通信光纤及其系统应用前沿研究 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:武汉理工大学出版社

作者:胡先志

出品人:

页数:320

译者:

出版时间:2016-7

价格:54.40元

装帧:

isbn号码:9787562950813

丛书系列:

图书标签:

• 光纤
• 光纤通信
• 光纤技术
• 通信系统
• 前沿研究
• 光纤应用
• 信息技术
• 光电子学
• 网络技术
• 科研
• 学术

好的，以下是一本关于先进材料科学与工程的图书简介，内容聚焦于高熵合金、纳米结构陶瓷以及智能聚合材料等前沿领域，与您提到的“通信光纤及其系统应用前沿研究”主题完全不同： --- 先进功能材料的构筑、性能调控与工程应用 简介 在二十一世纪的材料科学图景中，对突破传统材料性能限制的需求从未如此迫切。传统的单组元或二元合金体系已难以满足航空航天、极端环境能源转化、生物医学植入以及下一代信息存储等领域对极致轻质化、超高强度、耐极端温度和多功能集成化的要求。 本书《先进功能材料的构筑、性能调控与工程应用》系统性地梳理了当前材料科学领域最受瞩目的三大前沿分支——高熵合金（High-Entropy Alloys, HEAs）、超高温结构陶瓷（Ultra-High Temperature Ceramics, UHTCs）与响应型智能高分子材料——的最新研究进展、核心理论模型与工程化挑战。全书旨在为材料科学家、化学工程师以及应用研究人员提供一个深入理解这些新型复杂材料体系的综合性视角。 --- 第一部分：高熵合金的相稳定性与本征强化机制 高熵合金（HEAs）通过在晶体结构中引入五个或更多等摩尔或接近等摩尔的主元素，颠覆了传统的合金设计范式。本部分深入探讨了HEAs的“高熵效应”、“迟滞效应”和“晶格畸变效应”如何共同作用，带来了传统合金难以企及的优异性能。 第一章：高熵合金的理论基础与设计策略 本章详细介绍了迟滞相变理论在HEAs中的应用，分析了基于第一性原理计算（DFT）预测相稳定性的最新方法，特别是关注沸点比（Boiling Point Ratio）和混合焓（Mixing Enthalpy）参数的边界条件。我们着重讨论了如何通过精确控制元素配比，诱导形成面心立方（FCC）、体心立方（BCC）、六方密堆积（HCP）以及金属间化合物（Intermetallic Compounds）等多种结构，并对比了不同晶体结构对材料塑性和韧性的影响。 第二章：极端环境下的力学响应与蠕变行为 在航空发动机和核反应堆等苛刻工况下，材料的长期稳定性至关重要。本章聚焦于HEAs的高温蠕变和疲劳断裂机制。我们分析了位错运动在复杂晶格中的非保守运动，探讨了纳/微米尺度下的晶界扩散对宏观蠕变速率的控制作用。此外，书中详细阐述了第二相析出（如金属间化合物）在HEAs中扮演的“钉扎效应”角色，以及如何利用这些析出物来显著提高材料的超塑性和抗疲劳寿命。 第三章：功能化高熵合金：电磁与催化特性 本部分突破了HEAs仅作为结构材料的传统观念，探索了其在功能材料领域的潜力。研究了含有稀土元素或过渡金属的HEAs在磁弹性耦合和磁热效应中的表现。同时，探讨了高熵氧化物（High-Entropy Oxides, HEOs）作为新型催化剂载体的优势，分析了其表面缺陷工程（如氧空位调控）如何提升光催化降解污染物或电催化析氧反应（OER）的效率。 --- 第二部分：超高温陶瓷的微观结构控制与抗氧化策略 超高温陶瓷（UHTCs），如硼化物（如ZrB2, HfB2）和碳化物，是人类工程学中能承受温度超过2000°C的少数材料之一。然而，其工程应用受限于粉体制备的复杂性、烧结致密化难度以及在氧化环境下的瞬时腐蚀。 第四章：纳米粉体制备与超细晶粒烧结技术 本章详细介绍了自蔓延高温合成（SHS）、机械合金化以及溶胶-凝胶法在制备高纯度、窄粒径分布的UHTC粉体中的应用。重点在于讨论了低温瞬时烧结技术，如放电等离子烧结（SPS），如何有效克服传统热压法导致的晶粒过度粗化问题，实现近理论密度的致密化，并保留纳米晶结构以增强初始硬度。 第五章：氧化机制与保护涂层设计 UHTCs在高温氧气环境中会形成致密的氧化物层（如ZrO2, HfO2），这些氧化物层的形成速率和结构决定了材料的寿命。本章深入分析了非稳态氧化动力学，特别是液相辅助加速氧化的临界温度点。针对性地，我们介绍了多层复合涂层技术，如引入阻隔层（如SiC或MoSi2）和保护层（如Yttria-Stabilized Zirconia, YSZ）的策略，以减缓氧气的渗透，并平衡氧化层与基体之间的热膨胀失配。 第六章：陶瓷基复合材料的增韧机制 为了克服纯陶瓷的脆性，本部分着重研究了陶瓷基复合材料（CMCs）的增韧。详细分析了纤维/基体界面设计对裂纹偏转、桥接和纤维拔出的影响。讨论了碳化硅纤维增强的陶瓷基复合材料（SiC/SiC CMCs）在循环载荷下的微裂纹扩展演化，以及如何通过优化界面涂层实现更高的断裂韧性（KIC）。 --- 第三部分：智能聚合材料的动态响应与自修复能力 在响应式材料领域，聚合物凭借其可设计的分子链结构，成为构建“感知-决策-执行”一体化系统的理想载体。本部分聚焦于能对外界刺激（光、热、电场、化学物质）做出可逆响应的先进高分子体系。 第七章：热响应性与形状记忆聚合物（SMPs） 形状记忆聚合物是利用其两套相变温度点（Tg1和Tg2）实现形状可逆改变的材料。本章详细阐述了交联密度和动态共价键（如氢键、硫醇-烯点击化学）对“固定形状”和“恢复形状”效率的影响。我们探讨了如何通过引入光敏交联剂实现光控形状记忆，这对于微机电系统（MEMS）中的可重构器件具有重要意义。 第八章：自修复高分子网络的设计与机理 本章深入剖析了实现材料自修复功能的两种主要路径：非动态修复（依赖于微胶囊释放修复剂）和动态修复（依赖于网络内部键的自发重组）。重点分析了基于戴尔斯-阿尔德反应和金属配位键的动态共价网络，如何实现宏观损伤区域的快速、无外加激励的材料完整性恢复。书中还涵盖了流变学分析在评估修复后材料力学性能恢复程度中的关键作用。 第九章：多模态刺激响应与生物兼容性 最后，本章探讨了能够同时响应多种外部刺激的多功能智能水凝胶。例如，具有pH敏感性和近红外（NIR）光响应性的嵌段共聚物，被应用于精确药物输送系统。我们对比分析了不同聚合物骨架（如聚环氧乙烷、聚乳酸）在生物体液中的降解速率和生物毒性，为这些先进材料在植入式医疗设备中的应用提供设计指南。 --- 结语 本书集合了结构材料的极致探索（HEAs）、极端环境的耐受性（UHTCs）以及功能材料的可塑性（智能聚合物）三大支柱，共同描绘了未来工程材料学的广阔前景。本书不仅提供了坚实的理论基础，更强调了从原子尺度设计到宏观工程应用的转化路径，是相关领域研究人员不可或缺的参考手册。

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“这本书给我的感觉就像是参加了一场关于通信光纤的学术盛宴，每一页都充满了智慧的光芒。作者的笔触非常细腻，他不仅仅是在介绍技术，更是在讲述这些技术背后的故事和发展历程。我尤其被书中关于‘光纤制造工艺’的章节所吸引，它详细介绍了从原材料的提纯到光纤的拉制过程，让我深刻体会到每一根细细的光纤背后都凝聚了多少科学家的心血和智慧。此外，书中还对‘光纤通信的安全性’进行了探讨，这让我意识到，在追求高速率和高容量的同时，我们也不能忽视信息安全的重要性。作者还展望了‘下一代光网络’的发展方向，比如‘量子通信’与光纤技术的结合，这让我对未来的通信技术充满了无限的遐想。整本书的语言风格严谨而不失生动，既有深厚的学术功底，又不乏人文关怀。读完这本书，我感觉自己不仅仅是学到了一些技术知识，更是对通信光纤这一领域产生了由衷的敬佩和热爱。”

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“这本书简直是把我带入了一个全新的世界！我之前对通信光纤的了解仅限于‘上网速度快’这种模糊的概念，但读完这本书，我才真正体会到它的深度和广度。作者用一种非常易懂的方式，从光纤的材料特性、光传输原理讲起，一步步深入到各种先进的光纤技术，比如非线性光学效应在通信中的应用，以及如何通过优化光纤设计来克服信号损耗和色散问题。我尤其对书中关于‘相干光通信’的章节印象深刻，它详细阐述了如何利用光波的相位和幅度信息来编码数据，极大地提高了频谱利用率，这对我理解当前高速网络背后的技术原理非常有帮助。而且，书中还涉及到了光纤传感技术，它将光纤从单纯的信息传输媒介拓展到了一个更加智能的感知平台，这让我看到了通信光纤在未来物联网、智慧城市等领域巨大的潜力。整本书的逻辑清晰，论证严谨，即使是复杂的概念，作者也配以生动的图例和贴切的比喻，让我能够轻松地理解并吸收。读完后，我感觉自己对通信光纤的认知水平得到了质的飞跃，甚至开始思考一些新的应用场景。”

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“我是一名从事通信系统集成工作的工程师，平时工作中经常会遇到各种光通信模块和器件的选择及优化问题。这本书的出现，可以说正好解决了我的燃眉之急。它不仅仅是简单地介绍各种光纤的型号和性能，而是深入分析了不同类型光纤在不同应用场景下的优势与劣势，以及如何根据实际需求进行最优化的选择。例如，书中对‘多模光纤’和‘单模光纤’的性能差异及其在短距离和长距离传输中的适用性进行了详细的对比分析，这对于我选择合适的传输介质非常有指导意义。更让我惊喜的是，书中还对‘光纤放大器’和‘光电探测器’等关键器件的最新发展动态进行了梳理，这让我能够及时了解市场上最新的技术趋势，并在项目设计中引入更先进的解决方案。此外，书中关于‘光信号处理’和‘光网络管理’等内容，也为我提供了全新的视角，让我能够更全面地理解整个通信系统的运作机制。总而言之，这本书为我提供了一个非常宝贵的技术参考，让我能够更好地应对工作中的挑战。”

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“说实话，我抱着一种‘看看最新技术有多厉害’的心态翻开了这本书，结果却收获了远超预期的惊喜。作者的视角非常独特，没有拘泥于枯燥的技术参数，而是将重点放在了‘前沿研究’上，这正是吸引我的地方。书中讨论了许多我之前闻所未闻的概念，比如‘硅光子技术’如何将电子集成电路和光通信结合起来，实现了更高集成度和更低功耗的芯片。还有‘空分复用’技术，它通过在同一根光纤中传输多束在空间上分离的光信号，指数级地提升了光纤的传输容量，这简直是为未来海量数据传输量提供了解决方案。我特别欣赏作者对‘光学缓存’和‘光子计算’等概念的深入探讨，虽然这些技术离大规模商业化还有距离，但它们展现了通信光纤在未来信息处理和存储方面的革命性潜力。作者在分析这些前沿技术时，不仅提供了扎实的理论基础，还结合了最新的实验数据和研究成果，这让整个阅读过程既充满启发性，又具有很强的说服力。这本书就像一位经验丰富的向导，带领我穿越通信光纤研究的未知领域，让我对未来的通信技术充满期待。”

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“我是一名在校的通信工程专业学生，平时在学习过程中，常常觉得很多理论知识过于抽象，难以和实际应用联系起来。这本书的出现，恰好弥补了我的这一不足。作者用一种非常接地气的方式，将复杂的通信光纤理论知识与实际的系统应用相结合，让我对所学内容有了更深刻的理解。书中关于‘光纤接入网’的章节，详细介绍了光纤到户（FTTH）等技术是如何实现的，这让我明白了我们日常生活中的网络是如何构建的。还有‘数据中心光互连’的内容，让我认识到光纤在支撑庞大数据流量的背后扮演着何等关键的角色。作者还分享了许多最新的研究成果和技术发展动态，比如‘柔性光纤’和‘生物相容性光纤’等，这让我对光纤技术的未来发展方向有了更清晰的认识。这本书的结构安排合理，循序渐进，即使是我这样的初学者，也能轻松地跟随作者的思路进行学习。读完这本书，我感觉自己对通信光纤的理解更加全面和深入，也对未来的学习和研究方向有了更明确的规划。”

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比较全面、浅显的各类光纤的简单介绍，小错误较多。（发现部分是直接翻译的国外书籍。）

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