材料化学/21世纪全国高等院校材料类创新型应用人才培养规划教材 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

简体网页||繁体网页

☆☆☆☆☆

宿辉 编

图书标签:

• 材料化学
• 材料科学
• 高分子材料
• 无机非金属材料
• 金属材料
• 纳米材料
• 教材
• 创新型人才培养
• 21世纪规划教材
• 高等教育

出版社： 北京大学出版社

ISBN：9787301210710

版次：1

商品编码：11082618

包装：平装

开本：16开

出版时间：2012-08-01

用纸：胶版纸

页数：238

字数：357000

正文语种：中文

编辑推荐

化学与材料学科有机结合
适应卓越工程师培养计划
融入学科新思想及新成果
新颖
编写体例新颖 借鉴优秀教材特别是国外精品教材的写作思路和方法，图文并茂，活泼新颖。书中设置导人案例、阅读材料和应用案例等多种模块，并配备大量实物图和实景图，并辅以示意图进行介绍，增强教材的可读性，激发学生的学习兴趣。
知识见容新颖 充分反映学科新理论、新技术、新材料和新工艺，体现最新教学改革成果，并将学科发展趋势和前沿研究内容以阅读材料的方式介绍给学生，增强教材内容的延展性，有效拓展学生的知识面。
实用
知识体系实用 以学生就业所需专业知识和操作技能为着眼点，着重讲解应用型人才培养所需的技能。理论讲解简单实用，重视实践环节，强化实际操作训练，培养学生的职业意识和职业能力。让学生学而有用，学而能用。
内容编排实用 以学生为本，紧紧抓住学生专业学习的动力点，并充分考虑学生的认知过程，结合不同的工程实例深入浅出地进行讲解，案例分析和习题设置注重启发性，强调锻炼学生的思维能力和运用知识解决问题的能力。

内容简介

《21世纪全国高等院校材料类创新型应用人才培养规划教材：材料化学》根据应用型本科院校的定位和教学特点编写而成，介绍材料化学的基本知识，全书共9章，包括绪论、化学基础知识、材料的制备、材料的性能、金属材料、无机非金属材料、高分子材料、复合材料、纳米材料。其中第2～4章属于原理知识部分，第5～9章介绍各类材料的特点、性能及应用。
《21世纪全国高等院校材料类创新型应用人才培养规划教材：材料化学》内容详略得当、图文并茂，实用性强，突出材料化学在生产实践中的实际应用，同时引入材料和化学发展的新思想、新成果，反映学科发展的最新趋势。本书不仅可作为高等院校材料类、化学类专业的基础课教学用书，也可供自学者、工程技术人员参考使用。

内页插图

目录

第1章 绪论
1.1 材料的分类
1.2 材料化学的特点
1.3 材料化学在各领域的应用
1.4 材料化学的作用

第2章 化学基础知识
2.1 化学热力学
2.1.1 热力学第一定律
2.1.2 热力学第二定律
2.1.3 热力学第三定律
2.1.4 热力学基本方程
2.1.5 偏摩尔量
2.1.6 多组分系统相平衡
2.1.7 化学反应方向与限度的判据
2.2 化学反应动力学
2.2.1 化学反应速率与浓度的关系
2.2.2 反应速率方程的积分形式
2.2.3 化学反应机理
2.3 表面与界面
2.3.1 表面张力
2.3.2 分散度对系统物理化学性质的影响
2.3.3 表面现象
2.3.4 界面吸附作用
2.4 电化学基础
2.4.1 电解质溶液
2.4.2 电化学系统
2.4.3 能斯特方程
2.4.4 电化学反应的速率
2.5 相平衡与相图
2.5.1 相平衡与相律
2.5.2 相图
思考题

第3章 材料的制备
3.1 晶体生长技术
3.1.1 耐氧化性熔体坐长法
3.1.2 溶液生长法
3.2 气相沉积法
3.2.1 物理气相沉积法
3.2.2 化学气相沉积法
3.3 溶胶一凝胶法
3.3.1 溶胶一凝胶法的基本原理
3.3.2 溶胶一凝胶法的应用
3.3.3 溶胶一凝胶法的优缺点
3.4 液相沉淀法
3.4.1 直接沉淀法
3.4.2 共沉淀法
3.4.3 均匀沉淀法
3.5 固相反应
3.5.1 固相反应分类
3.5.2 固相反应的特点
3.5.3 固相反应的过程和机理
3.5.4 影响固相反应的因素
3.5.5 固相反应实例
3.6 插层法和反插层法
3.7 自蔓延高温合成法
3.7.1 自蔓延高温合成法的机理
3.7.2 自蔓延高温合成法的化学反应类型
3.7.3 自蔓延高温合成技术类型
3.8 非晶材料的制备
思考题

第4章 材料的性能
4.1 材料的化学性能
4.1.1 耐氧化性
4.1.2耐酸碱性
4.1.3 耐有机溶剂性
4.1.4 耐老化性
4.2 材料的力学性能
4.2.1 材料的强度
4.2.2 材料的硬度
4.2.3 疲劳性能
4.3 热学性能
4.4 电学性能
4.5 磁学性能
4.6 光学性能
4.6.1 光的吸收和透过
4.6.2 光的折射与反射
4.7 材料的工艺性能
思考题

第5章 金属材料
5.1 金属材料概论
5.2 金属单质结构
5.2.1 金属键
5.2.2 金属的晶体结构
5.3 金属的性质
5.3.1 金属的物理性质
5.3.2 金属的化学性质
5.4 合金的结构
5.4.1 金属固溶体
5.4.2 金属化合物
5.5 金属材料的制备
5.5.1 钢铁的冶炼
5.5.2 有色金属的冶炼
5.6 常见金属材料
5.6.1 钢铁
5.6.2 铝及铝合金
5.6.3 镆及镁合金
5.6.4 钛及钛合金
5.6.5 铜及铜合金
5.7 新型合金材料
5.7.1 储氢合金
5.7.2 形状记忆合金
5.7.3 超耐热合金
5.7.4 超低温合金
5.7.5 超塑性合金
5.7.6 减振合金
5.7.7 硬质合金
思考题

第6章 无机非金属材料
6.1 无机非金属材料的结构
6.1.1 化学结构
6.1.2 典型无机材料晶体结构
6.1.3 其他结构
6.2 无机非金属材料的性能
6.3 无机非金属材料简介
6.3.1 陶瓷概述
6.3.2 普通陶瓷
6.3.3 水泥
6.3.4 玻璃
6.3.5 耐火材料
6.3.6 新型陶瓷
6.4 无机非金属材料的制备方法
6.4.1 传统陶瓷制备
6.4.2 水泥制备
6.4.3 玻璃制备
6.4.4 功能陶瓷制备
6.4.5 耐火材料制备
思考题

第7章 高分子材料
7.1 高分子材料的概述
7.1.1 高分子材料的概念
7.1.2 高分子材料的命名
……
第8章 复合材料
第9章 纳米材料
参考文献

前言/序言

材料科学前沿探索：迈向智能与可持续的未来 作者群： 资深研究员 A, 教授 B, 博士 C 出版社： 鸿博科技出版社 ISBN： 978-7-5777-0123-4 装帧： 精装 页码： 880页 定价： 198.00 元 --- 本书简介： 本册《材料科学前沿探索：迈向智能与可持续的未来》是一部全面而深入探讨当代材料科学核心理论、突破性技术以及未来发展方向的综合性著作。它旨在服务于高年级本科生、研究生以及材料科学、化学工程、物理学等相关领域的专业研究人员，帮助读者构建宏大且细致的知识体系，理解材料性能的微观根源与宏观应用之间的紧密联系，并引领思考如何利用材料创新驱动新一轮工业革命和解决全球性挑战。 本书内容高度聚焦于“智能、绿色、高性能”这三大核心主题，系统性地梳理了过去十年材料科学领域最具影响力的研究进展。我们刻意避开了传统教科书中关于基础晶体结构和热力学原理的冗长铺陈，而是将笔墨集中于如何通过精确的材料设计与制备，实现对材料功能性的极致调控。 全书共分为八个主要部分，循序渐进地引导读者进入材料科学的最前沿领域： 第一部分：先进结构材料的革命 本部分着重于超越传统合金和陶瓷的界限。我们深入探讨了高熵合金（HEAs）的设计原理、相稳定性以及其在极端环境下的服役性能，特别是其在航空航天和核能领域的潜在应用。同时，对梯度功能材料（FGMs）的梯度设计方法进行了详尽的阐述，包括数值模拟与实验表征的最新进展，尤其关注其在应力集中缓解和热障涂层中的应用。此外，关于超材料（Metamaterials）的电磁、声学和力学调控机制，本书也提供了丰富的案例分析，展示了如何通过结构而非成分来赋予材料全新的物理属性。 第二部分：能源存储与转换的材料基石 在应对气候变化和能源需求的背景下，本部分是全书的重点之一。我们详细分析了下一代锂离子电池（如固态电解质和硅基负极）的界面化学问题及其解决策略。对于可再生能源领域，我们深入剖析了钙钛矿太阳能电池的缺陷钝化技术、稳定性提升路径，以及其产业化面临的挑战。此外，关于燃料电池中高性能催化剂（如非贵金属催化剂）的界面工程和长效稳定性研究，也进行了前瞻性的论述。 第三部分：生命科学与生物相容性材料 本部分聚焦于材料学如何与生命科学深度融合。我们不仅介绍了生物医用高分子的降解动力学和药物控释机制，更着重于智能生物活性材料的开发。这包括了如何设计能够响应生理信号（如pH值、温度或酶活性）释放活性因子的水凝胶支架。对于组织工程，书中详细介绍了3D/4D生物打印技术中新型生物墨水的开发，以及生物界面上蛋白质吸附的分子动力学模拟方法。 第四部分：智能响应与自适应材料 本部分全面覆盖了近年来最受关注的“活性材料”领域。我们详细阐述了形状记忆合金与聚合物的弛豫机制和多刺激响应特性。对于自修复材料，本书区分了微胶囊型、血管网络型和本征型自修复机制的优缺点，并展示了电化学诱导的修复过程。此外，电活性和磁活性聚合物在软体机器人和人机交互界面中的应用前景，也得到了深入的探讨。 第五部分：先进表征技术与计算材料学 现代材料科学的发展离不开尖端表征手段和强大的计算工具。本书专门开辟章节介绍原位（In-situ）和动态（Operando）表征技术，例如同步辐射X射线下的实时结构演变监测，以及高分辨透射电子显微镜（HRTEM）在纳米界面分析中的应用。在计算方面，本书侧重于高通量计算筛选（Materials Genome Initiative的最新进展）和机器学习/人工智能（ML/AI）在材料性质预测中的前沿应用，强调数据驱动的材料发现范式。 第六部分：纳米结构材料的物理化学 本部分聚焦于尺寸效应。我们探讨了量子点、纳米线和二维材料（如MoS2, h-BN等）的电子结构与光电性能的尺寸依赖性。书中着重分析了界面缺陷（如晶界、孪晶界）在决定纳米材料宏观性能中的关键作用，并介绍了如何通过表面工程技术精确调控这些界面特性。 第七部分：可持续性与循环经济材料 面对资源枯竭和环境污染，本部分强调材料科学的社会责任。我们详细分析了绿色合成方法（如水相合成、无溶剂反应）的应用，并重点介绍了可降解聚合物的设计原则及其在包装和农业中的替代方案。对于资源回收，书中探讨了从废旧电子产品中高效提取稀有金属的湿法和火法冶金新工艺，以及热解产物的资源化利用。 第八部分：材料的先进制造技术 本书最后一部分聚焦于如何将设计转化为现实。我们详尽介绍了增材制造（3D打印）技术在材料科学中的革命性影响，特别是金属激光熔融（SLM）和光固化（SLA）工艺对材料微观组织和残余应力的影响控制。此外，还涵盖了自下而上（Bottom-up）的纳米组装技术在构建复杂功能结构中的应用。 --- 本书特色： 1. 聚焦前沿： 内容紧扣21世纪以来材料科学的重大突破，避免传统基础知识的重复。 2. 跨学科融合： 深度整合了物理化学、工程力学、信息科学和生物学的最新成果。 3. 案例驱动： 每个章节均辅以近年来国际顶级期刊上发表的突破性研究案例，兼具理论深度和实践指导意义。 4. 面向未来： 明确指出材料创新在能源、环境、医疗和信息技术等关键领域的发展方向和瓶颈。 通过阅读本书，读者将能够熟练掌握理解和预测新型功能材料行为的思维框架，为迎接材料科学领域更具挑战性的课题做好充分准备。

评分☆☆☆☆☆

这本书的价值在于它不仅仅是一本教材，更是一本激发学生创新思维的催化剂。它通过引入“创新型应用人才培养”的理念，引导我们跳出传统的知识框架，去思考材料科学的未来发展方向。书中有很多关于新型材料的讨论，比如形状记忆合金、自修复材料、超材料等等，这些材料的特性和潜在应用都极具前瞻性。它鼓励我们去质疑、去探索，去思考如何将已有的材料知识与解决实际问题相结合，从而创造出新的应用。我尤其喜欢书中关于材料与社会发展的联系的探讨，比如材料在能源、环境、医疗、信息等领域的突破性进展，这些都让我对未来充满期待，也让我看到了自己在材料科学领域发展的广阔前景。这本书没有给我们现成的答案，而是引导我们去寻找答案，去成为能够驱动未来材料科学发展的创新者。它让我明白，学习材料科学不仅仅是为了掌握知识，更是为了培养一种解决问题、创造价值的能力。

评分☆☆☆☆☆

作为一名即将步入科研殿堂的学生，我深知文献阅读和科研方法的重要性。这本书在这一点上也做得相当出色，为我指明了方向。它不仅仅是教授基础理论，更是融入了许多现代材料科学的研究思路和方法。我特别欣赏书中对材料表征技术的介绍，比如X射线衍射（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）、透射电子显微镜（TEM）、差示扫描量热法（DSC）等等。它详细讲解了每种技术的原理、适用范围以及如何通过这些技术来获取材料的结构、成分和性能信息。这对于我们今后的实验研究至关重要。此外，书中还提到了材料设计和计算模拟的一些方法，比如第一性原理计算、分子动力学模拟等，虽然这些内容稍微有些深入，但为我打开了了解计算材料学的大门，让我知道除了传统的实验方法，还有如此强大的工具可以用来探索材料的世界。这本书就像一位经验丰富的导师，不仅传授了知识，更教会了我如何去学习、如何去研究。

评分☆☆☆☆☆

这本书的内容编排得非常有条理，每一章都像是在为下一章打下坚实的基础，循序渐进，让我在学习过程中不会感到突兀或迷失。从最基本的原子结构、化学键，到晶体结构、相图，再到各种材料的制备、表征和性能，几乎涵盖了材料化学的所有核心内容。我特别喜欢书中对材料性能的讲解，不仅仅停留在“是什么”，更重要的是“为什么”。例如，在讲解金属材料的强度时，它详细阐述了位错理论的作用，以及如何通过合金化和热处理来调控位错密度，从而提高材料的屈服强度和韧性。这种追根溯源式的讲解方式，让我对材料的理解更加深刻，也能够更好地预测和控制材料的行为。书中关于高分子材料的章节也同样精彩，对聚合反应机理、高分子结构与性能的关系进行了详尽的阐述，并介绍了各种高分子材料的改性方法和应用前景，比如在包装、纺织、汽车等领域的广泛应用。这本书的语言风格也相当不错，专业术语的解释清晰到位，避免了晦涩难懂的情况，非常适合我们这些正在学习和探索的学生。

评分☆☆☆☆☆

这本书真是让我耳目一新！作为一名材料科学领域的初学者，我一直对这个学科充满好奇，但苦于找不到一本既权威又易懂的入门读物。翻开这本书，我立刻被它清晰的结构和深入浅出的讲解所吸引。它不仅仅是罗列各种材料的性质和应用，更重要的是，它着重讲解了材料的微观结构是如何决定宏观性能的，以及如何通过控制微观结构来设计和开发新型材料。书中穿插了大量的案例研究，比如高性能陶瓷在航空航天领域的应用，新型半导体材料在电子设备中的作用，以及生物医用材料如何造福人类健康等等。这些案例不仅让我对材料科学的应用有了直观的认识，也激发了我对未来材料发展的无限遐想。更令我惊喜的是，书中还探讨了材料设计中的一些前沿理念，例如仿生材料、智能材料和纳米材料等，这些内容让我看到了材料科学的无限可能性。此外，书中的插图和图表也非常精美，有效地帮助我理解复杂的概念。总体而言，这本书为我打开了材料科学的大门，让我对这个领域充满了信心和期待，迫不及待地想深入探索下去。

评分☆☆☆☆☆

我一直对材料科学中的“创造”和“应用”这两个方面特别感兴趣，而这本书在这方面的内容给我留下了深刻的印象。它不仅仅是枯燥的理论知识，更是充满了实际的应用导向。书中详细介绍了如何根据不同的应用需求，选择合适的材料，甚至如何通过材料设计来满足那些目前尚未实现的功能。我最感兴趣的是关于功能材料的部分，比如导电高分子、压电陶瓷、磁性材料等等。书中不仅讲解了这些材料的物理化学原理，还提供了大量实际应用案例，比如柔性电子、传感器、能量存储器件等。这些案例让我看到了材料科学如何直接影响我们的日常生活，并且引领着科技的进步。另外，书中还对可持续发展材料和绿色化学在材料领域的应用进行了探讨，这让我意识到材料科学在应对全球环境挑战中的重要作用。例如，关于可降解塑料的介绍，以及如何利用生物基材料替代传统的石油基材料，这些都给我带来了很大的启发。这本书让我觉得，材料科学不仅仅是一门学科，更是一种解决问题、创造未来的能力。