科技发展五十年 材料科学大探秘 赵海春 9787539841380 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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赵海春 著

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• 9787539841380
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出版社： 安徽美术出版社

ISBN：9787539841380

商品编码：29662988586

包装：平装

出版时间：2013-04-01

基本信息

书名：科技发展五十年 材料科学大探秘

定价：23.80元

作者：赵海春

出版社：安徽美术出版社

出版日期：2013-04-01

ISBN：9787539841380

字数：

页码：

版次：1

装帧：平装

开本：16开

商品重量：0.4kg

编辑推荐

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内容提要

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本书主要讲解了材料学的历史、概念、发展，材料的分类和常用材料介绍。并介绍了新材料在服装、交通、航空航、医疗等领域的运用

目录

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封面
前折页
扉页
版权页
前言
目录
章 材料科学新技术
节 材料的出现及发展
伽利略
牛顿
门捷列夫
居里夫人
爱因斯坦
第二节 材料的分类
第三节 材料的广泛应用

作者介绍

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文摘

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序言

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《科技发展五十年：材料科学大探秘》 引言：材料，塑造未来的基石 纵观人类文明的演进史，材料的每一次重大突破都伴随着生产力的飞跃和社会形态的深刻变革。从石器时代的坚硬岩石，到青铜时代的璀璨金属，再到如今信息时代中蕴含无限可能的纳米材料，材料始终是人类改造世界、提升生活品质的根本依托。而我们正处在一个科技飞速发展的时代，特别是材料科学，正以前所未有的速度和广度，重塑着我们所认知的一切。 本书《科技发展五十年：材料科学大探秘》，正是聚焦于过去半个世纪，材料科学领域波澜壮阔的发展历程，深入剖析其关键性的突破、颠覆性的创新以及对我们日常生活和未来走向产生的深远影响。作者赵海春先生以其深厚的学术功底和敏锐的洞察力，带领读者穿越五十年时光，去探索那些塑造了现代科技图景的材料奥秘。 第一章：从原子到宏观——材料科学的理论基石 任何材料的特性，都源于其微观结构。本章将回顾过去五十年中，材料科学理论的重大进展。量子力学、固体物理学、统计力学等基础学科的发展，为我们理解材料的本质提供了强大的理论武器。从晶体结构的精确解析，到缺陷、相变等微观现象的深入研究，科学家们逐渐揭示了材料性能与微观结构之间的内在联系。 第一节：量子世界的洞察——电子行为与材料特性 量子力学的发展，使得科学家能够精确描述材料中电子的行为。电子的能级、轨道、自旋等性质，直接决定了材料的光学、电学、磁学和力学性能。本节将重点介绍半导体材料的能带理论如何解释其导电特性，金属的自由电子模型如何描述其导电和导热能力，以及绝缘体为何能够阻碍电流。更进一步，量子隧穿效应、量子纠结等奇异的量子现象，在纳米材料中的应用，也将在本节有所提及。 第二节：结构决定性能——晶体学与缺陷的精妙关系 材料的宏观性能与其内部的原子排列方式（晶体结构）息息相关。本节将介绍X射线衍射、电子显微镜等先进表征技术如何帮助我们精确测定材料的晶体结构。同时，晶体中的“不完美”——点缺陷、位错、晶界等，虽然是微观层面的瑕疵，却往往是决定材料强度、塑性、韧性等宏观力学性能的关键。通过调控这些缺陷，我们可以“量身定制”出具有特定性能的材料，例如，通过引入杂质原子来改变半导体材料的导电性。 第三节：动态演化与相变——材料的“生命周期” 材料并非一成不变，它们在温度、压力、化学环境等因素的影响下会发生动态演化和相变。本节将深入探讨材料的热力学稳定性、动力学过程以及相变理论。例如，钢的淬火和回火就是通过控制铁碳合金的相变过程，来获得高强度和高韧性的奥氏体、马氏体等不同组织。材料在服役过程中的老化、疲劳、腐蚀等现象，也与这些动态演化过程密切相关，理解这些过程，对于提高材料的使用寿命至关重要。 第二章：划时代的新材料——功能材料的璀璨星河 过去五十年，是功能材料井喷式发展的时代。这些材料因其特殊的电、光、磁、热、化学等功能，在各个高科技领域扮演着不可或缺的角色。本书将重点介绍几类最具代表性的功能材料。 第一节：信息时代的脉搏——半导体与微电子材料 没有半导体材料，就没有我们今天的信息时代。本节将追溯硅、锗等半导体材料的发现与发展，以及掺杂、外延生长等关键工艺的突破，如何支撑起集成电路、微处理器、存储器等核心电子器件的诞生。同时，对第三代半导体材料（如氮化镓、碳化硅）的介绍，将展现其在高性能计算、电力电子、射频通信等领域的巨大潜力，预示着下一代信息技术的可能方向。 第二节：光明的使者——光电子与显示材料 从LED到OLED，再到激光器和光纤，光电子材料的发展极大地丰富了我们的视觉体验和信息传输能力。本节将深入探讨发光二极管（LED）的发光机理和材料选择，如何实现高效、节能的照明和显示。液晶材料、有机电致发光材料（OLED）的出现，更是彻底改变了显示器的形态和性能。激光材料在通信、医疗、制造等领域的广泛应用，也将一一展现。 第三节：磁场的奥秘——磁性材料的潜能 磁性材料在数据存储、电机、传感器等领域发挥着至关重要的作用。本节将介绍硬磁材料和软磁材料的特性差异，以及它们在永磁体、电磁铁等方面的应用。特别地，稀土永磁材料（如钕铁硼）的发现和高性能化，极大地提升了永磁体的磁场强度，对电动汽车、风力发电机等节能设备的发展起到了关键推动作用。此外，巨磁阻材料（GMR）在硬盘数据读取头中的应用，堪称材料科学界的一大奇迹。 第四节：高温与低温的挑战——热电与超导材料 热电材料能够实现电能与热能的相互转换，在热能回收、固态制冷等领域具有广阔的应用前景。本节将介绍塞贝克效应、帕尔帖效应等热电现象，以及高性能热电材料的设计与制备。超导材料在零电阻状态下传导电流的特性，更是赋予了其在强磁场、高效率输电等领域的独特优势。从早期低温超导材料的发现，到高温超导材料的探索，本章将带领读者领略超导科学的迷人之处。 第三章：微观世界的奇迹——纳米材料的颠覆性变革 纳米技术，将材料的尺度缩小到纳米级别（1-100纳米），带来了前所未有的新特性和新功能。纳米材料的出现，是过去五十年材料科学中最激动人心的发展之一。 第一节：量子点与纳米线——尺寸效应的显现 当材料尺寸缩小到纳米尺度，其宏观的物理化学性质会发生显著改变，这就是尺寸效应。本节将重点介绍量子点的光学特性，它们能够发出不同颜色的光，并且颜色可以通过控制尺寸来调控，这使其成为下一代显示技术、生物成像等领域的关键材料。纳米线的独特性质，如优异的导电性和力学强度，使其在传感器、纳米电子器件等领域展现出巨大潜力。 第二节：碳的精灵——石墨烯与碳纳米管 碳，这一最基础的元素，在纳米尺度下展现出惊人的能力。石墨烯，仅由一层碳原子构成的二维材料，具有极高的导电性、导热性和力学强度，被誉为“新材料之王”。本节将探讨石墨烯的制备方法、独特的电子结构以及在柔性电子、复合材料、储能等领域的应用前景。碳纳米管，圆柱形的碳原子链，同样拥有卓越的力学和电学性能，在纳米器件、传感器、生物医药等领域也扮演着重要角色。 第三节：仿生与智能——模拟自然的智慧 自然界是材料科学的宝库，许多天然材料经过亿万年的演化，形成了精巧的结构和优异的性能。本节将介绍仿生材料的设计理念，例如模仿蜘蛛丝的强度和韧性，模仿荷叶的自清洁表面。智能材料则能够响应外界刺激（如温度、光、电、磁场）而改变其性质，实现“主动”的功能。形状记忆合金、液晶弹性体等智能材料，在医疗、机器人、可穿戴设备等领域展现出巨大的应用潜力。 第四章：材料的绿色化与可持续发展——面向未来的责任 随着全球对环境保护和可持续发展的日益关注，材料科学也面临着新的挑战与机遇。如何开发环境友好的材料，减少资源消耗和环境污染，成为材料研究的重要方向。 第一节：绿色制造与循环经济——材料生产的变革 本节将探讨如何通过改进材料的生产工艺，降低能耗和废弃物排放。例如，开发更环保的催化剂、采用溶剂替代技术、推广可再生能源在材料生产中的应用。同时，循环经济的理念，强调对材料的回收、再利用和升级，对于减少资源枯竭和环境污染具有重要意义。 第二节：生物基材料与可降解材料——回归自然的怀抱 以植物、微生物等为原料生产的生物基材料，正在逐渐替代传统的石油基材料，为减少碳排放和依赖化石燃料提供了解决方案。本节将介绍生物塑料、生物纤维等生物基材料的发展现状及其在包装、纺织、建筑等领域的应用。同时，可降解材料，能够在特定环境下自然分解，从而减少对环境的长期影响，在一次性用品、农业地膜等领域具有广阔的应用前景。 第三节：能源与环境材料——应对全球挑战 太阳能电池材料、储能材料（如锂离子电池、固态电池）、氢能材料等，是实现能源转型和应对气候变化的关键。本节将介绍这些材料在提高能源利用效率、发展清洁能源方面的作用。此外，用于水处理、空气净化、污染物监测和修复的环境材料，也在解决全球环境问题方面发挥着越来越重要的作用。 结论：材料的未来，无限可能 过去五十年，材料科学的发展速度和深度令人惊叹。从宏观的结构调控到微观的原子设计，从功能材料的创新到纳米技术的突破，再到对可持续发展的关注，材料科学以前所未有的力量推动着人类社会的进步。 展望未来，随着人工智能、大数据、生物技术等交叉学科的融合，材料科学将进入一个全新的时代。我们有理由相信，材料的每一次进步，都将为人类创造更加美好的未来。从更高效的能源转化，到更智能的机器人，从更健康的生命科学，到更宜居的地球环境，材料科学的探索永无止境，其潜力无限。 《科技发展五十年：材料科学大探秘》将为您呈现一段引人入胜的探索之旅，让您深刻理解材料科学如何塑造了我们的过去，又将如何引领我们走向充满无限可能的未来。

评分☆☆☆☆☆

我一直认为，了解科技发展史，对于理解我们所处的时代至关重要。而这本书在这方面做得相当出色。它以一种非常生动的方式，将过去几十年的科技巨变呈现在我眼前。我惊喜地发现，很多我曾经觉得理所当然的科技产品和技术，原来背后有着如此跌宕起伏的发展历程。书中对于技术演进中的关键节点和转折点的梳理，让我对整个科技发展的大图景有了更深刻的理解。它就像一位经验丰富的向导，带领我沿着历史的长河，去探寻那些塑造了我们现代世界的科技足迹。我尤其赞赏作者在文字表达上的功力，用词精准，描述生动，即使是相对专业的概念，也能被解释得通俗易懂，让我这个非专业人士也能津津有味地阅读下去。

评分☆☆☆☆☆

这本书最让我感到欣慰的是，它没有流于表面，而是深入探究了科技发展背后的逻辑和影响。作者似乎花了大量的心思去梳理不同领域技术之间的关联，以及这些技术是如何相互促进、共同发展的。它让我认识到，科技并非孤立的进步，而是一个庞大而复杂的系统工程。书中对一些技术发展中的瓶颈和挑战的探讨，也让我看到了科技进步并非一帆风顺，而是充满了探索和解决问题的过程。这种深入的分析，让我对科技有了更全面的认识，不再是单纯的技术介绍，而是对科技发展规律的深刻揭示。它鼓励我从更宏观的角度去审视科技，理解其在人类文明进步中的核心作用，以及它所带来的深远影响。

评分☆☆☆☆☆

这是一本让我开始认真思考“未来”的书。它在回顾过去的同时，也为我们打开了通往未来的想象空间。书中对于科技发展趋势的分析，虽然不涉及具体的预测，但通过对过去发展规律的解读，让我对未来可能出现的颠覆性技术有了更清晰的认知框架。我尤其欣赏它在描述前沿科技时，并没有过度渲染神秘感，而是以一种严谨的态度，解释了这些技术是如何从理论走向实践，又可能对我们的生活产生怎样的影响。这让我觉得，未来的科技发展并非遥不可及，而是我们当下努力的方向和积累的必然结果。它鼓励我去思考，作为个体，我该如何去适应和拥抱即将到来的科技变革，又如何在其中找到自己的位置。这本书不仅仅是知识的传递，更是一种思维的启迪，它让我对未来充满期待，也充满了理性思考。

评分☆☆☆☆☆

作为一名对科技进步一直充满好奇的普通读者，最近读到一本关于“科技发展五十年”的书，虽然我对具体内容还未完全消化，但整体的阅读体验相当不错。这本书以一种宏观的视角，串联起了近半个世纪以来人类在科技领域取得的辉煌成就。它并没有拘泥于某个单一的技术分支，而是将目光投向了科技发展的整体脉络，从最初的基础研究突破，到技术革新，再到如何影响我们日常生活，都做了深入浅出的阐述。尤其让我印象深刻的是，书中描绘了不同时期科技发展的驱动力，以及社会、经济、文化等因素如何在其中扮演的角色。作者似乎花了很大的力气去梳理那些看似杂乱无章的技术革新背后，隐藏的逻辑和趋势。读这本书，感觉像是被带领着坐上了一台时光机，从过去的某个节点出发，一路向前，亲眼见证了那些改变世界的技术是如何一步步孕育、成长并最终绽放光彩的。它让我对“科技”这个词有了更立体的认识，不再是冰冷的技术参数，而是充满人性、智慧和不懈追求的伟大事业。

评分☆☆☆☆☆

这本书的叙事方式真的非常吸引人。它不是那种枯燥的技术科普，而是更像是在讲述一个个引人入胜的故事。我特别喜欢其中对于一些关键技术突破背后科学家们的故事的描绘，那些充满挑战、反复试验，甚至偶尔带有戏剧性的情节，读起来比小说还精彩。通过这些故事，我不仅了解了技术的演进，更感受到了科学家们那种坚持不懈、勇于探索的精神。它让我明白了，伟大的科技成就并非一蹴而就，而是无数个日夜的辛勤付出和对未知的不懈探索的结果。书中还穿插了一些当时的历史背景和社会事件，这让科技发展不再是孤立的现象，而是深深地烙印在时代的进程之中。这种结合历史叙事的手法，使得阅读过程更加丰富，也更能理解科技发展与人类社会之间的紧密联系。每一次翻开书页，都仿佛在跟随作者的笔触，穿越时空，感受那个时代特有的科技脉搏。