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出版者:中国纺织出版社

作者:解子燕编

出品人:

页数:193 页

译者:

出版时间:2004-05-01

价格:19.0

装帧:平装

isbn号码:9787506420204

丛书系列:

图书标签:

• 纤维化学
• 高分子化学
• 纺织科学
• 材料科学
• 化学工程
• 纤维材料
• 聚合物物理
• 纺织技术
• 应用化学
• 高分子材料

书籍简介：《现代材料科学前沿：从微观结构到宏观性能的桥梁》 一、本书概览与核心定位 《现代材料科学前沿：从微观结构到宏观性能的桥梁》是一部深入探讨当代材料科学最新进展的综合性学术专著。本书旨在连接基础物理化学原理与尖端材料工程应用之间的鸿沟，聚焦于那些驱动下一代技术革新的新型结构、功能材料的设计、合成、表征及其性能调控机制。我们着重于材料从原子尺度、纳米尺度，到宏观尺度性能的演化规律，强调跨学科的融合视角，特别是材料科学与信息技术、生物医学工程的交叉领域。 二、内容结构与章节深度解析 本书共分为六个核心部分，覆盖了材料科学领域最具活力和挑战性的前沿方向： 第一部分：先进表征技术与计算模拟 本部分是理解新材料的基石。它摒弃了传统单一表征方法的局限性，重点介绍了多尺度耦合分析在材料理解中的核心作用。 第三章：同步辐射与中子散射技术的高级应用：详细阐述了如何利用高能光源对材料的动态过程（如相变、应力弛豫）进行实时、原位监测。讨论了小角散射（SAXS/SANS）在孔隙结构和畴尺寸分析中的定量化方法，以及X射线吸收近边结构（XANES）和扩展边结构（EXAFS）如何精确解析局部原子环境和价态信息。 第四章：第一性原理计算与机器学习的材料设计：深入探讨了密度泛函理论（DFT）在高通量计算材料筛选中的应用，特别是如何精确预测晶体缺陷能、电子结构和力学响应。重点介绍了晶格动力学模拟在热电材料性能预测中的应用，以及如何利用深度学习（如图神经网络GNNs）加速材料相图的构建和新催化剂位点的识别。 第二部分：新型能源存储与转换材料 本部分聚焦于应对全球能源挑战的关键材料体系，强调界面化学和离子/电子传输动力学的优化。 第六章：固态电解质的结构-性能关系：深入剖析了硫系、氧化物和聚合物固态电解质的离子传导机制。特别关注了界面阻抗的起源及其消除策略，包括对锂枝晶生长抑制机理的电化学和结构解释。 第七章：光催化与电催化剂的活性位点工程：阐述了如何通过原子层沉积（ALD）和单原子催化（SAC）技术精确调控活性位点，以提高水分解和二氧化碳还原的效率与选择性。讨论了电荷分离效率与光吸收谱的匹配优化设计。 第三部分：高强度与智能响应结构材料 本部分着眼于材料的机械性能与环境响应特性，特别是针对极端环境和自适应系统的需求。 第十章：高熵合金（HEAs）的构效关系：超越了传统的多元合金设计理念，详细分析了高熵效应对晶格畸变、孪晶动态和蠕变行为的复杂影响。重点介绍了如何通过构型熵和微观结构调控来实现超塑性或超高硬度。 第十一章：自修复与形状记忆复合材料：探讨了基于微胶囊技术、可逆共价键网络（如Diels-Alder反应）的自修复机制。在形状记忆方面，深入分析了镍钛合金以外的新型非贵金属合金的热弹性马氏体相变动力学及应变恢复机制。 第四部分：纳米尺度功能材料 该部分专门讨论在纳米尺度下展现出独特量子效应和表面效应的材料。 第十三章：二维材料的异质结构建与界面工程：聚焦于石墨烯、过渡金属硫族化合物（TMDs）等二维材料的垂直和平面异质结构建。讨论了范德华异质结中能带的精确对齐如何用于设计新型光电器件和拓扑材料。 第十四章：量子点与钙钛矿发光体的稳定性调控：分析了钙钛矿材料中表面缺陷（如碘空位）对非辐射复合的影响，并介绍了钝化策略（如表面配体工程和二维覆盖层）。在量子点方面，则侧重于表面配体与量子限域效应之间的相互作用。 第五部分：生物医用与环境修复材料 本部分关注材料与生命系统的安全交互及其在环境治理中的潜力。 第十六章：生物相容性与可降解植入材料：详细考察了镁合金、聚乳酸（PLA）及其共聚物的降解动力学、酸性产物对局部组织的影响，以及如何通过表面涂层（如羟基磷灰石）调控生物活性。 第十七章：吸附与分离膜技术的材料创新：涵盖了金属有机框架（MOFs）和共价有机框架（COFs）在高选择性气体分离（如CO2捕集）中的应用。分析了这些多孔材料的孔道尺寸分布、比表面积与吸附等温线的定量关系。 第六部分：先进制造技术赋能材料科学 本书最后一部分展望了增材制造（AM）对材料科学研究范式的转变作用。 第十九章：增材制造过程中的材料熔池动力学：探讨了激光选区熔化（SLM）和电子束熔化（EBM）过程中，快速凝固速率如何导致非平衡相的形成、微观偏析和残余应力积累。强调了快速冷却速率下的晶粒生长抑制机制。 第二十章：过程-结构-性能（PSP）的闭环控制：介绍如何利用在线传感器（如红外热像仪、原位X射线衍射）实时监测制造过程中的温度场和微观结构演变，并据此动态调整激光功率和扫描策略，实现“智能制造”下的材料性能优化。 三、本书的特色与价值 本书的独特之处在于其深度集成性和前瞻性视角。它不仅仅是对现有知识的总结，更是对材料科学未来十年发展方向的路线图勾勒。读者将能够掌握从第一性原理计算预测到原子尺度精准调控，再到宏观部件制造验证的完整科学链条，为从事新材料研发、器件设计以及深入理论研究的科研人员和高级工程技术人员提供不可或缺的参考。本书的语言力求严谨精确，同时注重逻辑的清晰和案例的典型性，确保了学术深度与可读性的完美平衡。

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说实话，我拿到这本《纤维化学》的时候，内心是充满忐忑的，毕竟我对化学的印象还停留在高中那段痛苦的背诵记忆中。然而，这本书完全颠覆了我的固有认知。它的深度和广度都让人叹为观止，但最难能可贵的是其严谨的学术态度和近乎完美的逻辑推导。它没有满足于停留在宏观现象的描述，而是深入到了纤维形成过程中的高分子聚合反应机制，以及这些分子链如何排列、如何结晶，最终决定了材料的力学性能和热学表现。书中的每一个章节都建立在前一个知识点的基础之上，层层递进，逻辑链条密不透风。我尤其欣赏作者在讲解那些复杂的热力学和动力学模型时所展现出的洞察力，他不仅告诉我们“是什么”，更深入地解释了“为什么是这样”。对于已经有一定化学基础的读者来说，这本书无疑是一部极佳的参考资料，它用最精确的语言构建了一个关于纤维世界的理论框架。我甚至注意到，书里引用了大量近期的研究成果，显示出编著者对该领域前沿动态的紧密追踪，这在同类书籍中是很少见的，极大地提升了这本书的学术价值和时效性。

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这本《纤维化学》的书绝对是我的“宝藏”！我之前对材料科学这块儿一直抱着一种敬而远之的态度，觉得那些高深的化学式和复杂的结构图简直是天书。没想到这本书的叙述方式却异常的亲切和引人入胜。作者似乎深谙我们这些“小白”读者的心思，开篇并没有直接一头扎进那些拗口的专业名词里，而是从我们日常生活中最熟悉的纺织品讲起，比如那件柔软的羊毛衫，那件结实耐磨的牛仔裤，甚至我们盖的被子里用的那些神奇的合成纤维。他巧妙地将这些日常用品的“前世今生”用清晰的逻辑串联起来，让你在不知不觉中就被带入了纤维世界的奇妙旅程。我特别喜欢它对不同纤维家族的分类和介绍，比如天然纤维的韧性与吸湿性，人造纤维在功能性上的突破，每一种材料的特性都被描绘得栩栩如生，仿佛我真的能触摸到它们的分子结构。这本书的图文配合做得极其出色，那些结构示意图不再是冷冰冰的线条，而是成了理解复杂化学过程的最佳向导。看完第一部分，我突然对“为什么有些布料会起静电，有些则不会”这类问题有了豁然开朗的理解。这哪里是教科书，简直是一本趣味盎然的“纤维百科全书”，让我对这个看似枯燥的领域产生了浓厚的兴趣。

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我必须承认，这本书的结构设计非常巧妙，它不像许多技术书籍那样枯燥乏味，而是融入了一种“探秘”的色彩。作者在介绍基础理论的同时，穿插了大量的“案例分析”——这些案例往往是现实生活中遇到的具体问题，比如如何提高涤纶的染色性，或者如何改善粘胶纤维的湿强力。这种“问题导向”的学习方式，极大地增强了知识的应用性和可操作性。我尤其对其中关于纤维结构缺陷与性能关系的部分印象深刻。作者没有回避纤维在加工过程中可能出现的各种问题，比如微观的空洞、晶体的错位，以及这些“瑕疵”如何导致产品性能的下降。他用非常严谨的科学语言，将这些微小的结构变化与最终产品的宏观表现紧密地联系起来。这本书的行文风格非常沉稳，带着一种老学者的审慎和严谨，但措辞又充满了对科学探索的热情。读完后，我感觉自己对材料的“生命周期”有了全新的认识，它不再是一个静止的物体，而是一个在复杂物理化学作用下不断演化的动态系统。

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这本书的阅读体验，怎么说呢，就像是参加了一场精心策划的工业参观之旅，只不过这次的工厂建在我的书桌上。我过去对纤维的印象仅限于它们被制成衣服的样子，但《纤维化学》这本书揭示了从原料到成品之间那漫长而精妙的转化过程。它详细描述了纺丝技术，无论是熔融纺丝、干法纺丝还是湿法纺丝，每一种工艺对最终纤维形态的影响都被描绘得淋漓尽致。我简直能“听”到设备运作的声音，看到那些高分子溶液是如何被挤压、拉伸、冷却，最终凝固成具有特定取向的纤维束。特别是关于功能性纤维的探讨，比如阻燃纤维的阻燃机理，抗菌纤维的活性基团植入，这些内容简直是科幻小说照进现实。阅读过程中，我不得不频繁地查阅和复习一些高分子物理的概念，但这并不是因为书写得晦涩，而是因为内容的丰富性让我渴望挖掘得更深。它激励你不仅仅是“知道”，而是要“理解”制造背后的科学原理，这对于任何想从事材料开发或纺织工程领域的人来说，都是一本不可或缺的实操指南。

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初次接触《纤维化学》时，我担忧它会过于偏重理论而忽视了实际应用中的挑战和机遇。然而，这本书的平衡感做得非常到位，它成功地架起了一座连接基础科学研究与工业实际需求的桥梁。书中关于纤维改性和表面处理的章节，简直就是一本应用化学的宝典。它不仅描述了对纤维进行化学接枝以引入特定功能基团的过程，还详细对比了不同改性方法的优缺点及其对纤维本体结构的影响。我了解到，通过精妙的化学修饰，原本普通的纤维可以被赋予导电性、光敏感性甚至生物活性。这种对“潜能挖掘”的探讨，让我对未来纺织材料的发展方向充满了遐想。书中的数据图表非常详尽，提供了大量的实验佐证来支持其论点，这种基于实证的写作风格极大地增强了文本的说服力。它不是空泛地描绘蓝图，而是用扎实的实验数据告诉你，这些看似不可能的功能是如何通过精密的化学调控实现的。对于希望从事功能性纺织品研发的人来说，这本书提供的理论基础和技术思路是无价之宝。

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