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出版者:

作者:张寒琦 编

出品人:

页数:365

译者:

出版时间:2009-2

价格:32.00元

装帧:

isbn号码:9787040257861

丛书系列:

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• 学科教材
• @扬大Lib
• 仪器分析
• 分析化学
• 化学分析
• 分析仪器
• 光谱学
• 色谱学
• 电化学分析
• 质谱
• 原子光谱
• 分子光谱

现代材料科学基础 内容简介： 本书旨在为材料科学领域的初学者和研究人员提供一个全面而深入的入门指南。我们聚焦于材料的微观结构、性能与加工工艺之间的内在联系，系统阐述了金属、陶瓷、高分子材料以及复合材料等主要材料体系的经典理论与前沿进展。 第一篇：材料科学的基石 第一章：引言与材料分类 本章首先界定了材料科学与工程学的范畴及其在现代社会中的重要地位。材料是工程技术发展的物质基础，从古代的青铜器到今天的纳米器件，人类文明的进步始终伴随着对新材料的探索与应用。我们将介绍材料的宏观分类方法，包括金属、无机非金属材料（陶瓷）、高分子材料以及日益重要的复合材料。重点阐述了材料的“结构-性能-加工-应用”之间的核心关系模型，这是理解整个学科体系的关键框架。 第二章：晶体结构与缺陷 材料的宏观性能根植于其微观结构。本章详述了晶体结构的基本概念，包括晶胞、晶面指数（密勒指数）和晶向指数的确定方法。我们将深入探讨体心立方（BCC）、面心立方（FCC）和六方密堆积（HCP）等常见金属晶体结构的几何特征及其对延展性的影响。随后，我们将焦点转向晶体缺陷。缺陷是材料性能的决定性因素，而非仅仅是“瑕疵”。本章详细分析了点缺陷（空位、间隙原子、取代原子）、线缺陷（位错——特别是刃型和螺型位错）和面缺陷（晶界、孪晶界）的形成机制、在材料形变中的作用，以及如何通过控制缺陷密度来调控材料的强度和韧性。 第三章：材料的热力学与相图 材料的稳定性和相变行为由热力学原理支配。本章引入吉布斯自由能的概念，解释了相平衡的驱动力。通过分析组元、相和约束条件，我们推导出相律，并将其应用于实际问题。核心内容聚焦于二元合金相图的解读，包括液相线、固相线、共晶点、共熔点和固溶线。重点讨论了杠杆定律在确定相组成和相比例中的应用，以及冷却过程中相的析出和演化规律。对于铁碳合金系统，我们将简要介绍其特殊的相图结构及其对钢材性能的重要性铺垫。 第二篇：材料的性能与加工基础 第四章：材料的力学性能 力学性能是工程材料最基本的要求。本章系统阐述了弹性变形、塑性变形、蠕变、疲劳和断裂等核心概念。应力与应变关系的线性弹性部分将通过胡克定律和杨氏模量进行阐述。塑性变形的微观机制——位错的运动和缠结——是理解加工硬化的关键。疲劳失效是结构件最常见的失效模式，我们将分析S-N曲线，探讨高周疲劳和低周疲劳的差异。断裂力学部分引入了裂纹扩展的能量判据和应力强度因子，解释了韧性断裂和脆性断裂的特征，以及断裂韧度（$K_{IC}$）的意义。 第五章：材料的电学与磁学性能 随着电子技术的发展，材料的电学和磁学特性变得至关重要。电学性能部分区分了导体、半导体和绝缘体，基于能带理论解释了电导率的温度依赖性，并介绍了介电常数和电导率在电容器和绝缘材料中的应用。磁学性能方面，本章详细描述了磁畴理论、磁化过程，并分类介绍了顺磁性、抗磁性、铁磁性、亚铁磁性和反铁磁性材料。着重讨论了软磁材料（如坡莫元件）和硬磁材料（如永磁体）的设计原理与应用。 第六章：材料的热学与光学性能 热学性能关注材料如何响应温度变化和热流。我们将探讨热容量（比热）、热膨胀系数和热导率。热导率的分析将结合晶格振动（声子）和电子的输运机制。光学性能方面，本章介绍光的吸收、透射和反射机制，以及材料在不同波段（可见光、红外、紫外）的光谱响应。探讨透明陶瓷、光纤材料以及光学薄膜的特性与制备。 第七章：材料的加工与成型基础 材料的最终性能高度依赖于其加工历史。本章概述了主要的材料加工技术。塑性加工（如轧制、锻造、拉拔）通过引入位错来强化材料。铸造技术（如砂型铸造、压力铸造）是复杂形状零件制备的基础，其关键在于控制冷却速度和凝固过程中相的分离。连接技术（焊接、粘接）的质量控制是保证结构完整性的前提。本章强调了热处理在调控微观结构（如退火、正火、淬火和回火）中的核心作用。 第三篇：重要材料体系的深入探讨 第八章：金属材料 金属因其优良的强度、延展性和导电性而应用广泛。本章集中研究两大类：黑色金属（钢铁）和有色金属（铝、铜、钛合金）。针对钢铁，我们将详细分析奥氏体、铁素体、渗碳体和马氏体的形成及其对机械性能的贡献，重点剖析热处理（如淬火-回火）对马氏体组织和强度的影响。对于有色金属，将讨论固溶强化、晶界强化、第二相粒子强化等强化机制的应用实例。 第九章：陶瓷材料 陶瓷材料以其高硬度、耐高温、耐腐蚀的特性著称，但其脆性是主要挑战。本章区分了传统结构陶瓷（如氧化铝、碳化硅）和先进功能陶瓷（如压电陶瓷、铁电陶瓷）。我们将深入探讨陶瓷的化学键特性（离子键和共价键为主）如何导致其高硬度和脆性。重点分析了提高陶瓷韧性的策略，如晶界工程和引入纤维增强体，以减少或阻止位错的产生和传播。 第十章：高分子材料 高分子（聚合物）材料以其轻质、易加工和可设计性强而著称。本章介绍聚合物的分子结构特征，如链长、支化度和交联度。重点阐述了粘弹性行为，即高分子材料同时表现出的粘性（流动性）和弹性（形变恢复性），并通过蠕变和松弛实验来量化。分类讨论了热塑性塑料和热固性塑料的加工工艺和应用领域，如注塑、挤出成型。 第十一章：复合材料 复合材料通过结合两种或多种不同材料的优点，实现单一材料无法比拟的综合性能。本章聚焦于纤维增强复合材料（如碳纤维增强环氧树脂）和颗粒增强复合材料。核心内容包括界面（基体与增强相的结合）的强度对整体性能的影响、增强相的取向效应，以及如何运用混合法则进行性能预测。本章为现代航空航天和高性能结构件的设计提供了理论基础。 结语：展望未来材料技术 本书最后展望了材料科学的前沿研究方向，包括纳米材料的尺寸效应、智能材料（如形状记忆合金、智能高分子）的发展，以及利用计算材料学和高通量实验技术加速新材料的发现与设计。强调了材料的可持续性、循环利用以及在能源存储与转换中的关键作用。

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拿到这本《仪器分析》的时候，我抱着一种探究未知的好奇心。我一直对化学世界充满了兴趣，但对于如何“看见”微观物质的组成和结构，却感到模糊。这本书恰好填补了我的知识空白，而且方式之巧妙，远超我的预期。它没有枯燥的理论堆砌，而是将仪器分析的原理、技术和应用巧妙地编织在一起，形成了一幅生动的信息获取图景。 书中在介绍不同分析仪器时，并非孤立地讲解，而是注重它们之间的联系和互补性。例如，在讲解色谱技术时，它会顺带介绍如何将色谱与质谱联用（GC-MS, LC-MS），以达到分离和鉴定的双重目的。这种“系统性”的讲解，让我能够更全面地理解每一种技术在整个分析流程中的定位和价值，而不是碎片化地记忆。 我特别喜欢书中对“选择性”和“灵敏度”这两个分析化学核心指标的阐释。书中解释说，选择性是指仪器能够区分目标物质与样品中其他组分的能力，而灵敏度则是指仪器能够检测到极少量物质的能力。这两者就像是分析仪器的“眼睛”和“耳朵”，决定了它能“看”多清，“听”多细。书中用非常形象的比喻，比如“大海捞针”来形容灵敏度的重要性，让我对这些抽象的概念有了直观的认识。 而且，书中对不同仪器在实际应用场景下的“优劣势”分析，更是点睛之笔。它会明确指出，在处理挥发性有机物时，气相色谱是首选；而在分析高分子化合物时，液相色谱则更具优势。这种“用什么武器打什么仗”的思路，对于想要将仪器分析应用于实际问题的人来说，具有极高的指导意义。 这本书的语言风格也非常独特，既有严谨的科学性，又不失一种探索的趣味性。它能够让你在阅读的过程中，不断产生“原来如此”的惊喜，并且对未来的研究方向产生浓厚的兴趣。

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我一直对那些能够洞察物质微观世界的科学技术深感着迷，而这本《仪器分析》无疑为我打开了一扇通往这个神秘领域的大门。它不仅仅是一本介绍仪器的书籍，更像是一本关于“如何解读物质语言”的百科全书。书中对于各种分析方法的介绍，都显得格外细腻和深入，让我深刻体会到科学的严谨与巧妙。 书中在讲解每一种分析仪器时，都会从其最核心的物理或化学原理出发，然后逐步展开，介绍仪器的构造、工作流程，以及最终能获取到的信息类型。例如，在介绍X射线衍射（XRD）时，书中并没有仅仅停留在“晶体结构分析”这个层面，而是详细解释了X射线与晶体中电子云相互作用的衍射原理，以及如何通过测量衍射峰的位置和强度来推断晶体的原子排列和晶格参数。这种由浅入深的讲解方式，让即使是初次接触的读者，也能逐步理解其背后的科学逻辑。 让我印象深刻的是，书中在分析仪器应用的部分，不仅仅是列举了各种可能，而是会结合具体的实例，去说明某一种仪器在解决特定问题时的独特之处。比如，在讨论药物质量控制时，它会详细介绍高效液相色谱（HPLC）是如何被广泛用于测定药物的纯度、含量以及有关物质的，并会指出HPLC在分离极性相似的化合物时的优势。这种“理论联系实际”的叙述方式，让我感觉所学的知识不再是书本上的空谈，而是真正有用的工具。 此外，书中对于分析结果的“解释”和“判断”也给予了充分的关注。它不仅仅是告诉你仪器能测出什么数据，更重要的是，如何去理解这些数据背后的含义，如何通过数据来做出科学的判断。这就像是教会读者读懂“物质的档案”，从而能够对其进行有效的评估和管理。 这本书的叙述方式非常具有启发性，它能够不断激发读者的思考，让我对仪器分析的应用前景充满了无限的想象。它让我意识到，科学的力量在于能够揭示那些肉眼看不见的奥秘，并且用这些奥秘来解决现实世界中的种种难题。

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一直以来，我对那些精密复杂的仪器都怀有一种敬畏感，总觉得它们离我们普通人很遥远。直到我拿到这本《仪器分析》，才发现原来科学的严谨和实用是可以如此完美地结合。这本书并没有像我想象中那样充斥着晦涩难懂的公式和图表，而是以一种娓娓道来的方式，将各种分析仪器的奇妙世界展现在我眼前。 它开篇就以一个引人入胜的引子，勾勒出仪器分析在现代社会中的重要地位，然后层层递进，介绍了几种最基础但也最具代表性的分析技术。比如，对于光谱分析，书中不仅仅停留在“吸收”和“发射”这两个简单概念上，而是详细解释了不同类型的光谱仪，如紫外-可见分光光度计、红外光谱仪、原子吸收光谱仪等等，各自的测量原理、适用的波长范围以及能够分析的物质类型。 我尤其佩服书中对于“信息”这个概念的解读。书中反复强调，仪器分析的本质就是从样品中提取有用的信息，而不同的仪器则对应着不同的“信息维度”。这种视角非常新颖，让我一下子就理解了为什么需要这么多种类的仪器，它们各自都在“看”样品的不同侧面。例如，提到NMR（核磁共振）时，书中就生动地比喻它如同给分子拍“X光片”一样，能够揭示分子的三维结构和内部细节，这是其他技术难以企及的。 此外，书中对一些实际操作的细节描述也相当到位。比如，在介绍色谱分离时，它不仅仅是讲了“固定相”和“流动相”的概念，还讨论了溶剂的选择、流速的控制、柱温的影响等等，这些看似细枝末节之处，往往是决定实验成败的关键。这种对细节的关注，体现了作者深厚的实践经验和对读者的负责态度。 总而言之，这本书给我最大的感受是，仪器分析并非高高在上，而是与我们的生活息息相关。它就像一本“精密科学的入门指南”，让我得以窥探那些隐藏在日常现象背后的科学原理，并且对未来的科技发展充满了期待。

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对于我这样一个对化学充满好奇但又对其复杂性感到一丝畏惧的人来说，这本《仪器分析》的出现，无疑是一场及时雨。它没有让我感到被海量的专业术语淹没，反而以一种循序渐进、抽丝剥茧的方式，将精密复杂的仪器分析世界呈现在我眼前。这本书的语言风格非常独特，既有科学的严谨，又不乏文学的趣味，让阅读过程充满了探索的乐趣。 书中在介绍各种分析仪器时，并没有简单地罗列其功能，而是着重于解释其“为什么”能够这样工作。例如，在讲解原子发射光谱（AES）时，书中详细描述了原子被激发后，如何跃迁到低能级并放出特征谱线的过程，并进一步解释了为什么不同元素的原子会放出不同波长的谱线。这种对“内在机制”的深入挖掘，让我不仅仅是“知道”有这么一种技术，而是真正“理解”了它的原理。 我特别欣赏书中对于“信号处理”和“数据分析”的论述。书中指出，仪器分析不仅仅是产生原始信号，更重要的是如何对这些信号进行有效的处理和解读，才能转化为有用的信息。例如，在介绍色谱信号时，书中详细讲解了峰面积、峰高、保留时间等参数的意义，以及如何通过这些参数来定量和定性分析。这让我意识到，仪器分析的精髓在于“信息”的提取和利用。 而且，书中在讨论不同仪器在实际应用中的优缺点时，常常会进行非常细致的对比。例如，在分析微量金属元素时，它会比较原子吸收光谱（AAS）和电感耦合等离子体原子发射光谱（ICP-AES）在灵敏度、多元素同时测定能力以及适用范围等方面的差异，这让我能够更清晰地认识到，不同的分析任务需要选择不同的“工具”。 总的来说，这本书给我的感觉是，它不仅仅是一本关于仪器的书，更是一本关于“如何用科学工具去认识世界”的书。它拓宽了我的认知边界，让我看到了化学分析的巨大潜力，并且激发了我对更多科学领域的好奇心。这本书的阅读体验非常愉快，我相信它会成为我书架上的一本常备参考书。

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这本《仪器分析》真是让人大开眼界！我之前对化学分析的了解仅限于一些基础的实验操作，以为无非就是滴定、比色之类的。但翻开这本书，我才意识到，原来仪器在分析领域扮演着如此核心的角色，而且技术发展之迅速，简直超乎想象。书中对各种分析仪器的原理、结构、性能以及应用进行了详尽的阐述，从经典的质谱、色谱，到更前沿的联用技术，几乎涵盖了现代分析化学的所有重要分支。 我特别喜欢书中对各种技术优缺点的分析，这不仅仅是罗列数据，而是真正站在读者的角度，去思考在实际应用中会遇到哪些问题，又该如何选择最合适的仪器。比如，它在讲解气相色谱法时，不仅介绍了不同类型的色谱柱和检测器，还深入分析了它们在分离不同性质化合物时的侧重点，以及如何通过优化条件来提高分辨率和灵敏度。就连一些看似枯燥的“杂散光”或“死体积”这类细节问题，书中也给出了非常清晰的解释和规避方法，这对于初学者来说，简直是及时雨。 而且，书中还穿插了不少实际案例，这些案例不是空穴来风，而是紧密结合了仪器分析在环境监测、食品安全、药物研发、材料科学等各个领域的实际应用。读这些案例，我感觉自己不再是孤立地学习某个仪器的工作原理，而是真正理解了这些高科技手段是如何服务于我们生活的方方面面的。例如，书中关于土壤重金属检测的章节，详细介绍了ICP-MS如何能够精确快速地测定痕量金属元素，这让我深刻体会到仪器分析在保障公众健康和环境保护方面的重要意义。 这本书的编排也很用心，每一章的结构都比较清晰，先引出分析对象和问题，再介绍相应的仪器技术，最后总结应用。图文并茂的设计也让整个阅读过程变得更加轻松有趣。我尤其欣赏的是，作者在讲解过程中，并没有一味地堆砌专业术语，而是尽量用通俗易懂的语言来解释复杂的概念，即使是理工科背景不强的读者，也能循序渐进地掌握核心内容。 总的来说，《仪器分析》这本书的深度和广度都相当可观，无论是作为一本教材，还是作为一本参考书，都非常值得推荐。它不仅仅是一本关于仪器的书，更是一本关于如何用科学的工具去认识和改造世界的书。它拓宽了我的视野，激发了我对科学探索的兴趣，让我看到了化学分析的无限可能。

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我恨化学之精密仪器再赚钱我也不会把它作为我的专业方向

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