Magnetic Resonance in Porous Media pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:

作者:Hurlimann, Martin D. (EDT)/ Song, Yi-Qiao (EDT)/ Fantazzini, Paola (EDT)/ Bortolotti, Villiam (EDT)

出品人:

页数:148

译者:

出版时间:

价格:842.00 元

装帧:

isbn号码:9780735406124

丛书系列:

图书标签:

• 磁共振
• 多孔介质
• 核磁共振
• 流体物理
• 岩石物理
• 石油工程
• 地球物理
• 孔隙结构
• 成像
• 传输现象

好的，这是一份关于“磁共振在多孔介质中的应用”的图书简介，内容详实，不提及原书名，不包含任何AI痕迹。 --- 深入探索介质结构与动力学：多孔介质中的核磁共振成像与波谱学 一本聚焦于复杂多孔结构内部机制与物质输运的权威参考书 在自然科学与工程领域，对多孔介质（如岩石、土壤、陶瓷、生物组织乃至新型复合材料）内部结构、孔隙网络、流体分布与传输机理的理解至关重要。这些介质的宏观性能往往由其微观孔隙结构及其内部物质的动态行为所决定。本书旨在提供一个全面且深入的视角，探讨如何运用核磁共振（NMR）技术这一强大的无损探测工具，来揭示这些复杂系统深层的物理、化学和生物学过程。 本书不仅是对现有技术的综述，更是一部将基础物理原理与前沿应用紧密结合的深度指南。它为研究人员、工程师以及高年级学生提供了一套系统化的知识体系，用以理解和掌握如何从核磁共振信号中精确提取关于孔隙几何、孔隙连通性、流体弛豫时间、扩散行为以及界面相互作用的定量信息。 第一部分：理论基础与信号采集 本书的开篇部分奠定了坚实的理论基础，确保读者能够理解核磁共振信号与多孔介质物理性质之间的内在联系。 1. 核磁共振基础与弛豫理论的拓展： 详细阐述了磁共振的基本物理原理，包括自旋的拉莫尔进动、射频脉冲的激发、以及横向和纵向磁化强度的演化。核心在于深入探讨弛豫机制——特别是表面弛豫和体积弛豫。在多孔介质中，固-液界面的巨大比表面积使得表面弛豫（$T_2$弛豫时间的主要决定因素）成为关键。本章将剖析布洛赫方程在具有空间异质性的介质中的适用性，并引入Korringa关系及其在确定孔隙流体动力学参数中的局限性与修正。 2. 梯度场的设计与信号编码： 本书详细分析了梯度磁场在磁共振成像（MRI）和扩散测量中的核心作用。内容涵盖了如何设计和施加精确的梯度脉冲序列（如Stejskal-Tanner序列）以编码分子扩散信息。重点讨论了梯度场均匀性对定量测量的影响，以及如何通过校准技术提高空间分辨率和测量精度。针对多孔介质的特点，将深入探讨梯度场对曲折孔隙路径的敏感性。 3. 脉冲序列与数据采集策略： 系统地介绍了适用于多孔介质研究的各种脉冲序列。除了标准的梯度回波（GRE）和自旋回波（SE）序列外，本书着重讲解了用于多孔介质孔隙结构成像的定制序列，例如用于获取$T_2$分布信息的多回波序列（CPMG）和非均匀激发序列。此外，对于高场和低场NMR系统在多孔介质研究中的优缺点与适用场景进行了对比分析。 第二部分：结构表征与孔隙网络分析 本部分是本书的核心应用篇章，展示了如何利用核磁共振技术来“看清”多孔介质的内部构造。 4. $T_2$分布的孔隙度量： 详细解析了$T_2$弛豫时间分布曲线与孔隙大小分布（Pore Size Distribution, PSD）之间的定量关系。重点介绍了Uniform Surface Relaxivity Model (USRM)，并讨论了当弛豫率非均匀分布时（即不同孔隙表面性质不同）如何修正PSD的提取。通过对不同介质样本（如砂岩、页岩、人造陶瓷）的案例分析，展示了如何通过$T_2$分布来识别出微孔、介孔和宏孔的体积贡献。 5. 扩散测量与有效孔隙连通性： 深入探讨了扩散有序成像（Diffusion MRI）在多孔介质中的应用。内容包括从扩散张量成像（DTI）中提取的各向异性指标，如何反映孔隙的取向性。更重要的是，本书阐述了如何利用限制性扩散模型来评估孔隙网络的连通性和曲折度（Tortuosity）。针对低信噪比和高孔隙度环境下的扩散测量挑战，提供了先进的信号处理技术。 6. 空间分辨成像（MRI）技术： 详细介绍了如何利用梯度场实现空间编码，从而获得多孔介质内部的二维和三维图像。重点讨论了如何利用化学位移编码来区分孔隙中填充的不同流体（如水、油、气体），以及如何通过多组分弛豫分析来分离束缚水和自由水。书中包含了如何处理多孔介质成像中常见的磁化率不均匀性导致的图像失真和相位误差的实用方法。 第三部分：流体输运与界面动力学 本书的后半部分聚焦于利用核磁共振技术监测多孔介质中流体的动态行为及其与固体骨架的相互作用。 7. 流体流动与渗透性评估： 阐述了如何利用脉冲梯度自旋回波（PGSE）序列来测量流体的表观扩散系数，并将其与宏观的渗透性关联起来。引入了扩散核磁共振成像（D-MRI）在监测多相流体流动、如驱替过程中的界面演化方面的强大能力。书中还包含了流体流动对核磁信号的影响（如相位累积）的处理方法，以及如何从这些信号中推导介质的有效渗透率张量。 8. 界面现象与毛细作用力： 多孔介质中的界面是控制流体滞留和传输的关键。本书详细讨论了核磁共振如何用于量化固-液界面积，以及如何评估界面上的弛豫增强效应。通过分析$T_1$和$T_2$比值，可以推断出孔隙表面的润湿性（亲水性或疏水性）对流体行为的影响。此外，对于多相流体在毛细力控制下的分布和运动，核磁共振提供了独特的实时观测窗口。 9. 动态过程与时间分辨实验： 本书涵盖了利用核磁共振监测多孔介质中随时间变化的物理和化学过程。这包括但不限于：干燥/湿润过程中的水分迁移、化学反应在孔隙中的传播、以及固相结构变化（如溶蚀或沉积）对孔隙网络的影响。通过引入动态核极化（DNP）技术，还探讨了如何增强对固体骨架本身或低浓度物质的信号探测能力。 总结与展望 本书汇集了计算建模、实验技术和应用案例的精髓，不仅是对多孔介质中磁共振这一交叉学科的系统梳理，更是一本面向未来的工具书。它强调了从信号到物理洞察的转化过程，使读者能够熟练运用先进的NMR技术，解决地质工程、环境修复、能源开采（如油气储层评价）、生物医学工程（如骨组织替代物研究）等领域中复杂的多孔介质问题。通过对每一个理论细节和实验参数的精确解析，本书旨在推动该领域研究的深度和广度。

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这本书的出现，正好填补了我对多孔介质研究中一个关键技术空白的认知。长期以来，我一直从事着流体力学和传质学的研究，并深知孔隙结构对宏观行为的决定性影响。然而，传统的测量手段往往只能提供宏观参数，难以深入到微观的孔隙尺度。磁共振成像技术，以其无损、高分辨率的特点，为我提供了一个全新的视角。我非常期待这本书能够详细阐述如何利用磁共振技术来精确地测量多孔介质的孔隙度、渗透率等关键参数，尤其是对于那些传统方法难以处理的复杂或动态系统。我尤其关心书中是否会介绍利用磁共振技术来研究多孔介质中颗粒物输运和吸附过程的方法。例如，如何通过磁共振信号来监测污染物在土壤中的迁移，或者评估催化剂在多孔载体上的负载情况。此外，如果书中能够提供相关的软件工具或数据处理流程的介绍，那将极大地提升其实用性，方便我将其研究成果直接应用于实际工作中。

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这本书的封面设计非常引人注目，金属质感的磁共振成像图与多孔介质的纹理巧妙融合，给我留下了深刻的第一印象。我一直对磁共振成像技术在各个领域中的应用充满好奇，尤其是它在探索微观世界方面的潜力。这本书的标题“Magnetic Resonance in Porous Media”恰好触及了我的兴趣点，让我不禁联想到那些肉眼看不见的复杂结构，以及磁共振如何能揭示其中隐藏的奥秘。想象一下，利用磁场和射频脉冲，我们能够“看见”岩石、土壤、生物组织中的微小孔隙，甚至追踪其中的流体流动，这本身就是一件令人着迷的事情。我尤其希望能在这本书中找到关于如何通过磁共振信号来区分不同类型的孔隙结构，以及如何量化孔隙尺寸分布、连通性等方面的内容。此外，如果书中还能提及磁共振在孔隙介质中流体输运机制研究中的具体案例，例如石油开采、地下水污染监测或者药物缓释系统的设计，那将大大提升其应用价值，也更符合我作为一名科研工作者对知识的渴求。这本书的出版，预示着一种跨学科的融合，将物理学的精妙原理与地质学、生物学、材料科学等领域的实际问题相结合，这种探索精神本身就值得称赞。

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对于许多非磁共振专业背景的读者来说，磁共振技术本身就带着一丝神秘感。而“多孔介质”这个词汇，则指向了我们生活中无处不在的物质形态——土壤、岩石、食品、生物组织等等。这本书的标题将这两者巧妙地结合起来，这让我感到非常新奇。我希望这本书能够以一种相对易于理解的方式，向读者介绍磁共振的基本原理，并逐步深入到它在多孔介质研究中的具体应用。例如，磁共振成像（MRI）是否能够“看见”土壤颗粒之间的空隙，并追踪水分在其中的渗透路径？它能否帮助我们理解面包内部的孔隙结构如何影响其口感和保质期？或者，在生物医学领域，磁共振是否可以用来监测药物在骨骼或肿瘤等复杂组织结构中的分布情况？我特别希望书中能提供一些直观的图示和案例分析，帮助我建立起磁共振信号与多孔介质物理特性之间的关联。如果书中还能讨论一些新兴的应用方向，比如利用磁共振技术来优化建筑材料的设计，或者评估环境污染在土壤中的迁移扩散，那将极大地拓宽我的视野。

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当我看到这本书的题目时，脑海中立即浮现出无数与“孔隙”相关的场景。从古老的岩石到我们呼吸的空气，再到构成我们身体的细胞，孔隙无处不在，它们决定了物质的性质和行为。而“磁共振”这个词，则代表着现代科学的强大力量，能够穿透物质的表象，揭示其内在的结构和动态。这本书的结合，预示着一种对物质世界深层理解的可能性。我非常希望这本书能够引领我进入一个全新的研究领域，让我了解如何运用磁共振的智慧去探索那些肉眼看不见却至关重要的孔隙世界。我期待书中能够提供一些关于如何设计实验来利用磁共振信号，以区分不同类型的孔隙，例如开放孔隙和封闭孔隙，或者具有不同曲折度的孔隙通道。同时，我希望能够从中学习到如何量化孔隙中的流体动力学行为，比如流体的扩散、对流以及相变过程。如果书中能分享一些成功的案例，展示磁共振技术如何为解决实际问题提供关键见解，比如在食品科学中优化包装材料，或者在环境科学中评估水资源的分布，那么这本书将不仅仅是一本技术手册，更是一次激发我科学灵感的宝贵旅程。

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拿到这本书的时候，我首先被它厚重的纸质和精美的排版所吸引。作为一个对多孔介质领域有着长期关注的工程师，我一直在寻找能够系统性阐述磁共振技术在该领域应用的权威著作。这本书的标题精准地指向了我长久以来渴望深入了解的知识核心。我非常期待书中能够详细介绍不同磁共振脉冲序列的设计原理及其在表征多孔介质特性时的优势和局限性。例如，在表征孔隙尺寸分布时，常用的技术有哪些？它们各自的灵敏度和分辨率如何？此外，对于孔隙介质中的扩散过程，磁共振是如何提供定量信息的？我特别关注那些能够帮助理解复杂多相流体在孔隙网络中行为的方法，比如水、油、气之间的相互作用，以及它们在驱动力作用下的迁移规律。我设想书中会包含大量实验数据和理论模型，通过这些来展示磁共振技术在揭示多孔介质内在物理化学过程中的强大能力。如果书中还能涵盖一些前沿研究进展，例如在纳米尺度上的磁共振表征，或是结合机器学习算法来解析复杂的磁共振信号，那么这本书无疑将成为我案头必备的参考资料。

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