膜结构工程技术与应用 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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页数:242

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出版时间:2010-4

价格:48.00元

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isbn号码:9787111297543

丛书系列:

图书标签:

• 膜结构
• 建筑工程
• 结构工程
• 轻型结构
• 空间结构
• 新型材料
• 建筑设计
• 工程技术
• 建筑科学
• 膜材料

好的，这是一本关于 超导材料的微观结构调控与宏观性能优化 的图书简介： --- 超导材料的微观结构调控与宏观性能优化 本书聚焦于当前凝聚态物理与材料科学领域最前沿、最具挑战性的课题之一：如何通过精确调控超导体的微观晶体结构、电子态分布及缺陷工程，从而突破现有高温超导材料的性能瓶颈，实现其在实际工程应用中的潜能。 本书系统梳理了近年来在新型超导体系的探索、结构-性能关系的深入理解以及先进表征技术应用方面的最新进展，旨在为高能量密度存储、高效能电力传输、高灵敏度磁探测等领域提供坚实的理论基础和实验指导。 第一部分：前沿超导体系的微观结构解析 本部分着重于对新兴和复杂超导体系的原子尺度结构进行深入探讨。不同于传统的块状金属化合物，新型超导体系如铁基超导体、铜氧化物高温超导体（特别是层状和非层状结构）、以及拓扑超导体，其超导电性往往与复杂的晶格畸变、电子轨道排布和磁性涨落紧密耦合。 第一章：复杂氧化物超导体的晶体结构畸变与电子关联 详细分析了铜氧化物和铁基化合物中，由于氧空位、晶格应力或界面效应引起的局部结构畸变，如何影响电子的二维或三维传输特性。重点阐述了利用同步辐射X射线衍射（XRD）和高分辨率透射电子显微镜（HRTEM）技术，如何精确识别并量化这些亚纳米尺度的晶格波动。讨论了自旋密度波（SDW）与超导态之间的竞争与共存机制，特别是SDW的波动范围和性质如何受限于其基态的微观结构排列。 第二章：拓扑超导与界面工程 探讨了在异质结界面或表面态中诱导超导性的新思路。深入解析了在拓扑绝缘体/传统超导体界面上，如何通过界面耦合诱导出马约拉纳零能模（MZMs）。书中详细介绍了利用分子束外延（MBE）和原子层沉积（ALD）技术，实现界面层厚度、化学势和晶格失配的精确控制，并结合扫描隧道显微镜（STM）的低能激发谱分析，来验证界面诱导超导的拓扑特征。 第三章：新型低维与二维超导体 针对二维材料（如二硫化钼、石墨烯及其衍生材料）中的超导现象，本书讨论了层间距、垂直电场调控（Gate Effect）如何显著改变费米面附近的电子态密度和配对对称性。重点分析了二维超导体中电子对的有效质量与其在层间跃迁概率之间的关系，以及如何通过引入二维磁性杂质来探索非传统的配对机制。 第二部分：缺陷工程与性能优化策略 本部分的核心在于如何通过“有目的的破坏”——即引入受控的缺陷、应力或掺杂，来提升超导体的关键宏观性能，特别是临界电流密度（$J_c$）和临界磁场（$H_c$）。 第四章：钉扎中心的优化设计与微观调控 超导材料的实际应用严重依赖于其抵抗磁通钉扎的能力。本章系统性地介绍了不同类型的钉扎中心——包括点缺陷、线缺陷（位错）、面缺陷（晶界、孪晶界）和体积缺陷（第二相纳米颗粒）——对磁通线的钉扎效率。书中详细阐述了如何利用高能离子辐照、激光熔覆或快速固化技术，在不破坏超导基体相的前提下，精确调控钉扎中心的尺寸、密度和空间分布，从而使钉扎力最大化。 第五章：应力与应变工程对临界参数的影响 探讨了机械应力（拉伸、压缩或弯曲）如何影响超导体的晶格常数、能带结构和电子声子耦合强度。通过第一性原理计算（DFT）结合原位拉伸实验，分析了在不同应变环境下，超导转变温度（$T_c$）和临界电流密度的动态变化规律。书中还包括了针对长线材和带材在实际负载条件下，如何通过优化支撑结构来减小应力集中，保证宏观性能的稳定性。 第六章：纳米复合与界面增强机制 研究了将纳米尺度的非超导相（如氧化物纳米棒、碳纳米管或金属纳米颗粒）均匀分散到超导基体中，以构建“超导-钉扎复合材料”的策略。详细分析了这些纳米增强体与超导矩阵之间的晶格匹配度、界面能以及界面处的电子势垒，如何影响载流子传输路径的有效性。重点讨论了如何利用界面效应来抑制磁通蠕动（Flux Creep），从而显著提高高场下的磁滞回线宽度和实际工作温度下的临界电流密度。 第三部分：先进表征技术与宏观性能关联 本部分将理论和实验微观调控的结果，与实际工程所需的宏观参数（如$J_c$, $H_c$, 损耗等）进行桥接。 第七章：超快动力学过程的表征与机理 利用飞秒激光光谱技术，研究了超导态中电子配对、准粒子弛豫和磁振子激发等超快过程。通过泵浦-探测实验，揭示了在强电场或强磁场脉冲作用下，微观结构扰动如何快速耦合至超导态的相干性，这对于理解高频损耗和极端条件下的稳定性至关重要。 第八章：多尺度成像与性能关联 介绍了如何整合不同尺度的成像技术，实现微观结构到宏观性能的追踪。包括使用磁学显微镜（MFM）观测磁通线的形貌和运动轨迹，结合荧光成像技术追踪局部温度分布，以及使用高精度直流四探针法测量不同区域的电流密度分布。通过这些多尺度数据融合，可以精准定位超导带材中的“薄弱环节”，并指导下一代制备工艺的改进方向。 总结与展望： 本书不仅是对现有超导材料微观物理机制的总结，更是一份面向未来工程应用的路线图。它强调了从原子级别设计到宏观性能优化的全链条研究范式，为解决高温超导电缆、超导磁体、高灵敏度传感器等关键技术中的瓶颈问题，提供了深入的理论支撑和前瞻性的实验指导。 ---

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