地球化學模擬理論及其應用 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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硃晨，G.M. 安德森，呂鵬 著

圖書標籤:

• 地球化學
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• 地球環境
• 岩石學
• 礦物學
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• 計算地球化學

店鋪： 蛋蛋圖書專營店

齣版社： 科學齣版社

ISBN：9787030530486

商品編碼：18256844076

包裝：圓脊精裝

齣版時間：2017-09-01

基本信息

書名：地球化學模擬理論及其應用

定價：138.00元

作者：硃晨,G.M. 安德森,呂鵬

齣版社：科學齣版社

齣版日期：2017-09-01

ISBN：9787030530486

字數：

頁碼：

版次：1

裝幀：圓脊精裝

開本：16

商品重量：0.4kg

編輯推薦

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內容提要

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地球化學模擬是研究水-岩相互作用的有效工具，實現定量論證地質和環境過程的模型和假說，優化環境治理、能源生産方案，預測地質環境變化等目標。本書由國際上該領域主要學科帶頭人所著，深入淺齣地介紹瞭熱力學、反應動力學和地球化學建模的理論知識，由簡到繁地闡釋瞭化學形態-溶解度、錶麵絡閤、反應路徑，逆嚮質量守恒、耦閤反應溶質遷移等模型的原理，演示瞭PHREEQC、TheGeochemist’sWorkbenchTM、TOUGHREACT等流行的模擬軟件的應用。本書通過豐富的案例（二氧化碳地質封存、成岩作用、酸性礦山廢水、核廢料處理、尾礦和采礦廢物處置、深井灌注、垃圾填埋場滲濾液汙染），全方位展示瞭地球化學模擬的實用性。

目錄

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作者介紹

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文摘

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序言

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物質的微觀結構與宏觀性質的橋梁：現代材料科學導論 內容提要： 本書旨在為讀者構建一個關於現代材料科學的全麵認知框架。我們將從原子尺度上的基本相互作用齣發，係統地探討各類材料——從經典的金屬、陶瓷、高分子到前沿的新型功能材料（如半導體、納米材料和生物活性材料）——的結構、性能、製備工藝及其在工程應用中的優化策略。全書強調微觀結構（如晶體結構、缺陷、相變）如何精確地決定宏觀性能（如力學、電學、熱學、光學特性），並深入剖析熱力學和動力學原理在材料設計與演化過程中的核心作用。 --- 第一部分：材料科學的基石——結構與鍵閤 第一章：物質的本源：原子結構與化學鍵 本章聚焦於理解材料性質的根源。我們將迴顧原子軌道理論、電子排布，並詳細闡述不同類型的化學鍵（離子鍵、共價鍵、金屬鍵和範德華力）的本質及其對材料宏觀錶現的影響。例如，解釋為什麼金屬具有優異的導電性（自由電子海模型），而陶瓷和共價晶體（如金剛石）通常具有極高的硬度和熔點。我們將探討鍵閤的飽和性與方嚮性如何塑造晶體和非晶態結構的形成。 第二章：長程有序的藝術：晶體結構與缺陷 晶體結構是理解固體材料特性的核心。本章將係統介紹晶體學的基本概念，包括晶格、晶胞、布拉維格子，以及常見的晶體結構類型（如麵心立方、體心立方、六方最密堆積）。重點分析晶體學缺陷——點缺陷（空位、間隙原子、取代原子）、綫缺陷（位錯）和麵缺陷（晶界）——的形成機製、錶徵方法（如X射綫衍射XRD）及其對材料力學性能（如塑性變形）和傳輸現象（如擴散）的決定性影響。理解位錯的運動，是理解金屬塑性的關鍵。 第三章：無序之美：非晶態材料的結構特徵 與完美晶體相對，本章探討玻璃、非晶閤金和高分子等非晶態材料的結構。我們將利用短程有序的概念來描述這些材料的結構，並引入玻璃化轉變溫度（Tg）的概念。深入討論非晶態結構對材料性能的影響，例如，非晶閤金在保持高強度和耐腐蝕性的同時，展現齣比晶態材料更優的韌性。 第二部分：性能的調控——熱力學、動力學與相變 第四章：驅動力的本質：材料熱力學基礎 材料的穩定性和反應方嚮由熱力學決定。本章建立在相律和吉布斯自由能最小化原理之上，探討多組分體係的相圖構建。重點分析二元閤金相圖（如Fe-C係）的解讀，以及相圖如何指導材料的加熱、冷卻和熱處理工藝設計。我們將詳細闡述固溶體、化閤物的形成條件，以及溶解度限製對材料性能的影響。 第五章：變化的藝術：擴散與微觀動力學 材料性能的演變，如析齣相的生長、晶粒的生長、以及化學反應的發生，都依賴於原子尺度的擴散過程。本章深入講解擴散機製（如費剋定律、阿纍尼烏斯關係），比較晶內擴散與晶界擴散的差異，並闡述擴散在滲碳、氧化、固態反應等工程過程中的定量作用。理解熱力學驅動力和動力學阻礙之間的平衡，是控製材料微觀結構演化的關鍵。 第六章：結構重塑：相變與熱處理 相變是材料工程中最常用的性能優化手段。本章分類討論固態相變，包括一級相變（如共析、共熔）和二級相變。我們將重點分析金屬閤金的熱處理過程，如退火、正火、淬火和迴火，解釋這些過程如何通過控製冷卻速率和保溫時間來精確調控材料的組織（如珠光體、貝氏體、馬氏體），從而實現所需力學性能的組閤。 第三部分：功能材料的特性與應用 第七章：力與形：金屬材料的力學行為 本章聚焦於金屬材料的力學響應。從彈性形變到塑性流動，我們將詳細闡述應力-應變關係，並深入研究斷裂力學的基礎，包括韌性斷裂與脆性斷裂的區彆，斷裂韌度（KIC）的意義。此外，還會探討疲勞（循環載荷下的損傷纍積）和蠕變（高溫下的長期變形）現象，並介紹強化機製，如固溶強化、形變強化（加工硬化）和沉澱強化。 第八章：導電、絕緣與磁性：電子功能材料 本章轉嚮電子材料。從能帶理論齣發，解釋導體、半導體和絕緣體在電子結構上的本質區彆。針對半導體材料，我們將詳細討論摻雜過程、載流子遷移率以及PN結的形成與特性。此外，本章還將介紹電介質材料的極化機製，以及鐵磁性、反鐵磁性和抗磁性等磁性現象的微觀起源，並討論磁性材料在存儲和傳感領域的應用。 第九章：光與熱的交匯：陶瓷與高分子材料 陶瓷材料（如氧化物、碳化物、氮化物）以其耐高溫、耐腐蝕和硬度高著稱。我們將分析陶瓷的離子共價鍵閤特性，並探討其與金屬和高分子材料在韌性上的根本差異，以及如何通過納米化和復閤化來改善其固有的脆性。對於高分子材料，本章關注鏈結構（綫性、支化、交聯）如何影響玻璃化轉變、粘彈性行為和溶脹現象，並介紹其在復閤基體和軟材料中的應用。 第四部分：前沿與展望 第十章：尺度效應的突破：納米材料與錶麵工程 本章探討當材料尺寸縮小到納米尺度時所展現齣的新奇性質（量子尺寸效應、高錶麵能效應）。我們將介紹製備納米材料的技術（如化學氣相沉積、溶膠-凝膠法），並討論納米材料在催化、傳感器和儲能設備中的潛力。同時，本章也將涉及錶麵工程技術，如塗層、薄膜沉積和錶麵改性，它們是控製材料界麵性能的關鍵手段。 第十一章：環境與可持續性：材料的循環與失效分析 最後，本章關注材料的壽命周期管理。我們將探討材料的腐蝕、老化和環境退化機製（如光氧化、水解）。通過失效分析案例，學習如何從宏觀形貌和微觀結構變化中追溯失效原因。此外，本章還將探討如何設計更具可持續性的材料，包括可降解聚閤物和先進的材料迴收技術，以實現資源的高效利用。 --- 本書特色： 本書結構嚴謹，邏輯清晰，緻力於在基礎理論（熱力學、量子力學）與工程實踐（熱處理、器件製造）之間搭建一座堅實的橋梁。通過大量的實例分析和對微觀機理的深入剖析，讀者將能夠掌握從原子設計到宏觀性能控製的完整思維鏈條，為未來從事材料研發、工藝優化或工程應用打下堅實的基礎。本書適閤材料科學、化學工程、物理學及機械工程等專業的高年級本科生和研究生閱讀，也是相關領域工程師提升專業素養的參考手冊。

評分☆☆☆☆☆

這本書簡直是為我量身定做的！我一直對宇宙的起源和物質的演化過程充滿瞭好奇，總覺得地球上的元素分布充滿瞭未解之謎。這本書的理論部分深入淺齣，雖然涉及到很多高深的化學和物理概念，但作者的敘述方式卻非常清晰易懂，仿佛有一位經驗豐富的老師在我耳邊耐心講解。尤其是關於同位素分餾機製的探討，讓我對地球早期岩漿活動有瞭全新的認識。我特彆喜歡作者在闡述復雜模型時，會穿插一些生動的曆史案例，比如對隕石成分的分析，這讓枯燥的理論瞬間變得鮮活起來。讀完前幾章，我感覺自己的知識體係得到瞭極大的擴展，不再是零散的知識點堆砌，而是有瞭一個完整的邏輯框架。它不僅僅是科普讀物，更像是一本嚴謹的學術入門指南，為我後續深入研究打下瞭堅實的基礎。我甚至開始嘗試用書中學到的方法去分析自己收集的一些礦物樣本，那種將理論付諸實踐的成就感，難以言錶。

評分☆☆☆☆☆

說實話，我原本以為這本書會是那種晦澀難懂的“天書”，畢竟“模擬”和“理論”這兩個詞聽起來就讓人頭皮發麻。然而，這本書的實用性遠遠超齣瞭我的預期。它的應用案例部分簡直是亮點中的亮點！作者沒有停留在空泛的理論推導，而是直接展示瞭如何利用這些模擬工具來解決實際的地質、環境問題。比如，書中詳細描述瞭如何建立地下水汙染遷移的模型，以及如何預測特定汙染物在不同地質條件下的擴散速度和範圍。我所在的環保谘詢公司正好在處理一個復雜的場地修復項目，書中提供的算法和參數設置的指導，直接幫我們優化瞭原有的評估流程，大大提高瞭預測的準確性。這本書的排版也很考究，圖錶清晰，代碼示例注釋到位，即便是初次接觸這些模擬軟件的人，也能很快上手。這已經不是一本單純的參考書，更像是一套實操手冊，極大地提升瞭我們團隊的工作效率和專業度。

評分☆☆☆☆☆

我購買這本書的初衷是想找一本能夠係統梳理現代地球化學模擬方法論的著作，這本書在這方麵做得非常齣色，但讓我驚喜的是，它還拓展到瞭跨學科的視野。書中引用的參考文獻包羅萬象，從傳統的地球物理學到最新的計算流體力學，無不體現瞭作者深厚的學術積纍和廣闊的知識麵。它讓我意識到，要真正理解地球係統的復雜性，必須跳齣單一學科的局限。特彆是關於多相反應速率理論的部分，作者巧妙地結閤瞭非平衡態統計力學的一些觀點，為理解礦物錶麵反應提供瞭新的思路。雖然有些章節的數學推導確實需要反復咀嚼，但每一次攻剋難關後，那種豁然開朗的感覺，是閱讀其他任何書籍都無法替代的。這本書是那種需要反復閱讀、每次都會有新收獲的寶藏。

評分☆☆☆☆☆

對於我這種已經工作多年的科研人員來說，一本好的專業書籍，不僅要能傳授新知，更要能提供一個批判性思考的平颱。這本書在這方麵錶現得尤為齣色。它不是簡單地介紹“彆人做瞭什麼”，而是深入剖析瞭現有模型的優勢和局限，並提齣瞭許多值得未來研究者去攻剋的開放性問題。例如，書中對當前數值方法在處理極高壓、高溫條件下的穩定性分析，提齣瞭幾點尖銳的批評，並暗示瞭新的算法方嚮。這對我啓發很大，我立刻著手調整瞭我們實驗室目前正在使用的耦閤模型中的邊界條件處理策略。這本書的價值不在於它給齣瞭所有答案，而在於它高效地指齣瞭我們知識體係中的薄弱環節，並激發我們去構建更穩健、更具前瞻性的模擬工具。它是一劑催化劑，讓我的研究工作進入瞭一個新的階段。

評分☆☆☆☆☆

這本書的敘事風格非常獨特，它不像傳統的教科書那樣闆著臉孔，反而帶著一種探索未知世界的浪漫情懷。作者似乎總能抓住那些最引人入勝的科學懸念，然後引導我們一步步揭開謎底。我尤其欣賞它對“不確定性”的坦誠討論。地球化學過程往往受到太多變量的製約，完美的預測是不存在的。這本書並沒有迴避這一點，而是深入探討瞭如何量化和管理這些不確定性，這體現瞭一種非常成熟和科學的態度。讀起來，我仿佛跟隨作者穿越瞭數億年的地質時間尺度，親眼見證瞭礦物的形成、流體的遷移，甚至能感受到深部地幔物質的蠕動。這種宏大敘事的能力，讓我對腳下的這顆星球産生瞭更深層次的敬畏之心。它成功地將冰冷的數學公式，轉化成瞭可以觸摸和感受的自然曆史畫捲。