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出版者:Elsevier Science Health Science div

作者:Dennis Marchiori

出品人:

页数:1488

译者:

出版时间:2004-12

价格:213

装帧:HRD

isbn号码:9780323022644

丛书系列:

图书标签:

• 医学影像
• 临床医学
• 影像学
• 诊断学
• 医学教育
• 影像技术
• 病例分析
• 放射学
• 核医学
• 超声医学

《现代材料科学前沿：从微观结构到宏观性能》 内容提要 本书旨在全面、深入地探讨现代材料科学的最新进展与核心理论，涵盖了从原子尺度上的基本原理到宏观工程应用的全过程。本书结构严谨，内容翔实，特别侧重于当前备受关注的新型功能材料、先进制造技术以及材料性能的理论建模与实验表征方法。全书共分为七大部分，共二十章，旨在为材料科学、化学工程、物理学及相关领域的研究人员、工程师和高年级学生提供一本权威的参考书和深入的学习指南。 --- 第一部分：材料科学基础与微观结构 第一章：原子结构与晶体学基础的再认识 本章首先回顾了固态材料中原子排列的基本规律，重点深化了晶格缺陷理论在材料性能决定中的核心作用。详细讨论了点缺陷（空位、间隙原子、取代原子）的热力学稳定性及其对扩散过程的影响，并引入了线缺陷（位错）的几何描述与运动机制，特别是位错反应和交滑移在金属塑性变形中的定量分析。此外，对二维缺陷（晶界、孪晶界）的结构能级和能带结构影响进行了深入探讨，并结合高分辨透射电镜（HRTEM）的最新成像技术，展示了实际材料中晶界结构的原子尺度解析。 第二章：电子结构、键合与能带理论 本章聚焦于材料的电子性质。从量子力学基础出发，系统阐述了不同类型化学键（离子键、共价键、金属键、范德华力）的本质及其对材料宏观电学、光学和磁学特性的影响。重点解析了固体能带理论的构建过程，包括布洛赫定理的应用、简并态的消除，以及费米能级的确立。特别强调了拓扑绝缘体和二维材料（如石墨烯、过渡金属硫化物）的独特电子结构，如何导致反常霍尔效应和量子自旋霍尔效应的出现，这为开发下一代电子器件提供了理论支撑。 第三章：热力学与相变动力学 本章深入探讨了材料体系的热力学平衡与非平衡过程。通过吉布斯自由能最小化原理，建立了相图构建的理论框架，并详细分析了固-固相变（如马氏体转变）的无扩散机制与扩散机制的动力学差异。引入了成核与长大理论（经典成核理论、密度泛函理论辅助的模拟），并结合非平衡热力学，探讨了快速凝固、非晶化过程中的过冷度效应和结构弛豫现象。 --- 第二部分：先进无机材料 第四章：高性能陶瓷及其结构-性能关系 本章关注结构陶瓷和功能陶瓷。结构陶瓷部分，侧重于氧化物（氧化铝、氧化锆）和非氧化物（碳化硅、氮化硅）的超强韧化机制，包括晶界设计、纤维增韧与复合化策略。功能陶瓷部分，详细讨论了铁电体、压电体（PZT族材料）的畴结构与电场响应，以及离子导体（如氧化钇稳定氧化锆，YSZ）中氧离子传输的机制，为燃料电池和固态电池电解质的设计提供了依据。 第五章：半导体材料的器件级优化 本章聚焦于集成电路和光电子领域的核心半导体材料。除了硅基材料的最新进展，重点介绍了第三代半导体（GaN, SiC）在功率电子学中的应用，分析了其高禁带宽度带来的优势与界面缺陷控制的挑战。光电材料方面，深入剖析了钙钛矿材料在光伏领域的快速发展，探讨了其本征缺陷（如碘空位、甲脒空位）对长期稳定性的影响，并介绍了钝化技术。 第六章：磁性材料与自旋电子学 本章阐述了顺磁性、抗磁性、铁磁性、反铁磁性及亚铁磁性的微观起源。重点讨论了稀土永磁材料（NdFeB）的磁畴结构、矫顽力的来源及其高温性能的限制。在自旋电子学部分，详细介绍了巨磁阻（GMR）和隧道磁阻（TMR）效应的物理机制，并讨论了斯格明子（Skyrmion）作为下一代存储媒介的潜在优势与拓扑稳定性。 --- 第三部分：聚合物与软物质材料 第七章：高分子结构与构象动力学 本章从统计力学角度解析了聚合物链的构象统计，如理想链模型、韦林模型。深入讨论了玻璃化转变温度（Tg）的分子运动机制，包括自由体积理论和冯·卡门理论的适用性。针对结晶聚合物，详细分析了球晶的形成、生长与相互交织对外力响应的影响。 第八章：高性能与智能高分子复合材料 本章聚焦于纤维增强复合材料（如碳纤维/环氧树丁）的界面粘接机理和力学性能的各向异性分析。智能高分子部分，着重介绍了形状记忆聚合物（SMPs）的热触发和光触发响应机制，以及导电聚合物（如PEDOT:PSS）的电荷传输网络构建，及其在柔性电子中的应用。 第九章：液晶、凝胶与生物软物质 本章扩展了对软物质的理解。液晶部分，区分了向列相、层列相和柱状相的序参量和配向动力学。凝胶部分，探讨了物理交联与化学交联凝胶的网络结构、溶胀行为和粘弹性。生物软物质方面，简要介绍了细胞外基质（ECM）的组装过程及其对细胞行为的引导作用。 --- 第四部分：先进制造与材料加工 第十章：增材制造（3D打印）中的材料挑战 本章专门讨论了在选择性激光熔化（SLM）、电子束熔化（EBM）等增材制造技术中，材料面临的特殊问题。重点分析了快速加热/冷却速率下产生的微观组织演化（如枝晶间距、残余应力），以及由此导致的孔隙率、表面粗糙度和力学性能的各向异性问题。 第十一章：薄膜沉积技术与界面工程 本章涵盖了物理气相沉积（PVD，如溅射、蒸发）和化学气相沉积（CVD）的核心原理。重点讨论了如何通过控制生长条件（基底温度、气体分压）来调控薄膜的晶态结构、应力状态以及厚度梯度。界面工程部分，探讨了异质结的应变工程、缓冲层设计及其在光电器件中的关键作用。 第十二章：材料的塑性加工与组织调控 本章回归传统加工技术，如轧制、锻造与挤压。详细分析了在复杂应变路径下，材料内部位错密度、亚晶粒结构的变化。着重介绍了动态再结晶（DRX）和静态再结晶（SRX）的动力学模型，以指导热机械加工过程的工艺窗口设计。 --- 第五部分：材料的表征技术 第十三章：结构分析的电子显微学 本章专注于先进的电子显微技术。除了高分辨透射电镜（HRTEM）和扫描透射电镜（STEM）在原子分辨率成像上的应用外，重点介绍了利用衍射成像（SAD, CBED）确定晶体学信息，以及利用能量色散X射线谱（EDS）和电子能量损失谱（EELS）进行元素分析和化学态判定的定量方法。 第十四章：光谱学与化学成分分析 本章阐述了X射线光电子能谱（XPS）、俄歇电子能谱（AES）和拉曼光谱在材料表面化学分析中的应用。特别强调了XPS在确定元素价态和化学环境方面的优势，以及拉曼光谱在识别晶体对称性、声子模式和应力分布上的独特价值。 第十五章：力学性能测试与损伤评估 本章系统介绍了从宏观到微观尺度的力学测试方法。包括拉伸、压缩、蠕变和疲劳测试的标准流程与数据解读。微观力学部分，详细讨论了原子力显微镜（AFM）的探针力学测量、纳米压痕技术及其在测量薄膜硬度和粘附力中的应用，并引入了断裂韧性与损伤容限的评估标准。 --- 第六部分：功能材料的深入探索 第十六章：纳米材料的量子限域效应 本章深入探讨了量子点、纳米线和纳米片等零维、一维材料的特性。重点分析了尺寸效应（Quantum Confinement Effect）如何导致光学带隙和发射波长的大幅调控，并讨论了表面原子对催化活性和稳定性（如等离激元共振）的关键影响。 第十七章：能源存储材料：电池与超级电容器 本章聚焦于电化学储能领域。锂离子电池部分，深入分析了正极（NMC, LFP）的嵌入/脱嵌机理、负极（石墨、硅基）的体积膨胀问题，以及固态电解质的界面阻抗。超级电容器方面，对比了电双层电容和法拉第赝电容材料的机理与能量密度瓶颈。 第十八章：光电转换与热电材料 本章探讨了能量转换材料。光伏材料部分，侧重于材料吸收光谱的优化和电荷分离效率。热电材料方面，详述了ZT值（塞贝克系数、电导率、热导率）的综合优化策略，如通过引入纳米结构散射声子以降低热导率，同时保持高电导率。 --- 第七部分：材料的模拟与设计 第十九章：计算材料学：从DFT到分子动力学 本章介绍了现代计算方法在材料设计中的应用。密度泛函理论（DFT）部分，用于精确计算基态结构、电子结构和反应能垒。分子动力学（MD）部分，用于模拟原子尺度的时空演化，特别是扩散过程、位错运动和高分子链弛豫。重点阐述了如何构建可靠的势函数以保证模拟的准确性。 第二十章：多尺度建模与人工智能辅助设计 本章总结了材料设计的新范式。讨论了如何将微观模型（如晶体塑性学）与宏观有限元分析（FEA）进行耦合的多尺度模拟方法。最后，引入了机器学习（ML）和深度学习（DL）在材料数据库挖掘、性能预测和新材料快速筛选中的前沿应用，展示了数据驱动材料科学的未来方向。 --- 总结 《现代材料科学前沿：从微观结构到宏观性能》力求在理论深度和前沿广度上达到平衡，为读者提供一套连贯且高度专业化的知识体系，以应对二十一世纪材料科学领域日益复杂的挑战。全书配有大量的图表、实例分析和参考文献，是该领域研究与教学不可或缺的工具书。

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这本书的封面设计就足够吸引我了，深邃的蓝色背景搭配着简洁的银色字体，透着一种专业与权威感，让人一看就想翻开细读。我最看重的是它在理论深度与临床实用性之间的平衡。很多影像学书籍往往过于学术化，读起来像是在啃枯燥的教科书，而有些则又过于 superficial，仅仅罗列一些常见的影像表现，对于复杂的病例根本无从下手。我希望这本书能在我探索未知疾病的影像学特征时，提供扎实、可靠的理论支撑，同时又能在我实际工作中遇到疑难杂症时，给我清晰的诊断思路和鉴别诊断的指引。比如，在面对一个复杂腹部影像时，我希望能快速回忆起相关解剖结构、病理生理机制，并能够根据影像学的细微线索，一层层剥离，最终锁定最可能的诊断。这本书是否能做到这一点，是我最为期待的。而且，我特别喜欢那些带有丰富病例图片的书籍，因为影像学最终还是要回归到图像本身，能够看到不同疾病在不同模态下的真实表现，对于提升我的影像判读能力至关重要。我希望这本书能够收录大量高质量、多模态的影像图片，并且配有详尽的文字描述，能够引导我理解图片中的关键征象，甚至是一些容易被忽略的细节。

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老实说，我之前读过不少关于医学影像的书籍，有些真的让我受益匪浅，有些则感觉像是浪费了时间和精力。我最担心的是这本书的内容是否足够新颖和前沿。医学影像技术日新月异，新的模态、新的造影剂、新的图像处理技术层出不穷，如果一本书的内容还停留在几年前，那在当前的临床实践中可能已经有些滞后了。我期望这本书能够涵盖最新的人工智能在影像诊断中的应用，或者在特定疾病的早期影像学诊断方面有哪些突破性的进展。当然，这并不意味着我不需要基础知识，但如果能在扎实的基础之上，再深入探讨一些当前的热点和难点问题，那这本书的价值就大大提升了。我希望它能成为我学习新知识、更新观念的窗口，而不是仅仅重复我已知的内容。另外，我非常看重作者的专业背景和权威性。一本由资深影像专家撰写并得到广泛认可的书籍，其内容的可信度和实用性都会更高。如果这本书的作者团队有在顶尖医疗机构的临床经验，并且在相关领域有深入的研究，那我会更加放心地将它作为我的首选参考书。

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我一直对影像学在疾病诊断和治疗监测中的重要性深感着迷，尤其是那些能够“看见”身体内部奥秘的影像技术。我购买这本书的初衷，是希望能够更深入地理解各种影像模态（如CT、MRI、超声、PET-CT等）的优势和局限性，以及它们在不同临床场景下的最佳应用。我渴望了解不同模态之间如何相互补充，共同为临床提供最全面的信息。比如，在某些情况下，单独使用一种模态可能不足以明确诊断，而结合多种模态的影像信息，往往能得出更精确的结论。我希望这本书能详细阐述这一点，并提供一些经典的联合应用案例。另外，对于一些复杂的影像表现，比如影像上的“伪影”或者一些难以区分的病变，我希望这本书能提供一些解决之道，帮助我避免误判。我期待这本书能成为我的“影像百科全书”，在遇到任何影像学上的疑问时，都能从中找到答案，并学到更高级的判读技巧。

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作为一名对医学影像学充满好奇心的非专业读者（或是一位在不同领域探索的跨界学习者），我更看重的是这本书能否用一种通俗易懂、引人入胜的方式来介绍复杂的影像学知识。我可能没有深厚的医学背景，但我渴望了解影像学是如何帮助医生“看见”疾病的，以及它在现代医学中的关键作用。我希望这本书能够用生动的语言，结合精彩的图片，讲述一个个关于影像诊断的“故事”。例如，通过一个真实的病例，展示影像医生是如何从蛛丝马迹中发现病灶，如何通过影像学分析来指导治疗，最终帮助患者恢复健康。我期待这本书能够激发我对医学影像学的兴趣，让我感受到这项技术的神奇与伟大。如果这本书能够适当地穿插一些历史故事，介绍影像学发展的里程碑，或者采访一些影像学领域的先驱，那我会觉得更加有趣和有价值。我不想被枯燥的术语和复杂的图表淹没，而是希望能够在一个引人入胜的叙事中，慢慢领略影像学的魅力。

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对于我这种临床经验尚浅的年轻医生来说，一本好的影像学书籍就如同是一位循循善诱的良师益友。我最渴望的是这本书能够提供清晰、易懂的诊断流程和鉴别诊断方法。在面对一个陌生的影像表现时，我常常感到无从下手，不知道该从何处着手分析。我希望这本书能够提供一个系统性的思路，例如，当我们在胸片上发现一个结节时，该如何评估它的良恶性？是关注它的边界、密度、形态，还是与周围组织的毗邻关系？一本好的书应该能够清晰地列出这些需要考虑的因素，并提供相应的鉴别诊断列表。此外，我希望这本书能够注重对影像征象的深入解读，而不仅仅是简单的罗列。例如，为什么某种病理改变会在影像上呈现出特定的征象？这种征象背后隐藏着怎样的生理或病理机制？能够理解这些深层次的原因，才能真正做到举一反三，在面对不常见的表现时也能有所判断。如果这本书能提供一些“秘籍”或者“窍门”，帮助我快速捕捉关键信息，那更是锦上添花了。

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