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出版者:

作者:Macosko, Ch. W.

出品人:

页数:568

译者:

出版时间:1994-10

价格:1583.00 元

装帧:

isbn号码:9780471185758

丛书系列:

图书标签:

• 流变学
• 材料科学
• 物理学
• 化学工程
• 软物质物理
• 流体力学
• 聚合物科学
• 生物流变学
• 非牛顿流体
• 表征

材料科学前沿探索：流变学与其他跨学科视野 本书概述： 本书旨在拓展读者对材料科学中非牛顿流体行为的理解，并将其置于更广阔的工程、物理及化学背景下进行考察。我们专注于探讨材料在不同应力作用下变形与流动的规律，但采取了一种超越传统流变学范畴的视角，深入挖掘了相邻学科知识如何相互渗透、共同构建对复杂物质体系的认知。全书结构严谨，内容翔实，力求为研究人员、高级学生以及对材料本构行为感兴趣的工程师提供一个多维度的知识框架。 第一部分：从宏观到微观的尺度转换与测量挑战 本部分聚焦于流变学实验方法的选择与数据解读，但侧重于强调在不同操作尺度下，测量技术如何影响我们对材料真实行为的把握。 第一章：流变学测试的尺度依赖性与仪器局限 本章首先回顾了剪切、拉伸和振荡三种基本流变测试模式，但重点在于讨论了测量时间尺度（应变率范围）与材料微观结构松弛时间之间的关系。我们分析了旋转流变仪中压力梯度对样本均匀性的影响，尤其是在高剪切速率下可能诱发的宏观流动不稳定性（如挤出失稳、汗斑现象）。 接着，深入探讨了更精细的尺度技术。例如，显微镜技术在流变学中的应用——使用偏振光显微镜观察液晶聚合物在剪切场中的取向演变，以及利用共聚焦拉曼散射显微镜追踪颗粒在复杂介质中的局部应力分布。我们详细分析了这些“局部”测量数据如何与宏观的平均流变响应进行关联或产生偏差，特别是当材料表现出显著的空间异质性时。 第二章：非平衡态下的动态响应与时间-温度叠加原理的再审视 传统流变学常依赖于时间-温度叠加（TTSP）原理来构建主曲线。本章则挑战了该原理在极端条件下的适用性。我们探讨了玻璃化转变附近的材料行为，分析了当转变温度远低于实验温度时，分子链段运动受到的限制如何使得简单的平移叠加失效，转而需要引入时间-温度-应力叠加（TTSSP）模型。 此外，我们详细比较了蠕变（Creep）与应力松弛（Stress Relaxation）实验的非互易性问题，尤其是在非线性黏弹性区域。通过对Voigt模型和Maxwell模型的广义扩展，我们展示了如何通过引入非线性粘滞系数和应变依赖的弹性模量来更精确地描述高应变率下的能量耗散机制。 第二部分：结构与功能：跨越材料化学的界面控制 本部分将流变学行为与材料的内在化学结构和界面物理特性紧密联系起来，探讨了如何通过分子设计来调控宏观流动特性。 第三章：界面张力、润湿性与乳液/悬浮液的稳定性 本章的焦点从本体材料转向了分散体系。我们深入研究了表面活性剂在液-液或固-液界面上的吸附动力学，以及它们如何通过降低界面能来稳定乳液或悬浮液的长期储存稳定性。 重点分析了乳液流变学的特殊性：利用小角X射线散射（SAXS）技术来确定液滴的排布结构（如六方密堆积或立方结构），并将其与表观黏度（Apparent Viscosity）的变化关联起来。我们详细阐述了布朗运动、范德华力和静电斥力在决定高浓度分散体系剪切变稀行为中的相互作用机制，并引入了DLVO理论在非水体系中的修正应用。 第四章：聚合反应动力学与流动性的耦合 本章探讨了材料在合成过程中，其结构变化如何即时地反馈到其流动特性上。以自由基聚合或缩聚反应为例，我们分析了分子量分布（MWD）和支化度（Degree of Branching）如何影响反应混合物的黏度增长速率。 通过实时监测反应过程中的黏度变化，并结合凝胶渗透色谱（GPC）对实时取样进行分析，本章阐述了“临界点”附近材料从低黏度液体向高黏度网络结构转变的精确流变学特征。我们比较了受控/活性自由基聚合（如RAFT, ATRP）体系中，由于分子量分散窄化而带来的黏度预测优化。 第三部分：复杂流体在工程系统中的行为建模 本部分将理论模型应用于实际工程问题，关注于如何将实验室测得的本构关系应用于大型尺度、非均匀流场中的过程模拟。 第五章：多孔介质中的非牛顿渗流与压裂力学 针对油气开采、过滤和生物组织工程中的多孔介质问题，本章分析了流体通过这些复杂结构时的特殊流变学表现。我们考察了剪切变稀流体（如钻井液、压裂液）在狭窄通道中的“壁面爬升效应”和“通道化”现象，这些现象往往导致传统达西定律（Darcy's Law）失效。 重点讨论了如何使用修正的Forchheimer方程，结合幂律流体模型，来描述高渗透率或高流速下的渗流阻力。此外，详细分析了非牛顿流体在水力压裂过程中对裂缝形态和导流能力的影响，特别是聚合物链在拉伸和剪切应力下的断裂与再聚合机制对渗透率的长期影响。 第六章：颗粒与纤维增强复合材料的加工流变学 本章关注于如何在复合材料的成型过程中控制填料（如碳纳米管、玻璃纤维或无机颗粒）的取向和分散。我们引入了基于第二矩近似的剪切场中纤维定向模型（如 Jefferys 方程的修正版），并将其与黏塑性材料（如 Bingham 或 Herschel-Bulkley 模型）结合。 分析了在注射成型或反应注射成型（RIM）过程中，剪切速率梯度如何导致填料在模腔壁附近产生取向梯度，从而造成最终部件的机械性能各向异性。本书提供了一套基于有限元法（FEM）的模拟框架，用于预测和优化填充材料的初始取向分布。 结语：展望流变学与其他物理学的交汇点 本书的最终目标是激发读者思考，流变学并非一个孤立的学科，而是理解任何涉及物质在力场作用下发生时间依赖性形变的科学。通过引入化学动力学、界面物理学和高精度成像技术，我们能够构建出更具预测能力的材料模型，以应对未来先进制造和功能材料设计的挑战。

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这本书的阅读体验，仿佛是置身于一个精心布置的迷宫之中，每条路径都导向一个新的理解维度。作者的叙事节奏掌控得极佳，时而紧凑如战鼓擂鸣，集中火力突破一个核心难点；时而又舒缓悠长，留出大片空间让读者消化前文的所得。尤其是在章节过渡的地方，那种巧妙的衔接和铺垫，充分展现了作者对全书脉络的宏观把握。我注意到，很多章节的结尾处，作者都会留下一些发人深省的开放性问题，这些问题并非是简单的总结，而是带着强烈的启发性，让人不由自主地想去探索书本之外的关联。这种鼓励主动探索的写作手法，极大地激发了我作为读者的求知欲和批判性思维。它不是被动地灌输信息，而是在积极地引导和塑造读者的思考模式，这点是很多同类书籍望尘莫及的。

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这部作品的行文风格极其老辣，简直可以称得上是文笔的典范。它不是那种教科书式的干巴巴的陈述，而是充满了哲思的火花和语言的张力。作者在构建论证链条时，那种严密到令人窒息的逻辑推演，让我不得不惊叹其构建体系的功力。他似乎总能预判到读者可能产生的疑问，并在恰当的时机给出极富洞察力的解答，使得整个阅读体验流畅得几乎没有阻碍感。更值得称道的是，书中对概念的界定和术语的运用达到了近乎完美的精准度，每一个词汇的选择都似乎经过了千锤百炼，没有一丝冗余或含糊不清之处。这使得即使面对一些极为复杂的思想，也能被清晰地把握住其核心要义。对于追求知识的深度和纯粹性的读者而言，这本书无疑是一部值得反复研读的圭臬，它不仅仅是知识的载体，更是一种思维方法的示范，让人领略到高水平学术写作应有的风范与气度。

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翻开这本厚重的书，首先映入眼帘的是那充满历史感的封面设计，仿佛能透过纸张的纹理触摸到知识沉淀的重量。我本来对这个领域了解不多，抱着尝试的心态开始阅读，没想到很快就被作者那种娓娓道来的叙事方式深深吸引了。他并没有一开始就抛出那些晦涩难懂的理论，而是像一位经验丰富的老者，带着你从最基础的现象入手，一步步揭示事物运行的内在逻辑。书中对一些经典案例的剖析，尤其令人印象深刻，那些原本抽象的概念，在作者的笔下变得鲜活而具体，让人在恍然大悟的同时，也对世界的复杂性有了更深层次的敬畏。那种将看似不相关的知识点巧妙编织在一起的能力，着实体现了作者深厚的学识和卓越的洞察力。阅读的过程中，我时常停下来，陷入沉思，回味那些精妙的论述，感觉自己的思维方式都在被潜移默化地重塑。这本书更像是一场智力上的探险，每一次翻页都充满了发现的惊喜，远超出了我最初对一本学术著作的期待。

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说实话，一开始我有些担心，毕竟这类题材的书籍很容易陷入故作高深、故弄玄虚的窠臼。然而，这本书却以一种近乎朴实的态度，直面了那些宏大的议题。作者的笔调极其沉稳，没有使用任何华而不实的辞藻来粉饰太平，而是脚踏实地地去剖析问题。书中大量的图表和实验数据的引用，不是为了炫耀研究的广度，而是为了夯实每一个论点的可靠性，那种对“真实性”的执着追求，令人肃然起敬。我特别欣赏作者在处理争议性观点时的平衡态度，他既没有偏袒任何一方，而是客观地呈现了不同学派的争鸣，引导读者自行判断，这种学术上的公正性，在当代许多著作中已属难得。读完后，我感觉自己不仅仅是获取了知识，更重要的是，学习到了一种对待未知、对待真理应有的审慎和谦卑。

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对于我这种偏好细节和案例分析的读者来说，这本书最大的亮点在于其丰富且贴切的佐证材料。作者显然投入了巨大的精力去搜集和整理那些跨学科的例证，从古代的工艺实践到现代的工业流程，无不信手拈来，精准对应他所阐述的原理。这种跨界的视野极大地拓宽了我对这个专业领域应用潜力的认知。每一次阅读到那些深入到微观层面的描述时，我都能清晰地“看见”理论在实际运作中的表现，这种具象化的学习过程，极大地降低了理解门槛。更让我感到惊喜的是，书中对一些历史上的重大技术突破是如何一步步演进的描绘，简直像是一部精彩的学术“编年史”，让我们看到了知识积累的艰辛与伟大。这本书提供的不仅仅是知识框架，更是一份沉甸甸的、关于如何进行严谨观察和实践创新的“操作指南”。

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