确保对后续复杂模型的理解不产生偏差。但这种“慢读”的过程，恰恰是真正吸收知识的体现。如果说一本好的工具书是让你快速找到答案，那么这本书更像是一本大师级别的教材，它引导你建立起一个完整而坚实的知识体系，让你有能力去解决那些尚未被现有文献完全解答的问题。对于任何致力于材料热行为研究的学者或工程师而言，这本书的价值在于其提供了理解和量化材料在温度维度上所有动态变化的通用“语言”和“语法”。它是一笔值得投入时间与精力的重要投资。

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我花了整整一个下午的时间来梳理这本书的引言和前几章的理论基础部分，发现作者在构建理论框架时展现了惊人的逻辑性和连贯性。他们没有急于抛出复杂的数学模型，而是选择了一种循序渐进的方式，从宏观的物理现象入手，逐步深入到微观的机理探讨。特别是关于热力学基本定律在材料行为描述中的应用那几节，作者用极为精妙的语言阐释了熵增原理在非平衡态热分析中的新视角，这与我以往接触的经典热力学教材的处理方式有显著的不同，让人耳目一新。书中穿插的那些历史回顾和关键发现的标注，更是如同导航灯塔一般，帮助读者理解这些理论是如何一步步发展完善起来的，而不是将它们视为凭空出现的真理。这种叙事手法极大地降低了初学者的入门难度，同时又保证了核心概念的深度，体现了作者深厚的教学功底。它更像是一位经验丰富的大师在身旁耐心指导，而不是冰冷的公式堆砌。

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在深入阅读过程中，我特别关注了案例研究和实验方法论部分。这本书最令人称道的一点在于，它不仅仅停留在理论推导，而是提供了大量贴近实际工程应用的操作细节和数据分析指南。例如，关于差示扫描量热法（DSC）中基线漂移校正的技术探讨，书中不仅列举了常见的数学补偿方法，还对比了不同仪器厂家在实际操作中可能遇到的系统误差源，并提供了实用的排除建议，这种细致入微的描述，对于实验室人员来说简直是福音。此外，作者对热重分析（TGA）数据的动力学解析，特别是采用如Kissinger或Ozawa-Flynn-Wall（OFW）方法时，参数选择的敏感性和结果的可靠性区间分析，都做得非常透彻。这使得这本书超越了纯理论的范畴，成为了一个强大的实验方法手册，指导读者如何从原始数据中提取出最可靠的材料信息。

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