Handbook of Magnetic Materials pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:

作者:Buschow, K. H. J. 编

出品人:

页数:732

译者:

出版时间:1998-8

价格:$ 407.93

装帧:

isbn号码:9780444829566

丛书系列:

图书标签:

• 磁性材料
• 磁学
• 材料科学
• 物理学
• 工程学
• 手册
• 参考书
• 磁记录
• 磁性薄膜
• 纳米磁性

深入探索先进材料科学与工程：无磁性材料的广阔天地 本书旨在为科研人员、工程师以及对材料科学前沿领域有浓厚兴趣的读者，提供一本全面而深入的、聚焦于 非磁性先进材料 的权威参考手册。 尽管“磁性材料”在现代科技中占据重要地位，但支撑起信息技术、能源存储、生物医学和结构工程等诸多领域快速发展的，恰恰是那些在特定应用场景下需要精确排除磁性干扰或展现出独特电学、光学和机械性能的非磁性先进材料。 本书将结构化地探索一系列关键的、具有战略意义的非磁性材料体系，从基础物理化学原理出发，深入到材料的合成、表征、性能优化及其在尖端技术中的实际应用。我们摒弃了传统材料学中对磁畴、磁化强度等概念的关注，转而聚焦于电子结构、晶格动力学、界面效应以及宏观功能性之间的复杂关系。 --- 第一部分：基础理论与合成策略（Foundational Theories and Synthesis Methodologies） 本部分奠定了理解和设计高性能非磁性材料所需的理论基础，并详尽介绍了当前最先进的制备技术。 第一章：非磁性材料的电子结构与能带理论 本章深入探讨了如何通过第一性原理计算和实验光谱学手段（如X射线光电子能谱XPS、紫外光电子能谱UPS）来精确确定材料的电子结构。重点分析了宽禁带半导体（如氮化镓GaN、碳化硅SiC）中载流子迁移率的限制因素、绝缘体中缺陷态的形成及其对介电常数的影响，以及高熵氧化物中局域电子态的非磁性特性。讨论了费米能级调控在优化这些材料电学性能中的核心作用。 第二章：先进陶瓷与玻璃的合成与微观结构控制 陶瓷和玻璃因其优异的耐高温、耐腐蚀和优良的介电性能，是无磁性应用的核心材料。本章详细介绍了气相沉积技术（CVD、PVD）、溶胶-凝胶法（Sol-Gel）、固态反应法以及增材制造（3D打印）技术在制备高纯度、高致密度的非磁性陶瓷（如氧化铝、氧化锆、氮化硅）中的应用。特别关注了晶界工程和玻璃网络结构对材料机械韧性、热稳定性和光学透明度的影响。 第三章：高纯度金属与合金的制备及杂质控制 虽然许多金属具有磁性，但特定纯度等级的金属（如超高纯铝、纯铜、某些贵金属合金）在超导、精密电子封装和真空技术中是不可或缺的非磁性选择。本章聚焦于区域熔炼、电子束熔炼和真空电弧熔炼等技术，用以达到极低的过渡金属杂质含量，从而确保材料的非磁性纯度和优异的导电性、导热性。同时探讨了非磁性结构合金（如某些镍基或钛基高温合金）的相稳定性与蠕变行为。 --- 第二部分：电学、光学与热力学特性（Electrical, Optical, and Thermophysical Properties） 本部分深入剖析了非磁性材料在极端环境下的核心功能性指标。 第四章：介电材料与高频应用 本章是关于电容器和高频电路基板材料的专题。详细分析了铁电体、顺电体和反铁电体中极化机制与电场响应。重点讨论了如何通过材料设计（如掺杂和形成固溶体）来降低介电损耗（tan $delta$）并提高击穿场强，尤其关注了微波和太赫兹频段的性能。引入了先进的测试方法，如超宽带脉冲反射测量和共振腔法。 第五章：光电转换与透明导电氧化物（TCOs） 本章聚焦于半导体材料的透明性与导电性的矛盾统一。深入探讨了氧化铟锡（ITO）、氧化锌（ZnO）及其掺杂体系中载流子浓度、晶格缺陷与光学透过率之间的权衡关系。分析了晶体取向、薄膜厚度对等离子体共振频率的影响，及其在触摸屏、太阳能电池和光电探测器中的应用优化。 第六章：先进热管理材料与热电效应 在不涉及磁性热电材料的前提下，本章集中讨论了高导热率的非磁性材料（如金刚石、热解氮化硼h-BN、石墨烯复合材料）在电子器件热沉中的应用。此外，还全面分析了传统和新型热电材料（如碲化铋Bi₂Te₃、氧化物系材料）的热电势、塞贝克系数和热导率，探讨如何最大化其无磁性热电转换效率（ZT值）。 --- 第三部分：特定应用领域的前沿进展（Frontiers in Specialized Non-Magnetic Applications） 本部分将理论和性能与实际工程挑战紧密结合。 第七章：生物相容性与植入式设备材料 本章探讨了生物医学领域对绝对无磁性材料的严格要求。涵盖了高纯度钛合金（非磁性级别）、医用级陶瓷（羟基磷灰石、生物活性玻璃）以及聚合物的生物降解、生物相容性、抗疲劳性能。重点讨论了表面改性技术（如电泳沉积、等离子体喷涂）对骨结合和软组织界面的影响。 第八章：超纯净环境与半导体制造中的材料 在先进半导体制造（如EUV光刻、超高真空沉积）中，任何微小的磁性污染都可能导致灾难性的后果。本章详述了用于腔体、工具和传输线的特种超纯石英、高纯度碳材料和特种高分子材料的选择标准、表面能控制以及化学机械抛光（CMP）技术在实现原子级平整度方面的进展。 第九章：高强度、轻质结构材料的非磁性设计 本章关注航空航天和深海探测领域对兼具高强度、低密度和完全抗磁性的结构件需求。深入研究了镁锂合金、泡沫金属以及纤维增强复合材料（如碳纤维增强环氧树脂/陶瓷基复合材料）的力学性能、疲劳寿命和环境适应性。探讨了如何通过纳米结构设计来突破传统强度-重量比的限制。 第十章：新型非磁性功能界面的调控 本章展望了未来材料科学的发展方向，特别是关注多功能异质结构界面的设计。研究了二维材料（如六方氮化硼h-BN、石墨烯）作为绝缘层或势垒层的应用，如何通过精确控制晶格失配和界面化学环境来优化器件性能，并探索了基于拓扑绝缘体（非磁性拓扑表面态）的新型传感器和低功耗器件的可能性。 --- 本书的特点： 聚焦非磁性： 严格限定于电学、光学、热学和力学性能优异的非磁性材料体系，为特定敏感应用提供精准指导。 深度与广度兼具： 覆盖了从材料科学基础理论到前沿技术应用的完整知识链。 工程实践导向： 结合了最新的实验技术和工业制造标准，强调材料的实际性能优化和可靠性验证。 本书是材料科学家和工程师在设计下一代无磁性技术系统时，不可或缺的、具有高度实用价值的参考工具书。

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说实话，一开始拿到这本沉甸甸的“砖头”，我还有点担心内容会过于陈旧或晦涩，毕竟磁性材料的研究发展速度非常快。然而，翻开后我发现我的担忧完全是多余的。这本书的编排逻辑极其巧妙，它没有按照传统的元素分类法堆砌数据，而是巧妙地构建了一个从基础物理到功能器件应用的知识网络。举个例子，它在讨论非晶态磁性合金时，不仅详细回顾了经典 GMB 理论的发展脉络，还花了大篇幅介绍了近年来在超快激光辐照下诱导磁各向异性形成的新鲜研究成果。这种对历史脉络的梳理和对最新进展的敏锐捕捉，使得整本书既有经典的厚重感，又不失前沿的活力。我特别留意了关于高温超导与磁性耦合方面的章节，那里的论述非常严谨，清晰地勾勒出了两种复杂物态相互作用的物理图像。对于那些希望从材料设计阶段就引入先进计算方法的工程师来说，书中涉及到的密度泛函理论（DFT）计算结果和蒙特卡洛模拟的应用实例，提供了极具操作性的参考框架。阅读这本书的过程，就像是跟随一位博学多才的导师，在磁性世界的迷宫中进行一次系统而富有启发性的定向行走。

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让我印象特别深刻的是这本书对待“复杂磁性”的态度——它没有回避那些尚未完全被理解的、处于前沿探索阶段的领域，反而给予了相当的篇幅进行介绍和探讨。例如，在讲解反铁磁体中自旋波的激发与控制时，它不仅复述了经典的朗道-李弗西茨方程，还深入探讨了如何利用轨道矩和拓扑性质来实现对反铁磁自旋的有效操控，这正是当前自旋电子学领域最热门的方向之一。作者似乎在暗示，真正的挑战在于如何将这些新兴的、通常在低温或高场下才表现出的奇异磁性，稳定地移植到室温工作的器件中。书中对于磁斯卡尔米子（Skyrmion）的拓扑稳定性、创建与操控的最新进展，描述得尤为精彩，它清晰地指出了当前实验中如何克服热涨落的干扰，并提出了几种未来可能实现高效电流驱动的思路。这本书的格局很高，它不满足于总结已有的成就，而是更着眼于指出未来十年磁性材料研究的可能方向和核心科学问题。这让我感觉自己不只是在学习一门学科的知识，而是在参与一场正在进行的、激动人心的科学对话。

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这本《Handbook of Magnetic Materials》简直是磁性材料领域的圣经！我花了整整一个下午沉浸在它的前几章中，那种知识的密度和广度，真的让人叹为观止。作者在开篇对磁性现象的宏观描述和微观机理的阐述上，简直是教科书级别的精准和深入。特别是关于磁畴壁运动动力学的章节，用非常清晰的数学模型和实验数据支撑，让我对畴壁钉扎效应有了全新的理解。我过去总是在一些特定的应用场景中遇到理论上的瓶颈，总觉得有些概念不够扎实，但这本书像是给我的知识体系打了一剂强心针。它不仅仅是罗列事实，而是深入探讨了不同晶体结构和化学组分如何调控磁性特性的内在联系。我尤其欣赏它对实验技术的细致描述，比如如何利用磁光克尔效应（MOKE）配合扫描隧道显微镜（STM）来实时观察纳米尺度下的磁化过程，这些前沿技术的讲解，远超我预期的深度。对于任何想在磁性材料领域深耕的研究人员来说，这本书的价值是无可替代的，它为我们提供了坚实的理论基础和探索未知的工具箱。我甚至开始重新审视我手头正在进行的一个关于斯米尔诺夫（SmCo）永磁体的项目，感觉可以从更加基础的量子力学层面去优化我们的合成工艺了。

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这本书给我带来的最大感受是它的“实用主义”精神。我过去读过很多侧重于理论推导的专业书籍，虽然数学公式很美，但往往脱离了实际的材料制备和器件性能优化。然而，《Handbook of Magnetic Materials》在这方面做得极为出色。它似乎预设了读者会立即将所学知识投入到实验室中去验证或应用。例如，在讲解磁记录介质时，它不仅分析了位势能障碍对写入稳定性的影响，还深入探讨了热辅助磁记录（HAMR）技术中激光头设计与磁层材料的匹配性问题，这种将材料科学与精密工程紧密结合的视角，非常符合现代技术发展的趋势。我惊喜地发现，书中对磁性薄膜的界面效应和应力耦合现象的描述，比我过去参考的任何综述都要深入和具体。作者似乎亲自参与了这些材料的制备，才能如此细致地指出在退火温度控制、靶材纯度对磁性能的“微小但致命”的影响。对于从事磁存储和磁传感器研发的团队来说，这本书无疑是一本宝贵的工具书，它能帮助我们提前预判在扩大生产规模时可能遇到的系统性误差源。

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阅读体验上，这本书的清晰度和图表质量也值得称赞。尽管内容极其专业和复杂，但作者在组织结构上似乎费尽了心思，确保读者能够平滑地过渡到下一个知识点。我注意到，每一个主要章节的末尾都有一个简短的总结段落，这对于我们这些需要快速消化大量信息的专业人士来说，简直是福音。特别是关于磁弹性效应和磁致伸缩材料的那部分，作者用了大量精心绘制的相图和应力-磁化强度耦合曲线，这些图表清晰地展示了宏观力学响应与微观磁畴结构演变之间的非线性关系，极大地弥补了纯文字描述的不足。我过去对如何量化磁致伸缩系数的温度依赖性一直感到困惑，这本书通过具体的案例分析，展示了如何利用拉伸应力场来设计具有更高灵敏度的磁传感器元件。更难得的是，作者的语言风格非常严谨，绝不使用模糊不清的形容词，每一个定性和定量的描述都有数据支撑，这让读者在引用或复现相关工作时，能够拥有极高的信心。它不是一本让你读完就束之高阁的参考书，更像是一本需要随时翻阅、不断印证的“操作手册”。

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