Materials Processing in Magnetic Fields pdf epub mobi txt 电子书下载 2026

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出版者:World Scientific Pub Co Inc

作者:Schneider-Muntau, Hans J. (EDT)/ Wada, Hitoshi (EDT)

出品人:

页数:373

译者:

出版时间:2005-9

价格:$ 199.00

装帧:HRD

isbn号码:9789812563729

丛书系列:

图书标签:

材料加工
磁场
磁力加工
金属材料
物理冶金
材料科学
先进制造
表面处理
磁流体
电磁场

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具体描述

Processing in magnetic fields is a rapidly expanding research area with a wide range of promising applications in materials science, development and design. Numerous research centers dedicated to materials research and processing in magnetic fields have been created around the world. This volume brings together contributions from these centers to review the most recent activities in this field. The papers in this book cover a broad spectrum of research of the effects on magnetic fields in materials processing. The cutting-edge research topics include magnetic levitation of diamagnetic matter and its applications; anisotropy, used for aligning fibers, polymers, and carbon nanotubes; texturing of materials during a phase transition, in both liquid-to-solid and solid-to-solid state transitions; grain boundary migration and mobility changes, giving us a perspective for texture development in metals; and the damping effect of magnetic fields on conductive liquids, which has been exploited for improved crystal growth quality. Of growing interest are the effects of magnetic fields in biology, and their beneficial applications for medical treatments.

先进材料的界面工程：从微观结构到宏观性能的调控书籍简介本书深入探讨了现代材料科学与工程领域中至关重要的一环——先进材料的界面结构、形成机理及其对宏观性能的决定性影响。我们聚焦于材料体系中各个组成部分相互作用的界面，这不仅包括固-固、固-液、固-气等传统界面，更扩展至纳米尺度下晶界、孪晶界、相变界面以及功能材料中的电荷传输界面等复杂结构。第一部分：界面物理与化学基础本书首先建立了一个坚实的理论基础，阐述了界面现象的驱动力与本质。第一章：界面能与结构弛豫详细分析了材料界面形成过程中的热力学驱动力，包括界面能的计算方法（如密度泛函理论、分子动力学模拟）。重点讨论了界面结构如何在能量最小化的驱使下发生弛豫与重构，包括原子错位、缺陷富集等现象。特别关注了异质界面（如薄膜/基底界面）的应力耦合与失配导致的应变梯度效应。第二章：界面扩散与迁移动力学界面作为能量高、结构不规则的区域，通常是原子扩散的首选路径。本章系统地介绍了界面扩散的活化能机制、扩散系数的各向异性。研究了界面迁移率与驱动力（如界面曲率、表面张力梯度）之间的关系，并结合实验技术（如原位TEM观测）阐释了晶界迁移在晶粒长大、烧结过程中的作用。第三章：界面化学与电子结构探讨了界面处的电子态密度、费米能级钉扎效应以及电荷转移。深入分析了不同材料接触时形成的肖特基势垒或欧姆接触的本质，这对半导体器件和催化剂的性能至关重要。通过X射线光电子能谱（XPS）、俄歇电子能谱（AES）等表面分析技术，阐明了界面化学键合的类型与强度。第二部分：功能材料中的界面控制本部分聚焦于如何利用界面工程来优化特定功能材料的性能。第四章：复合材料的有效场理论与界面增强针对金属基、陶瓷基和聚合物基复合材料，本书详细推导了经典的有效介质近似和更先进的微观结构模型，用以预测材料的整体力学、热学和电学性能。重点讨论了界面粘结强度对宏观强度和韧性的影响，引入了界面“锁固”与“滑移”的临界条件分析。第五章：多层膜与异质结的能带工程在电子、光电子和磁性材料领域，界面的能带调控是核心技术。本章深入研究了超晶格结构中能带的量子限域效应、界面态的形成及其对载流子输运的影响。详细分析了铁磁/反铁磁多层膜中的交换耦合、自旋轨道耦合导致的拓扑效应，以及如何设计界面结构以实现巨磁阻效应或隧穿磁阻效应。第六章：催化与储能界面的反应活性在能源科学中，催化反应和电化学储能（如锂离子电池、燃料电池）的效率几乎完全取决于活性界面的性质。本章阐述了活性位点密度、双电层厚度以及电解质/电极界面的阻抗谱分析。讨论了界面阻抗的降低策略，例如通过掺杂或构建梯度界面层来优化离子/电子的传输路径。第三部分：界面调控的先进制备技术本部分将理论与实践相结合，介绍了用于精确构筑和表征界面的尖端技术。第七章：原子层沉积（ALD）与分子束外延（MBE）详尽介绍了ALD和MBE在原子级精度上控制界面和薄膜厚度的原理和工艺窗口。重点分析了如何通过精确控制前驱体化学、基底活化和反应温度，来管理异质界面处的成核模式（如岛状生长、层状生长）和缺陷密度，从而获得高质量的界面。第八章：界面缺陷的引入与利用传统上，缺陷被视为有害的。然而，本章阐述了如何有目的地引入和调控特定类型的界面缺陷（如空位团簇、位错线、非晶化边缘）以实现功能增强。例如，通过辐照或快速热处理在氧化物界面诱导形成缺陷，以提高离子电导率或催化活性。第九章：原位与实时界面表征阐述了先进的原位（In-situ）实验技术在理解界面动态过程中的不可替代性。这包括在反应气氛、温度或应力场下进行同步辐射X射线散射（SAXS/WAXS）、原位电子显微镜（TEM/SEM），以及利用飞秒光谱技术捕捉超快界面电子转移过程。强调了如何通过时间分辨技术分离不同尺度的界面弛豫机制。结论与展望全书最后总结了当前界面科学面临的核心挑战，如复杂多相界面热力学的精确建模、高熵合金中多组分界面的稳定性、以及界面在极端条件下的长期服役性能预测。展望了人工智能与材料基因组计划在加速新型界面材料设计中的应用潜力。本书面向材料学、物理学、化学以及相关工程领域的本科生、研究生及专业研究人员。它不仅提供了必要的理论框架，更强调了如何通过对微观界面的精准调控，实现宏观材料性能的突破性提升。