Chemical Processes with Participation of Biological and Related Compounds pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:

作者:Lomova, T. N. (EDT)/ Zaikov, G. E. (EDT)

出品人:

页数:422

译者:

出版时间:

价格:1668.00 元

装帧:

isbn号码:9789004162105

丛书系列:

图书标签:

• 化学过程
• 生物化合物
• 相关化合物
• 生物技术
• 化学工程
• 生物化学
• 催化
• 反应工程
• 过程强化
• 绿色化学

现代材料科学进展：从基础理论到前沿应用 本书旨在为材料科学领域的科研人员、工程师以及高年级本科生和研究生提供一份全面而深入的概述，聚焦于当前材料科学研究中最具活力和变革性的领域。本书涵盖了从基础的材料结构与性能关系，到尖端的智能材料、纳米技术在材料设计中的应用，以及可持续发展背景下的新型材料开发策略。 --- 第一部分：材料的微观结构与宏观性能调控 本部分奠定了理解材料行为的理论基础，重点探讨了原子、晶体结构、缺陷如何决定材料的机械、热学、电学和光学性能。 第一章：晶体结构与缺陷工程 详细阐述了金属、陶瓷和聚合物的晶体学基础，包括布拉维点阵、密堆积结构以及非晶态材料的短程和长程有序性。重点讨论了点缺陷（空位、间隙原子、取代原子）、线缺陷（位错）和面缺陷（晶界）对材料塑性、强度、导电性和扩散过程的决定性影响。引入“缺陷工程”的概念，探讨如何通过精确控制缺陷浓度和分布来优化材料性能，例如通过热处理或辐照技术调控晶界能和位错密度。 第二章：热力学与动力学驱动的相变 深入分析了材料体系中的相图构建原理，包括固溶体、化合物的形成与分解。阐述了成核与长大理论在材料微结构演化中的应用，如析出相的形核率、生长速度及其对最终材料性能的影响。探讨了扩散机制，特别是快速离子导体和固态电解质中的扩散路径，以及高熵合金中复杂多主元体系的相稳定性和动力学行为。 第三章：界面与表面科学 材料的性能往往由其表面和界面特性主导。本章聚焦于材料界面（如异质结、晶界、气-固界面）的热力学稳定性和电子结构。详细介绍了表面吸附、润湿性、腐蚀起始机制。在纳米尺度上，探讨了量子尺寸效应如何改变材料的表面能和反应活性，为催化剂和传感器设计提供理论支撑。 --- 第二部分：功能材料的电学、磁学与光学特性 本部分深入研究了与能量转换、信息存储和光电子学密切相关的先进功能材料。 第四章：半导体物理与器件应用 超越基础的能带理论，本章聚焦于新型半导体材料，包括III-V族、II-VI族化合物半导体以及钙钛矿半导体。详细分析了掺杂机制、载流子输运（漂移与扩散）、复合机制（辐射复合与非辐射复合）。重点介绍如何利用异质结结构实现高效的光电转换（如太阳能电池）和光放大（如激光器）。 第五章：先进磁性材料与存储技术 讨论了磁性理论基础，包括朗之万理论、自旋电子学（Spintronics）的基本概念。深入分析铁磁性、反铁磁性和亚铁磁性的起源。重点介绍了磁记录材料（如TMR/GMR结构）的最新进展，以及如何利用磁斯通沃尔效应（Spin-Orbit Torque）驱动的磁振子输运实现低功耗磁存储和计算器件。 第六章：光子学与超材料 本章探讨了材料与光相互作用的机制，包括光的吸收、发射和散射。从传统的光学玻璃到先进的介电材料。重点剖析了超材料（Metamaterials）的设计原理，如何通过结构而非化学成分来控制电磁响应，实现负折射率、完美吸收和电磁隐身等概念。讨论了等离子体激元（Plasmonics）在增强光谱技术中的应用。 --- 第三部分：先进结构材料的力学行为与制造 本部分关注材料的强度、韧性、疲劳寿命及其在极端环境下的可靠性，并结合增材制造技术探讨材料的制造与性能的耦合。 第七章：塑性变形与断裂力学 全面梳理了材料的宏观塑性理论，包括屈服准则和流动法则。深入探讨了位错运动与加工硬化机制。在断裂方面，详细分析了线弹性断裂力学（Griffith理论）和弹塑性断裂力学（J积分、CTOD），以及疲劳裂纹的萌生、扩展和剩余寿命预测模型。引入了多相复合材料中的应力奇异性和界面脱粘机制。 第八章：高温与极端环境下的材料可靠性 聚焦于航空航天、能源领域对材料在高温、高应力、腐蚀性介质中服役性能的要求。讨论了高温蠕变（稳态与瞬态）的激活能分析。详述了氧化、硫化等环境腐蚀过程的动力学模型。针对陶瓷基复合材料（CMCs）和单晶高温合金，分析了其抗热震和抗疲劳性能的提升策略。 第九章：增材制造（3D打印）中的材料行为 本书专门开辟一章讨论增材制造带来的材料科学挑战。探讨了金属激光熔融沉积（SLM/LPM）过程中快速凝固、过热和快速冷却对微结构的影响，如形成细小柱状晶、亚结构和残余应力。分析了打印过程中出现的孔隙率、未熔合缺陷的控制方法，以及打印件各向异性的成因和改善路径。 --- 第四部分：可持续性与智能材料前沿 本部分面向未来材料的需求，涵盖了循环经济、能源存储和自适应系统。 第十章：能源存储材料：电池与超级电容器 重点分析了锂离子电池（LIBs）中正极（如层状氧化物、尖晶石）、负极（石墨、硅基材料）以及电解质材料的界面化学和稳定性问题。探讨了固态电解质的离子传导机制及其在下一代全固态电池中的挑战。在超级电容器方面，区分了法拉第赝电容和双电层电容材料的设计原理，如高表面积的导电聚合物和碳纳米材料。 第十一章：可持续性材料与绿色化学 强调材料生命周期评估（LCA）在材料选择中的重要性。讨论了生物基聚合物的合成、性能改进和降解机制，旨在替代传统石油基塑料。深入研究了新型无毒、储量丰富的替代金属（如镁、铝）的合金化与加工技术，以减少对稀有和战略性金属的依赖。 第十二章：响应性与自适应材料 本章探索具有环境敏感性的智能材料，如形状记忆合金（SMAs）、压电材料和磁致伸缩材料。详细阐述了这些材料的物理响应机制（如马氏体相变、电场耦合）。着重讨论了如何设计多刺激响应的聚合物网络，实现药物缓释、自修复涂层以及传感器应用中的信号放大。 --- 总结： 本书结构严谨，理论深度与工程应用并重，旨在提供一个横跨结构、功能、制造与可持续性等多个维度的综合性材料科学知识体系。通过对最新研究热点的梳理，读者将能够掌握当前材料设计与创新所必需的前沿理论工具和实验方法。

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