先进陶瓷加工导论 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:

作者:马里内斯库

出品人:

页数:241

译者:

出版时间:2010-4

价格:38.00元

装帧:

isbn号码:9787118067996

丛书系列:

图书标签:

• 先进陶瓷
• 陶瓷加工
• 材料科学
• 机械工程
• 制造技术
• 表面工程
• 精密加工
• 粉末冶金
• 结构陶瓷
• 功能陶瓷

好的，这是一本关于前沿材料科学与工程的图书简介，侧重于介绍新型功能材料的结构、性能及其在尖端技术中的应用，完全不涉及陶瓷加工的具体内容。 --- 《前沿功能材料：结构、性能与应用新范式》 图书简介 引言：材料创新的驱动力 在二十一世纪的科技版图中，材料科学已不再是传统工程的附属领域，而是驱动信息技术、能源革命、生物医学乃至空间探索的核心引擎。我们正处于一个“材料定义未来”的时代。本书《前沿功能材料：结构、性能与应用新范式》并非对既有材料体系的简单回顾，而是聚焦于当前国际研究热点中，那些具备超常、可设计、多响应特性的新型功能材料。全书旨在构建一个清晰的认知框架，将复杂的微观结构与宏观功能行为紧密联系起来，为材料科学家、工程师以及相关领域的决策者提供一个深入理解和指导未来研发方向的参考蓝本。 本书摒弃了对传统结构材料（如常见的金属合金、通用聚合物或基础陶瓷）的详尽描述，而是将笔触集中于那些通过精确设计原子或纳米尺度结构而获得独特电学、光学、磁学、热学或生物活性的新兴功能材料体系。 --- 第一部分：量子与电子功能材料的精确调控 本部分深入探讨了与电子结构和量子效应密切相关的材料，它们是下一代电子器件、存储和传感器的基石。 第一章：二维（2D）材料的能带工程与拓扑特性 本章详述了石墨烯、过渡金属硫化物（TMDs）及黑磷等二维材料的独特电子结构。重点解析了如何通过层数调控、表面功能化和应力工程来精确改变其费米能级、带隙结构和载流子迁移率。特别关注了拓扑绝缘体和拓扑半金属的内在对称性保护，以及它们在低功耗电子学中的潜力。书中详细阐述了从材料合成到器件集成过程中，保持二维层级结构完整性的关键挑战与前沿解决方案，例如原子层沉积（ALD）技术在二维材料异质结构建中的应用。 第二章：新型磁性与自旋电子材料 传统磁性材料的局限性催生了对室温高磁各向异性、低写入能耗的需求。本章聚焦于马鞍点磁体、斯格明子（Skyrmion）动力学以及阻挫磁体。深入剖析了磁性材料中的非共面耦合机制，如何利用自旋轨道耦合（SOC）效应，在非磁性衬底上诱导出强烈的界面磁矩。此外，还详细讨论了隧道磁阻（TMR）与巨磁阻（GMR）效应在新型非易失性存储器（如MRAM）中的应用瓶颈与突破口，包括新型铁氧体和钙钛矿铁磁体的设计原则。 第三章：光电转换与等离激元材料 本章涵盖了高效光能捕获和转换的先进材料。重点分析了叠层钙钛矿（Perovskite）结构在太阳能电池中的优势与稳定性挑战，特别是应对湿度和热胁迫的分子工程策略。同时，深入探讨了表面等离激元共振（SPR）在亚波长光操纵中的核心地位。介绍了如何设计具有特定介电常数和几何结构的超材料（Metamaterials）单元，以实现对光的负折射、完美吸收或完美透射，这些技术对于开发高灵敏度生物传感器和超分辨成像系统至关重要。 --- 第二部分：自适应与环境响应型智能材料 本部分关注那些能够感知外部刺激（如温度、电场、化学物质或应力）并作出可逆或特定响应的材料系统。 第四章：高熵合金（HEAs）的构效关系与极端环境适应性 高熵合金以其独特的无序性挑战了传统的相图理论。本章详细解析了HEA中高混溶性、低堆垛层错能等关键因素如何赋予材料优异的抗蠕变性、抗辐照损伤能力和韧性。讨论了如何通过计算热力学和分子动力学模拟，预测和设计具有特定晶体结构的多元合金，使其在核反应堆、超高音速飞行器等极端服役条件下保持结构完整性。书中重点区分了单相、双相及多相高熵合金的设计策略。 第五章：动态共价网络与自修复高分子 本书将自修复材料视为应对疲劳损伤和延长结构寿命的关键技术。本章侧重于可逆化学键（如Diels-Alder反应、动态硫醇-烯点击反应）在聚合物网络中的应用。详细阐述了如何构建具有阈值应力响应的交联点，从而使材料在受到微裂纹损伤后，能够在特定温度或光照条件下“自我愈合”。此外，还探讨了形状记忆聚合物（SMPs）的固定化和激活机制，及其在可穿戴设备和柔性电子中的应用潜力。 第六章：刺激响应型水凝胶与生物界面材料 针对生物医学和软体机器人领域，本章聚焦于对pH值、离子强度、温度或特定生物分子敏感的水凝胶。深入剖析了交联密度梯度如何影响水凝胶的溶胀动力学和机械性能。重点介绍了生物相容性与可降解性的平衡设计，例如利用天然聚合物骨架（如壳聚糖、透明质酸）构建具有药物缓释功能的智能载体。书中特别强调了这些材料在组织工程支架中诱导细胞黏附与定向分化的机制。 --- 第三部分：先进表征技术与计算材料学 成功的材料创新离不开先进的表征手段和强大的计算工具。本部分提供了理解和设计这些复杂功能材料所必需的工具箱。 第七章：同步辐射与超快瞬态光谱技术 本章介绍了如何利用同步辐射光源对材料进行原位（in-situ）和实时（operando）表征。重点讨论了X射线吸收谱（XAS）和X射线散射技术如何揭示材料在工作状态下的电子态和局部原子排列变化。针对瞬态现象，详细阐述了飞秒激光泵浦-探测（Pump-Probe）技术在追踪电子-声子耦合、载流子弛豫时间等超快过程中的应用，这是理解材料光电性能的关键。 第八章：基于机器学习的材料发现与性能预测 计算材料学已进入大数据驱动的新阶段。本章系统介绍了如何构建材料信息学（Materials Informatics）的数据库，并利用高斯过程回归（GPR）、深度神经网络（DNN）等机器学习模型，从已知的结构-性能数据中学习潜在规律。重点展示了如何使用密度泛函理论（DFT）计算结果作为训练集，加速新型催化剂活性位点或新型电池电解质的筛选速度，实现从“试错法”到“预测性设计”的范式转变。 --- 结语：面向未来的挑战与机遇 《前沿功能材料：结构、性能与应用新范式》最终展望了跨学科研究的未来方向，包括量子材料的规模化制造、环境可持续性材料的开发，以及如何将这些高度定制化的材料融入到实际工程系统中，从而推动能源、计算和生物技术领域的下一轮重大突破。本书旨在激发读者对材料科学前沿问题的深刻思考与创新实践。

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