工科化學實驗 pdf epub mobi txt 電子書 下載2026

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isbn號碼:9787810530675

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• 化學實驗
• 工科
• 大學教材
• 實驗教學
• 化學
• 理工科
• 高等教育
• 教學參考
• 實驗指導
• 分析化學

好的，這裏為您提供一份以“工科化學實驗”之外的內容為核心，詳細構建的圖書簡介，字數控製在1500字左右。 --- 圖書名稱：《現代材料的結構、性能與應用》 簡介： 這是一部深度剖析現代工程材料科學的專著，旨在係統梳理從微觀結構到宏觀性能的演變規律，並結閤前沿應用，為讀者構建一個全麵、深入的材料世界圖景。本書不涉及基礎化學實驗操作，而是聚焦於材料科學的核心原理及其在當代工程領域中的關鍵作用。 第一部分：材料的微觀世界——結構基礎 本部分將帶領讀者深入材料的原子和晶體層麵，探究決定材料基本屬性的微觀結構。 第一章：晶體結構與缺陷工程 材料的性能往往源於其內部的排列方式。本章詳細介紹瞭金屬、陶瓷和高分子材料的常見晶體結構，如麵心立方（FCC）、體心立方（BCC）和六方最密堆積（HCP）。我們不僅會描述這些結構的幾何特徵，還將探討晶格常數、密堆積程度與材料力學性能之間的內在聯係。 重點內容包括晶體缺陷的分類與影響：點缺陷（如空位、間隙原子）、綫缺陷（位錯）和麵缺陷（晶界、孿晶界）。尤其值得關注的是，本章會詳盡分析位錯在金屬塑性變形中的核心作用，並闡述如何通過控製晶界密度來調控材料的強度和韌性。我們將引入先進的計算模擬方法（如分子動力學模擬）來可視化這些缺陷的動態行為。 第二章：電子結構與能帶理論 理解材料如何導電、導熱或絕緣，必須迴歸到其電子結構。本章基於量子力學基礎，闡述能帶理論的構建過程。我們將區分導體、半導體和絕緣體在費米能級附近電子分布的差異。 針對半導體材料，內容將深入探討本徵半導體與摻雜半導體的區彆，包括施主能級和受主能級。隨後，我們將討論金屬中的電子氣模型及其在解釋電阻率隨溫度變化規律中的應用。對於磁性材料，如鐵磁性、反鐵磁性和順磁性，本章將從電子自鏇的角度進行解析，介紹布洛渭區（Bloch Walls）和磁疇（Magnetic Domains）的概念。 第三部分：熱力學與相圖解析 材料的穩定性、相變過程及其在不同環境下的平衡狀態，是工程設計中不可或缺的知識體係。 第三章：材料熱力學與相變驅動力 本章不涉及標準化學反應的熱力學計算，而是專注於固態材料體係的自由能概念。我們討論吉布斯自由能（G）、焓（H）和熵（S）如何共同決定一個相的穩定性。重點分析固溶體的形成條件，引入拉烏爾定律（Raoult's Law）和希爾德布蘭德（Hildebrand）溶解度參數在預測閤金混溶性中的應用。 第四章：單組元與二元相圖的構建與解讀 相圖是材料科學的“導航圖”。本章詳細介紹純物質的相圖解讀，包括三相點、臨界點和亞穩相等。隨後，我們將核心篇幅用於二元閤金相圖（如Fe-C、Cu-Ni體係）的解析，重點講解杠杆定律（Lever Rule）在確定兩相區平衡組分和相含量中的應用。此外，本章還將探討共晶、共熔、包析等關鍵相變點的微觀組織演變過程，為後續的熱處理設計奠定理論基礎。 第三部分：性能導嚮——力學行為與加工工藝 材料的性能最終要在實際載荷下體現。本部分將重點研究材料在機械、熱和電磁場作用下的響應機製。 第五章：工程力學行為分析 本章超越基礎的應力應變測量，聚焦於材料的斷裂力學。我們將詳細介紹韌性斷裂與脆性斷裂的機製差異。關鍵內容包括：綫性彈性斷裂力學（LEFM）中的應力強度因子（K）和斷裂韌性（Kc），以及彈塑性斷裂力學中J積分的應用。此外，材料的疲勞行為（低周疲勞與高周疲勞）將在S-N麯綫的基礎上，結閤Paris定律進行定量分析。蠕變（Creep）作為高溫結構材料失效的重要形式，也將被納入分析範疇，重點討論拉森-米勒參數（Larson-Miller Parameter）在預測壽命中的作用。 第六章：材料的加工成形與組織控製 材料的最終性能往往是在加工過程中“定製”齣來的。本章著重闡述塑性加工（如軋製、鍛造）對金屬微觀組織的影響，特彆是加工硬化與動態/靜態迴復和再結晶現象。 對於陶瓷材料，我們將討論燒結過程中的緻密化機製，包括擴散、流變和燒結液相等。高分子材料部分，重點介紹擠齣、注塑過程中的取嚮現象，以及結晶度對聚閤物拉伸強度的影響。此外，本章還會介紹增材製造（3D打印）技術中，由於快速凝固和梯度溫度場導緻的特殊微觀結構形成與性能調控策略。 第四部分：前沿應用與功能材料 本部分將目光投嚮尖端工程領域對材料提齣的新要求，介紹具有特定功能的先進材料。 第七章：功能材料：電子與能源應用 本章聚焦於非結構材料。詳細闡述介電材料（如多層陶瓷電容器MLCC）的極化機製和擊穿強度。在能源材料方麵，我們將深入探討鋰離子電池中的正負極材料（如NMC、LFP）的晶體結構穩定性、離子擴散路徑及其循環性能。太陽能電池材料（如鈣鈦礦和薄膜矽）的吸收光譜與載流子壽命也是本章的討論重點。 第八章：智能材料與環境響應 智能材料能夠感知環境變化並作齣響應。本章介紹形狀記憶閤金（SMA）——特彆是Ni-Ti閤金——的馬氏體相變及雙嚮形狀記憶效應。壓電材料（如PZT陶瓷）的機理及其在傳感器和執行器中的應用將得到細緻的分析。此外，我們將探討自修復材料的構築策略，包括微膠囊破裂誘導的修復和基於動態共價鍵的本徵修復機製。 總結： 《現代材料的結構、性能與應用》為有誌於深入材料科學領域的工程師和研究人員提供瞭係統的理論框架和前沿的案例分析。全書邏輯嚴密，理論深度與工程實踐緊密結閤，旨在培養讀者運用跨學科知識解決復雜工程問題的能力，是材料設計與選型領域的必備參考書。

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