化学基础学习指导与评价

化学基础学习指导与评价 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

出版者:中国和平出版社
作者:刘晨明
出品人:
页数:0
译者:
出版时间:2004-10-01
价格:19.0
装帧:
isbn号码:9787811020861
丛书系列:
图书标签:
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具体描述

《材料科学导论:从微观到宏观的探索》 内容提要: 本书全面系统地介绍了材料科学的基本概念、研究方法和应用领域,旨在为读者构建一个坚实的材料科学知识框架。全书内容涵盖材料的分类、结构、性能、制备与加工以及材料在现代工程中的应用。重点突出了微观结构与宏观性能之间的内在联系,强调了材料设计与性能调控的原理与实践。 第一部分:材料科学基础与分类 第一章:材料科学的基石 本章首先阐述了材料科学在现代科技发展中的核心地位,界定了材料科学的研究范畴及其与其他学科(如物理学、化学、工程学)的交叉融合。详细解析了理解材料行为所需的基本物理和化学原理,包括原子键合理论(离子键、共价键、金属键、范德华力)对材料宏观性质的决定性影响。引入了晶体学基础知识,包括晶体结构、晶胞、晶面指数(密勒指数)的概念及其在描述材料内部有序排列中的重要性。 第二章:主要材料家族概览 本章对当今工程应用中最为重要的四大类材料进行了深入的分类与介绍:金属材料、陶瓷材料、高分子材料以及复合材料。 金属材料: 重点介绍晶体结构、晶体缺陷(点缺陷、线缺陷、面缺陷)对机械性能(如塑性、强度)的影响。探讨了纯金属和合金(如铁碳合金——钢铁)的相图原理,以及固溶强化、沉淀强化等强化机制。 陶瓷材料: 阐述了陶瓷的离子性和共价性键合特征,解释了其高硬度、耐高温、耐腐蚀但脆性的原因。覆盖了氧化物、非氧化物陶瓷的典型代表及其制备工艺的独特性。 高分子材料: 深入解析聚合物的微观结构,包括链结构、分子量分布、构型和构象。详细描述了热塑性塑料和热固性树脂的性能差异,以及交联度和结晶度对材料力学性能的影响。 复合材料: 作为一类新兴的结构材料,重点介绍其组成(基体与增强相)及其界面作用。分析了纤维增强复合材料(如碳纤维增强环氧树脂)的各向异性力学行为。 第二部分:材料的结构与性能 第三章:材料的微观结构表征 本章聚焦于如何“看清”材料的内部结构。详细介绍了结构分析的关键技术: 衍射技术: 深入讲解X射线衍射(XRD)的原理及其在确定晶相、晶格常数和晶粒尺寸方面的应用。 显微成像技术: 对比扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)的成像原理和应用范围,特别关注如何利用高分辨TEM观察晶界和位错等微观缺陷。 光谱分析: 介绍能量分散X射线光谱(EDS)和波长色散X射线光谱(WDS)在元素定性和定量分析中的作用。 第四章:热力学与相变动力学 材料的制备和使用过程往往伴随着热力学驱动的相变。本章系统阐述了材料的热力学基础,包括吉布斯自由能、化学势在相平衡中的作用。详细分析了扩散现象,介绍Fick定律,探讨温度、浓度梯度对扩散速率的影响。重点讲解了形核与长大理论,解释了冷却速率如何控制微观组织(如奥氏体分解产物)的形成,这是理解热处理工艺的关键。 第五章:力学性能的深度解析 本章是材料性能研究的核心。 弹性与粘弹性: 区分弹性形变(可逆)与粘性形变(不可逆),引入胡克定律、杨氏模量、泊松比等弹性常数。针对高分子和生物材料,详细讨论粘弹性行为,包括蠕变和应力松弛现象。 塑性与断裂: 深入探讨金属材料的塑性变形机制,即位错的运动与交互作用。阐述了韧性与脆性的区别,引入关键的断裂力学概念,如应力强度因子(K)、断裂韧性($K_{IC}$)以及Paris定律在疲劳裂纹扩展分析中的应用。 疲劳与蠕变: 详细分析循环载荷下的材料失效模式——疲劳,讲解S-N曲线的构建与解读。在高温应用中,分析蠕变(在恒定载荷和高温下发生的缓慢塑性变形)的机制和寿命预测。 第六章:电学、磁学与光学性能 本章扩展了材料科学的应用领域,聚焦于功能材料: 电学性能: 从能带理论出发,解释导体、半导体和绝缘体的区别,重点分析半导体的本征与杂质激发载流子行为,介绍PN结的基本原理。 磁学性能: 区分抗磁性、顺磁性和铁磁性。深入探讨磁畴结构、磁滞回线,并介绍软磁材料与硬磁材料在电机和存储设备中的应用。 光学性能: 讨论材料对光的吸收、透射和反射机制,介绍透明陶瓷、光纤和液晶材料的工作原理。 第三部分:材料的制备、加工与应用 第七章:材料的制备与合成技术 本章关注如何从原材料获得具有特定性能的材料成品: 金属与陶瓷的成型: 介绍铸造、锻造、烧结(粉末冶金)等经典工艺,强调烧结过程中致密化与晶粒生长的控制。 高分子合成与加工: 涵盖聚合反应的类型(逐步/连锁),以及注塑、挤出、吹塑等重要的热塑性材料加工方法。 薄膜与表面工程: 介绍真空沉积技术(如溅射、蒸发)在制备半导体器件和防护涂层中的应用。 第八章:材料的连接与表面改性 探讨如何将不同材料或同一材料部件可靠地连接起来,以及如何优化材料表面性能: 连接技术: 详细分析焊接、钎焊、粘接的物理化学过程,以及它们对界面微观结构和力学性能的潜在影响。 表面改性: 介绍热处理、离子注入、化学气相沉积(CVD)等技术如何提高材料的耐磨性、耐腐蚀性或电学特性。 第九章:材料在现代工程中的前沿应用 本章展望材料科学在未来技术中的作用: 能源材料: 介绍锂离子电池电极材料的设计原则、太阳能电池光伏材料的性能要求,以及燃料电池的关键电解质材料。 生物医用材料: 讨论植入物(如钛合金、羟基磷灰石)对生物相容性和生物活性的要求,以及组织工程支架材料的结构设计。 智能与响应性材料: 介绍形状记忆合金(SMA)、压电材料和自修复材料的工作机理及其在传感器和执行器中的潜力。 结语:材料设计的新范式 总结材料科学从“发现材料”到“设计材料”的转变,强调计算材料学、高通量实验方法在加速新材料研发中的重要性,展望材料科学未来在可持续发展和极端环境应用中的挑战与机遇。 --- 本书特色: 本书结构严谨,逻辑清晰,注重理论深度与工程实践的结合。每章末尾附有深入思考题和典型案例分析,帮助读者巩固知识并培养解决实际工程问题的能力。适用于材料科学、化学工程、机械工程、物理学等相关专业本科生及研究生作为教材或参考书。

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读后感

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用户评价

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这本书的语言风格也十分平易近人,没有使用过多的晦涩难懂的专业术语,或者即使使用了,也会在第一时间进行详细的解释。这一点对于那些对化学感到恐惧的初学者来说,无疑是一剂“强心针”。我曾经在阅读某些国外翻译过来的化学教材时,因为语言障碍而感到沮丧,很多时候需要反复查阅词典才能理解句子的意思,这极大地影响了学习的连贯性。但是在这本书中,我感受到了作者的良苦用心,他们用最简洁、最明了的语言,将复杂的化学原理“翻译”成大家都能理解的语言。例如,在讲解氧化还原反应的时候,它用了“得失电子”这个通俗易懂的词语来帮助理解,而不是一开始就使用“氧化态”等概念。这种“接地气”的讲解方式,让我觉得化学学习不再是遥不可及的学术殿堂,而是能够融入日常生活,甚至与我们身边的事物产生联系的科学。

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这本书的“指导”部分,我认为是其最大的亮点之一。它并没有将学习过程简单化,而是充分考虑到了学习者可能遇到的各种困难和误区。例如,在讲解化学键的形成时,它不仅阐述了离子键和共价键的区别,还深入分析了为什么某些元素倾向于形成离子键,而另一些则形成共价键,以及极性共价键的概念是如何产生的。更重要的是,它针对这些容易混淆的概念,提供了大量的练习题和变式题,并且在解答中附带了详细的解析,指出常见的错误思路。我曾经在学习这个部分的时候,常常会混淆电负性的强弱与键的极性之间的关系,但是通过这本书的讲解和练习,我能够更清晰地辨析它们之间的联系,并且能够根据电负性的大小预测化学键的性质。这种“有的放矢”的练习方式,让我感觉自己不仅仅是在做题,更是在巩固和深化对知识的理解,从而能够举一反三,应对更多不同形式的题目。

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坦白说,在开始使用这本书之前,我对化学学习是有些畏惧的。总觉得它是一门枯燥、抽象的学科,充斥着各种公式和符号,让人望而生畏。但是,在深入阅读并完成其中的练习和测试之后,我的这种看法已经发生了巨大的转变。这本书不仅仅是一本学习资料,更像是一位循循善诱的老师,它用耐心和智慧,一点点地为我揭开了化学世界的神秘面纱,让我看到了化学背后蕴含的逻辑之美和规律之妙。它让我明白,化学并非冰冷的科学,而是与我们生活息息相关的、充满活力的学科。通过这本书,我不仅掌握了化学基础知识,更重要的是,我培养了对化学的兴趣,以及独立思考和解决问题的能力,这对我未来的学习生涯,乃至整个人生,都将产生深远的影响。

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这本书的图表运用也非常出色。化学是一门与物质性质、结构、变化紧密相关的学科,而图表则是表达这些信息最直观、最有效的方式之一。这本书中的插图和图表,不仅数量多,而且质量很高。无论是分子结构的示意图,还是反应机理的流程图,亦或是实验装置的简图,都绘制得非常清晰、准确。例如,在讲解同分异构体的时候,书中提供了大量的立体结构图,帮助我们直观地理解分子空间构型的不同,以及这种不同是如何影响物质性质的。又或者在讲解化学平衡的时候,用动态的箭头图来表示正逆反应速率的变化,让我们能够更深刻地理解平衡状态的含义。这种“图文并茂”的学习方式,极大地提升了我的学习效率,让我能够更快地抓住知识的重点和难点。

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这本书的封面上“化学基础学习指导与评价”这几个字,当初看到的时候就让我眼前一亮。我一直觉得化学这门学科,虽然重要,但对于初学者来说,入门阶段的引导至关重要。很多时候,我们掌握了基础的化学概念,后续的学习就会变得事半功倍,反之,如果基础不牢,很多复杂的反应原理、分子结构就如同空中楼阁,难以理解。因此,我一直期待能有一本能够系统地梳理化学基础知识,并且能够帮助我们检验学习效果的指导书籍。这本书的名字恰好满足了我的需求,它不仅仅是提供知识,更强调了“指导”和“评价”这两个核心功能。我想,这 Eau de Parfum (EDP) 的概念,就像是化学中的“纯度”和“效力”,好的指导能够让学习的“香气”更浓郁,评价则能精准地判断“成分”是否到位,是否达到了预期的“效果”。我希望这本书能够做到这一点,让我这个在化学道路上摸索的“新手”,能够有一个清晰、科学的学习路径,并且在前进的每一步都能得到有效的反馈,从而建立起坚实的化学基础。我非常期待这本书能够帮助我克服学习过程中的困惑,让我对化学产生更深的兴趣和理解,而不是仅仅停留在死记硬背的层面。

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从整体来看,这本书的“指导”与“评价”是相辅相成的。指导部分为我提供了清晰的学习路径和有效的学习方法,而评价部分则帮助我检测学习效果,发现不足,并进行有针对性的改进。这种良性的循环,让我能够高效地推进我的化学学习。我曾经尝试过只关注知识的学习,却忽视了练习和测试,结果发现自己虽然知道了很多概念,但在实际运用时却感到力不从心。而这本书的结构设计,能够很好地避免这种情况的发生。它让我知道,学习不仅仅是“输入”,更重要的是“输出”和“反馈”,只有通过不断的练习和评价,才能真正地掌握一门学科,并对其产生深刻的理解。

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我特别喜欢书中关于化学史的穿插介绍。虽然这本书的主旨是学习指导与评价,但作者并没有忽略化学这门学科的“人文”属性。在介绍一些重要的化学概念时,比如道尔顿的分压定律,又或者是拉瓦锡关于质量守恒的实验,都会穿插讲述相关的历史背景和科学家的故事。这些故事不仅能够增加阅读的趣味性,更重要的是,它们能够帮助我们理解这些科学定律是如何被发现、被证实的,以及当时的科学研究环境是怎样的。这让我觉得,化学的发展并非一蹴而就,而是无数科学家们经过无数次的实验、思考、辩论才逐渐完善起来的。这种对科学探索精神的展现,能够极大地激发我的学习热情,让我意识到,科学的进步离不开每一个科学家的坚持和努力,而我也希望能从中汲取力量,在自己的学习道路上不断前行。

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拿到这本书后,我首先被它严谨的排版和清晰的目录结构所吸引。作为一本学习指导类书籍,内容的可读性和条理性直接影响到学习效率。这本书在这一点上做得相当出色,每一章都围绕着一个核心的化学概念展开,并且在章节内部,知识点的呈现逻辑清晰,由浅入深,过渡自然。我尤其欣赏的是它对于一些抽象概念的具象化解释。例如,在讲解原子结构的时候,这本书并没有仅仅停留在轨道、能级这样的理论描述,而是通过生动形象的比喻,甚至是一些简单的实验演示(当然,是以文字描述和图示为主),来帮助我们理解电子的运动状态以及不同轨道之间的能量差异。这种“可视化”的学习方式,对于我这样更偏向形象思维的学习者来说,简直是福音。它不像有些教材那样,上来就抛出大量的公式和符号,让我感到无从下手,而是循序渐进,引导我一步步地去理解化学的本质。这种“润物细无声”的教学方式,让我觉得学习化学不再是枯燥乏味的背诵,而是一个探索和发现的过程,充满了趣味性和成就感。

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“评价”功能也是这本书不可或缺的一部分。学习的最终目的,是为了检验学习成果,并且能够及时发现自己的不足。这本书在这方面做得非常到位。每一章节的末尾都配有“章节测试”,这些测试题的难度和题型都经过精心设计,能够全面地考察本章所学知识。我曾经尝试过做一些其他的参考书,发现它们的测试题要么过于简单,要么难度跳跃太大,不能很好地反映学习的真实情况。而这本书的测试题,则与教材的难度相当,并且涵盖了概念理解、公式运用、化学方程式的书写和配平、化学计量计算等多个方面。更让我惊喜的是,在测试题之后,它还提供了详细的答案解析,不仅给出正确答案,还会针对错误选项进行分析,指出学生可能犯的错误类型。这对于我来说,就像是拥有了一位私人教师,能够及时为我的学习表现“把脉”,让我清楚地知道自己在哪些方面掌握得好,哪些方面还需要加强,从而进行更有针对性的复习。

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我发现这本书的“评价”部分,不仅仅是简单的选择题或填空题,它还包含了一些开放性的问题,比如要求解释某个化学现象的原因,或者设计一个简单的实验方案来验证某个化学原理。这种题型非常有挑战性,但也非常能够锻炼我的思维能力和解决问题的能力。我曾经在做这类题目的时候,需要结合书本上的知识,进行逻辑推理和分析,并且用自己的语言来组织答案。在这个过程中,我不仅巩固了所学的知识,还锻炼了自己的表达能力和批判性思维。每一次完成这类题目,都让我感到非常有成就感,因为我知道,我不仅仅是在记忆知识,更是在真正地理解和运用知识,这对于培养我的科学素养非常有帮助。

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