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出版者:Springer Verlag

作者:Schomburg, Dietmar (EDT)/ Schomburg, Ida (EDT)

出品人:

页数:609

译者:

出版时间:

价格:2540.00 元

装帧:HRD

isbn号码:9783540225140

丛书系列:

图书标签:

• Enzymes
• Biochemistry
• Molecular Biology
• Protein Chemistry
• Catalysis
• Bio catalysis
• Enzyme Kinetics
• Enzyme Mechanisms
• Biotechnology
• Life Sciences

好的，这是一份针对您提供的书名《Springer Handbook of Enzymes》之外的、内容详尽且不包含该主题的图书简介。 --- 《先进材料的微观结构与宏观性能：从原子尺度到工程应用》 图书简介 本书深入探讨了材料科学领域的核心交叉点：微观结构特征如何决定材料的宏观性能，以及如何通过控制这些结构来实现特定工程目标。这是一部面向材料科学家、工程师、物理学家以及相关领域研究生和研究人员的权威参考指南。全书结构严谨，内容涵盖了从基础理论到前沿实验技术的全面分析，旨在构建一座连接原子尺度理解与实际工程应用的坚实桥梁。 第一部分：微观结构表征的理论基础与实验技术 本部分首先奠定了理解材料结构与性能关系所需的理论框架。我们详细阐述了晶体学原理、缺陷理论以及非晶态材料的结构模型。随后，重点聚焦于现代材料表征技术的深度解析。 晶体结构与缺陷工程： 深入剖析了点缺陷、线缺陷（位错）、面缺陷（晶界、孪晶界）的形成机制、迁移特性及其对材料力学性能（如屈服强度、韧性）的影响。特别探讨了如何利用引入特定缺陷来调控半导体材料的电学特性。 电子显微技术（TEM/SEM）： 详细介绍了高分辨透射电子显微镜（HRTEM）在原子级成像中的应用，包括像差校正对分辨率的提升。同时，对扫描电子显微镜（SEM）结合能谱分析（EDS/EELS）在元素分布和化学态分析中的定量化方法进行了深入讨论。 衍射技术（X射线与中子）： 阐述了X射线衍射（XRD）在物相分析、晶粒尺寸和残余应力测定中的核心地位。对比性地介绍了中子衍射在探测轻元素和对磁性材料敏感性方面的独特优势，尤其是在极端环境下的原位研究。 光谱学与输运测量： 系统梳理了拉曼光谱、X射线光电子能谱（XPS）在化学键合和表面分析中的应用。结合了热导率、电导率和霍尔效应测量，以建立结构与输运性质间的定量联系。 第二部分：结构对宏观性能的影响机制 本部分将理论工具应用于实际材料体系，剖析结构特征如何支配材料的机械、热学、电学及磁学等关键宏观响应。 力学行为的结构依赖性： 重点研究了金属、陶瓷和高分子材料中的塑性变形机制。深入探讨了高熵合金（HEAs）中复杂局域结构对超高强度和良好延展性的协同作用。对疲劳和断裂机制进行了多尺度模拟和实验验证，强调了裂纹萌生与扩展路径对微观组织（如晶界形态、第二相粒子分布）的敏感性。 功能材料的结构设计： 聚焦于新能源和电子器件材料。在光伏材料方面，讨论了异质结界面质量对载流子分离效率的影响。在储能材料（如锂离子电池电极）中，分析了颗粒形貌、孔隙率和电解质浸润性如何限制倍率性能和循环稳定性。 热力学稳定性和相变动力学： 阐述了热力学驱动力和动力学限制如何共同决定材料的微观结构演化路径。通过相场模型（Phase-Field Modeling）模拟了复杂相分离和长大过程，并将其与实验观察到的热处理响应进行对比。 磁性与电磁响应： 探讨了磁性纳米结构中的畴壁动力学。分析了磁各向异性如何由晶格畸变和应力场共同决定，并讨论了在巨磁阻效应（GMR）和隧道磁阻效应（TMR）器件中，界面质量对自旋电子输运性能的关键作用。 第三部分：结构调控的前沿策略与先进制造 本部分将视角转向如何主动地、精确地设计和制造具有特定微观结构的先进材料。 计算材料学的赋能： 详述了密度泛函理论（DFT）在预测新材料稳定性和计算电子结构性质中的应用。重点介绍了分子动力学（MD）模拟在研究高熵材料扩散机制和高分子链缠结等动力学过程中的作用。 增材制造（3D打印）的微观控制： 深入分析了选区激光熔化（SLM）等增材制造技术中快速冷却速率和高热梯度对最终微观结构（如柱状晶生长、枝晶间偏析）的独特影响。探讨了如何通过优化工艺参数，实现传统铸造难以达到的异质结构设计。 界面工程与纳米复合： 详细介绍了如何通过化学气相沉积（CVD）或原子层沉积（ALD）实现对界面层的原子级精确控制，以优化异质结的电子匹配。对于纳米复合材料，阐述了增强相（如碳纳米管、石墨烯片层）在基体中均匀分散和有效载荷传递的界面粘结策略。 原位与非平衡态材料合成： 介绍了利用高能球磨、快速凝固等非平衡热力学方法，来制备亚稳态或具有纳米晶结构的材料。特别关注了利用极端条件（如高压、强电场）来诱导结构相变并稳定新物相的研究进展。 结语 《先进材料的微观结构与宏观性能》不仅是一本知识的汇编，更是一本方法论的指南。它强调了跨学科合作的重要性，鼓励读者将先进的表征技术、严谨的理论分析与创新的制造工艺相结合，从而推动下一代高性能材料的研发进程。本书的全面性和深度，确保了它能成为材料科学领域内具有长期参考价值的基石性著作。

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