Mesoplasticity and Its Applications (Materials Research & Engineering) pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

简体网页||繁体网页

☆☆☆☆☆

出版者:Springer-Verlag Berlin and Heidelberg GmbH & Co. K

作者:Wei Yang

出品人:

页数:398

译者:

出版时间:1993-04

价格:$ 256.51

装帧:Hardcover

isbn号码:9783540555421

丛书系列:

图书标签:

• Mesoplasticity
• Materials Science
• Materials Engineering
• Mechanical Behavior
• Deformation Mechanisms
• Plasticity
• Microstructure
• Materials Properties
• Engineering Materials
• Solid Mechanics

物质科学前沿探索：结构、性能与新型材料的设计 书籍简介 本书旨在为材料科学家、化学工程师、物理学家以及相关领域的研究人员提供一个深入探索物质世界结构、性能演变及其在先进材料设计中应用的综合性平台。全书紧密围绕当前物质科学领域最活跃、最具挑战性的几个方向展开，强调从微观结构到宏观性能的内在联系，并着重介绍如何利用先进的表征技术和理论模型指导新型功能材料的理性设计与制备。 第一部分：晶体结构与缺陷工程 (Crystal Structure and Defect Engineering) 本部分聚焦于晶体学基础理论在现代材料科学中的应用，并深入剖析结构缺陷如何成为调控材料性能的关键变量。 第一章：晶格动力学与对称性原理 本章首先复习了晶格的周期性、布拉维点阵及其在三维空间中的描述。重点讨论了群论在晶体对称性分类中的作用，如何利用空间群确定晶体结构中可能存在的物理特性，例如压电性、铁电性或光学活性。随后，深入探讨了晶格振动（声子）的概念，包括光学支与声学支的区分，以及声子对热导率、比热容和光吸收光谱的影响。通过详细的数学推导，阐明了晶格畸变（如晶格常数的变化或晶格常数的各向异性）如何影响材料的电子能带结构和力学响应。 第二章：位错理论与塑性变形的微观机制 位错，作为晶体结构中最基本的线缺陷，是理解金属和陶瓷塑性的核心。本章全面回顾了边缘位错、螺型位错及其混合类型的几何特征和应力场分布。重点分析了位错线的运动学——攀移（Climb）和交滑移（Cross-slip），以及它们在高温蠕变和室温塑性流动中的作用。此外，章节详细阐述了位错源的激活机制、位错缠结（Dislocation Tangles）的形成过程及其对材料强度的极限贡献。引入了位错动力学模拟（如分子动力学和相场晶体方法）在预测复杂应力状态下位错行为的最新进展。 第三章：点缺陷与扩散过程 点缺陷，包括空位、间隙原子和取代原子，是影响材料扩散、电荷传输和辐射损伤的基础。本章系统考察了不同晶体结构中点缺陷的形成能、迁移能及其在热力学平衡下的浓度分布。通过Fick扩散定律的微分形式，阐述了宏观扩散速率与微观跳跃频率之间的关系。针对离子晶体，探讨了点缺陷对电导率和离子迁移率的贡献，并引入了Schottky缺陷和Frenkel缺陷模型。章节末尾，讨论了如何通过化学掺杂来有效控制点缺陷的类型和数量，以优化半导体或固体氧化物燃料电池的性能。 第二部分：先进表征技术与微结构解析 (Advanced Characterization and Microstructure Resolution) 本部分着重介绍现代材料科学中不可或缺的尖端实验技术，及其如何揭示材料在不同尺度下的结构信息。 第四章：电子显微学的高级应用 透射电子显微镜（TEM）和扫描电子显微镜（SEM）是微观结构分析的基石。本章不仅涵盖了场发射SEM的成像原理和背散射电子（BSE）的对比机制，更深入讲解了高分辨透射电子显微镜（HRTEM）在原子尺度成像上的挑战与机遇。重点介绍利用选区电子衍射（SAED）确定局部晶体取向和晶界结构。在谱学分析方面，详细阐述了能量色散X射线谱（EDS）和电子能量损失谱（EELS）如何定量分析元素分布和化学键合状态，特别是EELS在识别低价态金属离子和氧空位方面的独特优势。 第五章：光谱学与表面敏感探针 本章聚焦于利用光与物质相互作用来探测材料的电子结构和化学环境。拉曼光谱和红外光谱被用于识别材料的分子振动模式和晶格振动模式，从而鉴定相变和应力状态。对于表面和界面研究，详细讨论了X射线光电子能谱（XPS）和俄歇电子能谱（AES）的工作原理，强调其在纳米尺度下化学态分析的精确性。此外，介绍了同步辐射光源在吸收谱（XAS）中的应用，如何通过近边吸收结构（NEXAFS）精确确定原子周围的配位数和几何构型。 第六章：原位（In-Situ）与动态材料测试 为了捕捉材料在真实服役条件下的行为，原位技术至关重要。本章系统性地介绍了将传统力学测试（如拉伸、压缩）与先进表征手段（如同步辐射X射线衍射、中子散射）结合的最新进展。通过原位TEM观察材料在电化学循环中的微结构演变，或使用原位声发射监测裂纹的萌生与扩展。强调了这些动态数据如何弥补静态测试在理解演化过程中的不足，是建立“性能-结构-过程”闭环模型的基础。 第三部分：新型功能材料的设计原理 (Design Principles for Novel Functional Materials) 本部分将前两部分的基础知识和表征工具应用于具体的新材料设计领域，着重于材料的性能定制化。 第七章：高熵合金与复杂构型材料 高熵合金（HEAs）代表了材料设计从传统单一或二元系向多主元合金体系的范式转变。本章阐述了高熵合金的“高熵效应”、“迟滞效应”、“无序-有序转变”和“腐蚀抵抗性”等核心概念。讨论了如何利用计算热力学和高通量实验筛选出具有面心立方（FCC）或体心立方（BCC）稳定结构的合金体系。重点分析了其在高温强度、抗辐照损伤方面的潜力，并探讨了如何通过调控组元比率来设计具有特定晶界工程的HEAs。 第八章：能源存储材料的界面调控 针对锂离子电池、钠离子电池及超级电容器，本章深入探讨了电极材料的性能瓶颈。对于正负极材料，分析了晶格畸变和表面重构如何影响离子的嵌入/脱嵌动力学和材料的循环稳定性。特别关注了固态电解质的设计，包括掺杂工程对离子电导率的提升机制，以及如何通过界面工程降低固/固界面电阻，抑制锂枝晶的生长。介绍了第一性原理计算在预测新电极材料的电压平台和结构稳定性方面的应用。 第九章：智能与自修复材料的设计 本章探讨了材料对外部刺激（如温度、光、电场）的响应性，以及如何赋予材料自主修复能力。形状记忆合金（SMA）和压电材料的设计是本章的重点，分析了晶格相变（如马氏体转变）如何驱动宏观功能。在自修复领域，详细介绍了基于微胶囊包裹的化学修复机制、可逆共价键和动态共价网络（DCNs）的设计原理。讨论了如何通过引入特定官能团来控制修复效率和机械性能的恢复程度。 本书力求在理论深度和实践应用之间取得平衡，为读者提供一套完整的、从原子尺度到宏观尺度理解和设计先进材料的知识框架。

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆