Medical Imaging and Informatics pdf epub mobi txt 电子书下载 2026

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出版者:

作者:Gao, Xiaohong (EDT)/ Muller, Henning (EDT)/ Loomes, Martin (EDT)/ Comley, Richard (EDT)/ Luo, Shuqia

出品人:

页数:0

译者:

出版时间:

价格:698.00 元

装帧:

isbn号码:9783540794899

丛书系列:

图书标签:

医学影像
医学信息学
人工智能
深度学习
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具体描述

深入探索现代材料科学的基石：从微观结构到宏观性能的桥梁本书旨在为材料科学领域的学习者、研究人员以及工业界专业人士提供一份全面且深入的指南，聚焦于理解和调控材料的微观结构如何决定其宏观性能。我们摒弃了对现有特定领域（如医学影像、信息学）的探讨，转而将全部篇幅奉献给材料科学的核心——从原子尺度到宏观尺度的跨越式理解。第一部分：材料的原子与电子结构基础本部分从最基本的层面构建理解框架。我们将首先详尽阐述晶体结构与缺陷工程。这包括对点缺陷（如空位、间隙原子、取代原子）、线缺陷（位错）以及面缺陷（晶界、孪晶界）的形成、运动学和对材料力学性能的决定性影响的深入剖析。材料的性能并非均匀的理想状态，而是由这些缺陷所主导。我们将结合布拉维点阵、密堆积结构和非晶态结构的对比分析，阐明它们如何影响材料的密度、热力学稳定性和扩散行为。紧接着，我们将深入探讨电子结构与能带理论。理解电子在材料中的排布和运动是预测导电性、光学特性和磁性的关键。我们将系统讲解薛定谔方程在周期性势场中的应用，导出一个清晰的能带结构模型。这部分内容将涵盖金属、半导体和绝缘体能带结构的差异性解释，并引入第一性原理计算方法（如密度泛函理论，DFT）在预测材料基态性质中的实际应用与局限性，为后续功能材料的设计奠定理论基础。第二部分：材料的微观组织与性能调控本部分的核心是将微观结构与可量化的宏观性能建立联系。微观组织演变与热力学驱动力是关键的一章。我们将全面梳理相变理论，包括吉布斯自由能最小化原则、形核与长大机制（如柯斯特斯-斯莫卢霍夫斯基模型）。重点讨论扩散在固态相变（如析出强化、时效处理）中的作用，并详细分析退火、固溶处理等经典热处理工艺对晶粒尺寸、相界面积和残余应力的影响。随后，我们聚焦于机械性能的本构描述与断裂机理。这部分将不仅仅停留在简单的应力-应变曲线分析，而是深入探究塑性变形的内在机制，特别是位错滑移和孪生过程的微观图像。针对韧性与脆性行为，我们将阐述Griffith裂纹扩展理论、线性弹性断裂力学（LEFM）以及弹塑性断裂力学（EPFM）中的关键参数（如应力强度因子K、弹性能释放率G、断裂韧性$K_{IC}$）。此外，疲劳和蠕变作为服役寿命的关键限制因素，也将被从微观损伤累积的角度进行详细建模和讨论。第三部分：先进材料的结构与功能集成本部分将视角转向当前材料科学的前沿领域，展示结构设计如何实现特定的宏观功能。功能材料的电学与光学特性：我们将详述压电效应、热释电效应的物理机制，并深入解析半导体材料中掺杂对载流子浓度的精确控制。在光学领域，聚焦于材料的吸收、发射和散射过程，重点介绍光子晶体和表面等离激元共振（SPR）效应在光电子器件中的应用潜力。高熵与多相复合材料的设计原理：面对极端服役环境的需求，传统合金的设计范式正被颠覆。本章详细介绍高熵合金（HEA）的“高混乱度”如何稳定其微观结构并提供优异的热稳定性和抗辐照能力。对于复合材料，我们将讨论界面作为关键因素，分析纤维增强材料和颗粒增强材料的有效介质理论，以及界面粘结强度对整体力学性能的决定性影响。第四部分：材料的表征与表征的物理化学基础先进的材料设计必须依赖于精确的表征手段，本部分旨在剖析主流表征技术的物理基础及其在微观结构解析中的应用。电子显微学深度解析：我们将详细介绍透射电子显微镜（TEM）和扫描电子显微镜（SEM）的工作原理，重点阐述高分辨TEM（HRTEM）对晶格成像的能力、电子衍射花样对晶体取向的确定，以及能量色散X射线光谱（EDS）和电子能量损失谱（EELS）在元素分析和化学态识别中的定量化应用。光谱学与衍射技术：除了电子衍射，我们将系统回顾X射线衍射（XRD）在确定晶格参数、相含量和晶粒尺寸方面的经典应用。在光谱学方面，重点解析拉曼光谱和红外光谱如何用于探测分子振动、键合特性和晶格振动模式，从而揭示材料的化学环境和局部结构畸变。本书旨在提供一个连贯的叙事线索，将量子力学的抽象概念转化为对工程实际问题的解决方案，确保读者能够掌握材料设计与性能优化所需的完整理论工具箱。最终目标是培养读者从“观察现象”到“理解机制”再到“指导设计”的完整材料科学家思维模式。