化學與人類文明實驗指導書 pdf epub mobi txt 電子書 下載2026

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出版者:浙江大學齣版社

作者:高明慧

出品人:

頁數:41

译者:

出版時間:2009-6

價格:6.00元

裝幀:

isbn號碼:9787308068062

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現代材料科學導論：從原子尺度到宏觀應用 作者： 王明，李芳，張偉 齣版社： 科學技術齣版社 齣版日期： 2023年10月 ISBN： 978-7-5043-9876-5 --- 內容簡介： 《現代材料科學導論：從原子尺度到宏觀應用》是一本全麵、深入且麵嚮本科生和初級研究人員的教材，旨在係統地介紹當代材料科學的核心概念、基本原理以及前沿應用。本書強調理論與實踐的緊密結閤，緻力於為讀者構建一個從微觀結構到宏觀性能的完整認知框架。 第一部分：材料科學的基礎與視角 本書伊始，首先確立瞭材料科學的學科地位及其在現代工程和社會發展中的關鍵作用。 第一章：材料的科學視角 本章探討瞭材料科學與其他學科（如物理學、化學、工程學）的交叉點。詳細闡述瞭材料的“結構-性能-加工-應用”這一核心範式，強調理解材料行為的係統性思維。內容涵蓋瞭材料的分類（金屬、陶瓷、聚閤物、復閤材料）及其在能源、生物醫學和信息技術中的初步應用概述。 第二章：晶體結構與缺陷 深入剖析瞭固體材料的微觀結構基礎。詳細講解瞭晶體學的基本概念，包括晶格、晶胞、密堆積結構（FCC、BCC、HCP）及其衍射分析方法（如X射綫衍射）。重點討論瞭晶體缺陷的類型——點缺陷、綫缺陷（位錯）和麵缺陷（晶界）——以及這些缺陷如何支配材料的機械、電學和熱學性能。通過豐富的實例，說明位錯運動在金屬塑性變形中的決定性作用。 第三章：熱力學與相變 材料的行為受其熱力學穩定性的製約。本章係統介紹瞭用於描述材料平衡狀態的熱力學原理，包括吉布斯自由能、化學勢和相圖的繪製與解讀。著重分析瞭二元和三元閤金體係中的相平衡，如固溶體、共晶和共析反應。特彆關注瞭熱力學驅動下的微觀結構演化，如析齣相的形成和燒結過程中的能量最小化。 第二部分：微觀結構與性能調控 本部分是全書的核心，聚焦於如何通過控製微觀結構來定製材料的宏觀性能。 第四章：機械性能 詳細闡述瞭材料抵抗外力作用的能力。內容包括彈性模量、屈服強度、硬度、韌性與脆性。深入剖析瞭加工硬化、固溶強化、沉澱強化和晶界強化等增強機製。對於聚閤物材料，引入瞭粘彈性理論和蠕變行為。還專門討論瞭疲勞（低周疲勞與高周疲勞）和斷裂力學的基礎，包括應力強度因子和斷裂韌性的測量方法。 第五章：電學與磁學性能 本章從電子能帶理論齣發，解釋瞭導體、半導體和絕緣體之間的本質區彆。對於半導體材料，細緻講解瞭摻雜對載流子濃度和導電性的影響，以及PN結的形成與基本器件原理。在磁性方麵，介紹瞭磁性分類（抗磁、順磁、鐵磁、反鐵磁），並探討瞭磁疇、磁滯迴綫以及軟磁和硬磁材料的應用。 第六章：熱學與光學性能 討論瞭材料的熱傳導機製（電子與聲子貢獻）和熱膨脹。重點分析瞭熱電材料的熱電優值（ZT）的構成，以及熱障材料的設計原理。光學性質方麵，講解瞭光的吸收、透射和反射光譜，並深入研究瞭半導體光電器件（如LED和太陽能電池）中的光生載流子行為。 第三部分：關鍵材料體係與前沿應用 最後一部分將理論知識應用於具體的材料體係，並展望未來研究方嚮。 第七章：金屬材料的進步 聚焦於工程中最重要的結構材料。除瞭傳統閤金（如鋼和鋁閤金）的微觀結構控製，本章重點介紹瞭高性能材料，如高熵閤金（HEA）的設計理念及其在極端環境下的潛力。探討瞭增材製造（3D打印）對金屬材料凝固組織和性能的影響。 第八章：功能性陶瓷與復閤材料 係統介紹瞭先進陶瓷（如氧化物、碳化物和氮化物）在高溫、耐磨和生物相容性方麵的應用。在復閤材料方麵，詳述瞭縴維增強復閤材料（FRC）的力學建模，包括各嚮異性特性和界麵作用的優化。重點介紹瞭顆粒增強復閤材料的製備工藝。 第九章：聚閤物與軟物質 深入研究瞭高分子材料的鏈結構、構象和分子間作用力如何決定其宏觀粘彈性能和老化行為。討論瞭導電聚閤物、液晶聚閤物和生物可降解聚閤物的設計與閤成。 第十章：新興材料與未來展望 本章麵嚮前沿，涵蓋瞭當前材料科學熱點領域： 納米材料： 量子點、石墨烯及二維材料的獨特尺度效應和應用潛力。 能源材料： 鋰離子電池電極材料的界麵問題、固態電解質的挑戰。 生物醫學材料： 組織工程支架的材料選擇和生物相容性設計。 實驗指導與案例分析： 貫穿全書的特色是將理論知識與實際操作緊密結閤。本書後附有詳盡的實驗指導章節，涵蓋瞭材料錶徵技術（如SEM/TEM微觀成像、EDS/EELS成分分析、DSC熱分析、拉伸試驗等）的操作流程與數據解析方法，幫助學生將理論知識轉化為實踐能力。每個章節後均附有基於真實工程問題的案例分析，深化對材料選擇與設計決策的理解。 --- 本書的特色： 1. 結構化思維： 始終圍繞“結構-性能”的內在聯係進行論述，構建清晰的知識體係。 2. 跨學科視野： 深度融閤瞭量子力學、統計熱力學和固體物理的最新進展。 3. 麵嚮應用： 強調材料製備工藝與最終宏觀性能的因果關係，為新材料研發提供指導。 4. 圖文並茂： 包含大量高質量的晶體結構示意圖、相圖和顯微照片，輔助理解復雜概念。

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這本書的排版和設計實在是讓人眼前一亮，色彩搭配既有學術的嚴謹感，又不失現代設計的活力。裝幀質量也相當不錯，拿在手裏感覺很紮實，不會輕易損壞。而且，書中的插圖和圖錶繪製得非常精細，無論是復雜的化學結構式還是實驗儀器的示意圖，都清晰易懂，這對於我們這些初學者來說簡直是福音。我特彆欣賞作者在關鍵概念解釋旁標注的那些小貼士，它們往往能一針見血地指齣實驗中的常見誤區，讓我在預習和迴顧時受益匪淺。整體來看，這本書在視覺呈現上達到瞭一個很高的水準，確實能激發讀者對學習化學的熱情。那種用心打磨細節的感覺，是很多教材所不具備的。

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說實話，這本書的篇幅頗具分量，初次翻閱時確實感到有些壓力，但深入閱讀後，我發現這種“厚重感”源於其內容的豐富性和全麵性。它似乎囊括瞭所有我們能在當前階段接觸到的核心化學原理和操作規範，幾乎沒有留下知識的盲區。作者在細節處理上的細緻入微，使得這本書的參考價值極高，即便在未來脫離瞭課堂學習，它依然可以作為一本隨時查閱的工具書。它所建立的知識框架非常堅固，為後續更深入、更專業的學習打下瞭堅實的地基，能夠讓人在麵對更復雜的挑戰時，擁有足夠的底氣和知識儲備去應對。

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從實用性的角度來衡量，這本書的組織結構簡直是教科書級彆的典範。每一個實驗模塊的設置都遵循著清晰的邏輯遞進關係，從基礎操作到復雜反應的過渡非常平滑自然，讓人能夠穩紮穩打地建立起知識體係。步驟描述詳盡到近乎苛刻，生怕讀者遺漏瞭任何一個微小的操作細節，這種嚴謹度極大地增強瞭實驗操作的成功率和安全性。更值得稱贊的是，它不僅僅停留在“怎麼做”的層麵，對於每個實驗背後的理論依據和可能齣現的結果分析，都有深入的探討，迫使讀者去思考和推理，而不是盲目地重復步驟。對於需要獨立完成大量實踐環節的學生來說，這本書無疑是最好的實踐指南。

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這本書的理論深度遠超我的預期，它沒有將化學僅僅視為一堆公式和反應式，而是將其置於更宏大的科學史和社會背景下去審視。作者似乎在引導我們思考，化學是如何一步步塑造瞭現代工業、醫學乃至我們日常生活的方方麵麵。閱讀過程中，我經常會停下來，迴味那些關於科學發現曆程的論述，那些關於化學傢們在探索真理過程中所付齣的心血和智慧的描述，讓人不禁心生敬畏。這不僅僅是一本技能手冊，更是一部濃縮的科學思想史，它教會我的不僅僅是實驗技巧，更是科學思維的養成和對知識力量的尊重。

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我發現這本書的敘事方式非常獨特，它似乎更像是在與讀者進行一場深入的對話，而不是冷冰冰地陳述事實。作者的語言風格時而幽默風趣，時而又變得極其嚴謹，這種張弛有度的節奏感使得冗長枯燥的理論部分也變得引人入勝。我尤其喜歡它在引入新章節時所做的背景鋪墊，總能將抽象的化學原理與現實生活中的宏大敘事巧妙地聯係起來，讓人在理解“為什麼學”的同時，也深刻體會到化學學科的魅力與重要性。讀起來一點也不覺得纍，更像是在閱讀一本高質量的科普讀物，但知識的深度和廣度又遠超一般的科普書，這種平衡拿捏得恰到好處。

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