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出版者:化学工业

作者:周志高

出品人:

页数:186

译者:

出版时间:2005-6

价格:20.00元

装帧:

isbn号码:9787502569570

丛书系列:

图书标签:

• 有机化学
• 化学实验
• 大学教材
• 实验教学
• 有机化合物
• 化学分析
• 实验技能
• 高等教育
• 理学
• 教学参考书

现代材料科学导论 第一章：材料的微观结构与性能基础 本章深入探讨了材料科学的核心——物质的微观结构如何决定其宏观性能。我们将从晶体学基础入手，详细解析金属、陶瓷和聚合物的晶格结构、晶界以及缺陷对材料力学性能（如强度、硬度、韧性）的显著影响。内容涵盖点缺陷、线缺陷（位错）和面缺陷的形成机制及其在塑性变形和断裂过程中的作用。随后，我们将介绍非晶态材料的结构特征，如玻璃态转变温度（Tg），并讨论热力学和动力学原理在理解材料相变过程中的关键地位。 第二章：金属材料的制备与加工 本章聚焦于工程应用中最广泛的金属材料。我们将系统阐述金属的熔炼、铸造技术，从传统的砂型铸造到先进的精密铸造和快速凝固技术。随后，详细剖析金属的塑性加工原理，包括轧制、锻造、拉拔和挤压等过程对材料微结构和性能的重塑作用。重点讨论加工硬化、再结晶和晶粒细化等关键冶金现象，以及热处理工艺（如退火、正火、淬火和回火）如何精确调控金属的微观组织，以实现所需的机械性能组合。此外，本章还将介绍高性能合金的设计理念，例如高熵合金和先进高强钢的研发进展。 第三章：陶瓷材料的科学与工程 陶瓷材料因其优异的耐高温性、耐腐蚀性和电学性能，在尖端技术领域扮演着不可替代的角色。本章首先区分结构陶瓷（如氧化铝、碳化硅）和功能陶瓷（如铁电体、压电体）。在制备方面，我们将详细讲解粉体制备技术（如溶胶-凝胶法、共沉淀法），生坯成型技术（如干压、流延、注射成型）以及高精度烧结过程。烧结过程的理论分析，包括致密化机理、液相烧结与固相烧结的差异，是本章的重点。同时，我们将探讨陶瓷的断裂韧性提升策略，如晶须增强和纤维增韧技术，以及陶瓷涂层的应用。 第四章：聚合物科学与工程 本章全面覆盖了合成高分子材料的化学结构、分子间作用力及其对宏观行为的影响。我们将深入研究聚合反应的类型（如缩聚、加聚、开环聚合）及其动力学控制。分子量、分子量分布以及链结构（线性、支化、交联）如何决定聚合物的机械性能、粘度和加工特性，将被详尽阐述。本章还包括对热塑性塑料和热固性塑料的特性对比分析，以及弹性体、纤维和复合材料基体的特殊性能研究。重点内容还包括聚合物的流变学行为，以及注塑、挤出和吹塑等主要的成型工艺。 第五章：复合材料的结构设计与性能优化 复合材料是实现材料性能“取长补短”的关键技术。本章系统介绍了不同类型的复合材料：纤维增强复合材料（如玻璃纤维、碳纤维）、颗粒增强复合材料和层状复合材料。我们将运用力学模型（如混合律、Lamé模型）来预测纤维取向和体积分数对复合材料各向异性的宏观性能影响。重点分析界面粘结的重要性，界面区的微观结构如何影响载荷传递效率和整体耐久性。本章还将探讨先进制造技术，如树脂传递模塑（RTM）和纤维缠绕成型技术，以及用于评估复合材料损伤和疲劳寿命的无损检测方法。 第六章：功能材料与器件应用 本章将目光投向那些具备特定电、磁、光、热功能的先进材料。我们将探讨半导体材料的能带理论、掺杂效应及其在集成电路中的应用。磁性材料部分，将分析软磁材料（如坡莫合金）和硬磁材料（如稀土永磁体）的磁滞回线与微观结构的关系。在光学材料方面，我们将研究透明陶瓷、光纤的传输原理以及非线性光学材料。电化学材料作为能源存储的核心，本章将详细介绍锂离子电池中的电极材料和电解质的最新发展，以及燃料电池材料的催化机制。 第七章：材料的腐蚀与防护 材料的失效是工程实践中必须面对的严峻挑战。本章从电化学原理出发，深入剖析金属在湿热环境中的腐蚀机理，包括电化学腐蚀、应力腐蚀开裂（SCC）和高温氧化。我们将分类讨论不同介质（酸、碱、盐水）对材料的选择性腐蚀行为。在防护方面，本章介绍多样化的防护技术，包括阴极保护法、牺牲阳极法、惰性涂层技术（如重防腐涂料、搪瓷）、转化膜技术以及表面改性技术，如渗碳和离子注入。 第八章：材料的测试、表征与计算模拟 本章旨在介绍现代材料科学研究中不可或缺的实验和理论工具。在表征方面，详细讲解结构分析（X射线衍射XRD、透射电子显微镜TEM/SEM）、化学成分分析（能谱EDS、X射线光电子能谱XPS）和性能测试（万能试验机、动态热机械分析DMA、差示扫描量热DSC）。本章还引入计算材料学的概念，介绍利用第一性原理计算（DFT）和分子动力学模拟（MD）来预测材料性质、理解原子尺度行为的方法，以及有限元分析（FEA）在宏观结构力学分析中的应用。 附录：材料性能数据库与标准规范简述

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这本书的语言风格非常独特，它不像传统学术著作那样刻板严肃，反而带有一种老派英式幽默的严谨。作者似乎非常善于用类比来解释复杂的概念，使得原本晦涩难懂的部分变得生动有趣。比如，在描述某些催化剂的活性位点时，他竟然将其比喻成一个“只对特定贵宾开放的私人俱乐部”，强调了底物特异性的重要性。这种拟人化的描述，极大地降低了初学者的心理门槛。更难得的是，虽然语言轻松，但专业术语的准确性丝毫不受影响。我经常在阅读一些复杂的分离纯化章节时，会不自觉地笑出声来，但笑完之后，相关的知识点却牢牢地印在了脑海里。这种寓教于乐的写作方式，绝对是提升学习兴趣的法宝，让我在连续实验十几个小时后依然能保持专注。

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说实话，这本书的“实战性”是我最看重的一点，它真正体现了“在错误中学习”的精髓。作者非常坦诚地列举了许多常见的实验“陷阱”——那些教科书上绝口不提，但一旦发生就会让你前功尽弃的细节。例如，关于重结晶操作，它不仅给出了溶剂配比，还特别指出：如果原料含有微量高沸点杂质，使用加热回流时间过长可能导致产物分解，给出了一种低成本的解决方案——在降温过程中缓慢加入少量“良溶剂”来诱导结晶。这些都是只有经历过无数次失败的资深实验人员才能总结出来的“江湖经验”。这种近乎“防呆”的设计，极大地提高了我的实验成功率，减少了试剂的浪费，让我的毕业设计进度得以顺利推进。这本书简直就是我的“秘密武器”，一个可以随时查阅的、充满智慧的导师。

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这本书的理论深度和广度，完全超出了我对“实验手册”的预期。它不仅仅是告诉你“怎么做”，更深入地剖析了“为什么是这样”。比如，在讲解薄层色谱（TLC）的分离机理时，作者没有停留在简单的极性差异描述上，而是详细探讨了固定相与流动相之间范德华力、氢键等相互作用的精细平衡，甚至引用了最新的动力学模型来解释斑点拖尾的现象。这种对底层原理的穷追不舍，让我在复习基础化学反应，比如亲电取代或自由基反应时，有了一种全新的、更坚实的理解基础。我感觉我不再是一个机械操作的实验员，而更像是一个能够预判反应走向的化学家。读完后，我回去翻看以前那些只知其然不知其所以然的教科书章节，顿时豁然开朗，这本书像是为我的化学知识打上了一层高强度的“镀膜”，坚固又耐用。

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关于安全和规范的部分，这本书的处理方式达到了行业最高标准，甚至可以说超越了一般高校实验室的要求。它没有采用那种简单粗暴的“戴手套、戴眼镜”的口号式警告，而是系统性地构建了一个风险评估框架。对于每一种高风险试剂，如强酸、易燃液体乃至某些毒性气体，都详细列出了其GHS分类标签、急救措施，以及最重要的——“替代方案”。尤其值得称赞的是，它对废弃物处理的章节极为详尽，区分了卤代有机物、非卤代有机物、重金属废液等，并提供了符合最新环保法规的分类和临时储存指引。这本书真正教会我的是一种负责任的科研态度，它让我明白，一个合格的化学家，其专业素养不仅体现在产率上，更体现在对环境和自身安全的绝对尊重上。这部分内容，我愿意给满分。

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这本书的排版和插图简直是一场视觉盛宴！那种精心设计的分子结构图，每一个键、每一个原子都清晰可见，色彩搭配也极其考究，让人在学习枯燥的化学原理时，心情都变得愉悦起来。尤其是那些实验步骤的流程图，逻辑性极强，用图形化的方式把复杂的合成路线展示得明明白白，即便是初次接触有机合成的新手，也能迅速把握住关键的转化点。我记得有一次，我在模拟一个复杂的酯化反应，书里关于温度控制和催化剂用量的微小提示，简直是点睛之笔，让我避免了产率低下的尴尬局面。书中的纸张质感也很好，拿在手里沉甸甸的，完全不像那些廉价的教材，感觉像是收藏品。作者在细节上的把控，体现出对读者体验的深度尊重，阅读的过程本身就是一种享受，而不是任务。这种对美学的追求，在技术性书籍中实在难得。

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