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出版社： 江苏教育出版社

ISBN：9787534370014

商品编码：25860002091

丛书名： 普通高中课程标准实验教科书 化学化学反应原理

9787534370014

9787534370014

《现代材料科学基础》 第一章 固体结构与晶体缺陷 本章深入探讨了固体材料的微观结构，从晶体学的基本原理入手，详细介绍了晶格、晶胞以及点群对称性在材料结构描述中的应用。我们将重点解析不同类型的晶体结构，如面心立方（FCC）、体心立方（BCC）和六方最密堆积（HCP），并结合X射线衍射（XRD）技术，阐述如何通过实验手段确定材料的晶体结构和晶格常数。 随后，课程将转向晶体缺陷的理论。缺陷是理解材料宏观性能的关键。我们将分类讨论零维缺陷（如空位、间隙原子、取代原子）、一维缺陷（如位错）、二维缺陷（如晶界、层错）和三维缺陷（如孔洞和夹杂物）。针对位错理论，本章将详细介绍其几何性质、滑移系统以及位错在塑性变形中的运动机制，为后续章节讨论材料的力学性能奠定理论基础。晶界能、晶界扩散以及高角度晶界与低角度晶界的结构差异及其对材料性能的影响也将被系统阐述。 第二章 热力学与相图分析 本章聚焦于材料科学中的热力学基础，这是预测和控制材料微观结构演化的核心工具。我们将回顾化学热力学的基本概念，如吉布斯自由能、焓和熵，并将其应用于材料体系。重点讨论相变的热力学驱动力，包括固/固、固/液、固/气等相变的平衡条件。 相图是材料设计和加工的蓝图。本章将系统讲解单组元相图的解读，例如水的冰相图如何指导材料的冷冻和储存。随后，我们将深入探讨二元合金相图的构建和分析，包括相律的应用（如杠杆原理）、共晶反应、共熔反应、固溶体（固溶强化基础）的形成条件，以及固溶线的斜率对温度和成分的依赖性。对于非理想溶液，偏离理想溶液的活度概念及如何使用CALPHAD（计算相图）方法来预测复杂多组分体系的相平衡，也将作为高级内容进行介绍。 第三章 动力学与扩散 材料的微观结构演化是一个时间依赖的过程，这需要从动力学角度进行分析。本章首先引入反应速率理论，重点讨论阿伦尼乌斯方程及其在描述温度依赖性反应中的应用。 扩散是材料科学中最基础的输运现象之一。我们将详细解析宏观上的菲克第一定律和微观上的菲克第二定律。在原子尺度上，本章将区分晶格内扩散（间隙扩散和空位扩散）和晶界扩散。通过对扩散系数的深入探讨，我们将分析扩散机制与晶体结构的关系，并引入Kirkendall效应来解释特定体系中的扩散现象。扩散在热处理、烧结、渗碳等材料加工过程中的核心作用将被实例说明。 第四章 电子结构与导电性 本章从量子力学的角度审视固体材料的电子行为。我们将从能带理论出发，解释晶体周期性势场如何导致电子能级的离散化，形成导带、价带和禁带。这一理论是区分导体、半导体和绝缘体的基础。 针对导电性，我们将详细讨论金属的导电机制，包括自由电子模型和更精确的能带模型下的载流子输运。对于半导体材料，本章将深入分析本征半导体和外掺杂半导体（n型和p型）的载流子浓度、费米能级的位置，以及霍尔效应的测量原理。此外，电导率、电阻率、迁移率等关键电学参数的测量方法也将被介绍。 第五章 机械性能与变形 本章侧重于材料在受力作用下的响应。我们将从宏观尺度引入应力、应变的概念，并构建应力-应变曲线，详细分析弹性形变（胡克定律）、屈服点、加工硬化和断裂等关键阶段。材料的弹性模量、泊松比、屈服强度和极限拉伸强度将作为定量指标进行介绍。 在微观层面，本章将重申位错在塑性变形中的核心作用。我们将探讨提高材料强度的主要机制：固溶强化、加工硬化（位错缠结）、晶粒细化强化（Hall-Petch关系）以及第二相粒子强化。 对于断裂，我们将区分韧性断裂和脆性断裂的微观特征。线性弹性断裂力学（LEFM）的基础，包括应力强度因子（K）和断裂韧性（G_c），将被引入，用以预测材料在存在裂纹时的抗载能力。疲劳和蠕变现象作为时间依赖性的破坏模式，其基本原理和影响因素也将被涵盖。 第六章 结构陶瓷与高分子材料 本章扩展了对传统金属材料的认知，转向现代工程应用广泛的非金属材料。 陶瓷材料部分： 介绍结构陶瓷的特点（高硬度、耐高温、耐腐蚀性）及其离子性和共价性键合的微观基础。重点分析氧化物陶瓷（如氧化铝、氧化锆）和非氧化物陶瓷（如碳化硅、氮化硅）的制备工艺（如粉末冶金、烧结）和显微结构控制。由于陶瓷的脆性，本章将特别关注如何通过晶界工程和第二相弥散来提高其断裂韧性。 高分子材料部分： 阐述高分子的化学结构，包括单体、聚合度、分子量分布。详细分析线性、支化、交联和网络结构对材料宏观性能的影响。我们将讨论高分子材料的粘弹性行为，这是其区别于金属和陶瓷的关键特征。玻璃化转变温度（Tg）的概念和测定方法，以及高分子材料的结晶度对其力学性能（如刚度、强度）的调控作用也将被深入讲解。常见的高分子加工技术如挤出和注塑也将被简要介绍。

评分☆☆☆☆☆

从整体的编排逻辑来看，这本书的“时代感”和“前瞻性”处理得非常到位。它既没有完全沉湎于经典的、已经被固化的理论体系，也没有盲目追求那些尚不成熟的前沿概念。它非常巧妙地将现代化学研究的一些热点，比如绿色化学的基本原则、催化剂设计的一些新思路，以一种恰当的篇幅融入到既有的章节结构中，使得我们对化学的认知是动态发展的，而不是静止不变的。例如，在讨论酸碱平衡时，书中简要介绍了离子液体在某些合成反应中的应用，这让我意识到，化学知识不是尘封的古董，而是正在蓬勃发展的生命科学。这种与时俱进的内容更新，极大地拓宽了我的视野，让我对未来化学专业的发展方向有了一个更清晰、更令人兴奋的预判，它不仅仅是教我们“是什么”，更是在引导我们思考“会变成什么样”。

评分☆☆☆☆☆

我尤其欣赏这本书中对“实验探究”板块的深度挖掘。很多化学书对实验的描述往往是走过场，只有步骤和结果，但这本书却将实验的“设计思路”和“误差分析”放在了非常突出的位置。它会详细讨论为什么选择这个试剂而不是另一个，不同操作顺序对最终结果可能产生的影响，以及如何通过控制变量法来确保实验的准确性。我记得有一节关于化学平衡移动的实验设计，书中不仅提供了标准操作，还给出了几种“非标准”操作的预测结果，并要求读者思考背后的原因。这种鼓励批判性思维的设置，让我感觉自己不再是一个被动的知识接收者，而是一个真正的化学研究者，在不断地进行假设、验证和修正。它教会我的不仅仅是化学知识本身，更是一种严谨的科学态度和解决问题的系统方法论，这对于我们即将面临的更复杂的大学学习乃至未来的科研工作，都是一笔宝贵的财富。

评分☆☆☆☆☆

这本书的叙述方式简直像一位经验老道的名师在耳边谆谆教诲，完全不是那种冷冰冰的知识堆砌。它总能在关键的概念引入时，先抛出一个贴近生活的例子，把我从现实世界轻轻拉入到微观粒子的奇妙旅程中。举个例子，讲解氧化还原反应时，它没有直接跳入复杂的半反应式，而是先从日常生活中铁的生锈谈起，用生动的语言描述了电子得失的过程，这种“以小见大”的叙事策略，让我对抽象概念的理解瞬间变得具象化和可感。更令人称道的是，作者在解释那些理论上的“为什么”时，总能深入浅出，逻辑链条衔接得天衣无缝，让人感觉每一步推导都是那么自然而然，水到渠成，而不是生硬地被告知一个结论。这种注重逻辑构建和思维导图式讲解的风格，真正培养的是我们独立思考的能力，而不是死记硬背的技巧。读完一章，合上书本，脑海里已经形成了一个清晰的知识框架，而不是一团乱麻的碎片信息。

评分☆☆☆☆☆

这本书的封面设计简直是一场视觉的盛宴，那种深邃的蓝色调，配上简洁而有力的字体，一下子就抓住了我的眼球。翻开第一页，那种纸张特有的、带着微微油墨香气的触感，让我立刻沉浸到学习的氛围中。内页的排版布局简直是教科书级别的典范，每一个公式、每一个图表都经过了精心设计，布局合理，疏密有致，读起来丝毫没有那种令人望而生畏的压迫感。特别是那些复杂的化学结构图，线条清晰，色彩搭配得恰到好处，即便是初次接触这些概念的人，也能迅速抓住重点。我记得有一次，我在晚上十点多还在攻克一个棘手的平衡问题，周围环境光线不太好，但书本上的插图和文字依然清晰可见，这很大程度上要归功于其出色的印刷质量和纸张的反光控制。这不仅仅是一本教材，更像是一件精心制作的工艺品，让人愿意捧在手里，细细品味每一个细节。这种对“阅读体验”的重视，在如今的很多教材中是很难得一见的，它成功地将枯燥的理论知识，包装成了一种享受，极大地提升了我学习的积极性。

评分☆☆☆☆☆

这本书的习题设计可谓是煞费苦心，兼顾了基础巩固与拔高挑战的平衡艺术。基础练习题部分，选材精妙，总是能精准地对应到刚刚学习过的核心概念，通过变式重复加深印象，确保我们对基本功的掌握扎实。但最让我感到惊喜的是那些综合性的、需要跨章节知识点融会贯通的难题。这些“大题”往往不设固定的解题模板，而是像一个迷宫，需要你调动热力学、动力学甚至电化学的知识点进行交叉分析。我记得有一次，一道计算题需要我先运用平衡常数进行初步估算，再结合反应速率的知识点来校核最终产率，一开始我完全没有头绪，但当我耐下心来，一步步拆解题目中的每一个已知条件时，突然间豁然开朗。这本书的习题不是为了难倒你，而是为了激发你大脑中潜藏的连接能力，它在不断地“推着”我们的大脑去进行更高阶的思维活动，这种挑战性是极其令人上瘾的。