能源应用, 第三版

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具体描述

现代材料科学进展与挑战 本书简介:深入探索新材料的合成、性能与未来应用 在人类文明的历史长河中,材料的进步始终是科技飞跃和社会发展的核心驱动力。从新石器时代的燧石到现代的超导合金,我们对物质世界的认知和驾驭能力,直接决定了我们所能创造的世界的形态。《现代材料科学进展与挑战》第三版,旨在为材料学领域的研究人员、工程师、高年级本科生及研究生提供一个全面、深入且与时俱进的知识框架。本书不仅梳理了传统材料体系(金属、陶瓷、聚合物)的最新研究热点,更聚焦于21世纪材料科学的前沿领域,特别是功能材料、智能材料以及可持续性材料的突破性进展。 第一部分:材料科学基础的再审视与深化 本部分着重于巩固读者对材料科学基本原理的理解,并引入当代研究中不可或缺的新视角和新工具。 第一章:原子结构与晶体缺陷的现代表征 本章超越了传统的X射线衍射(XRD)基础,详细介绍了高分辨透射电子显微镜(HRTEM)在纳米尺度晶格畸变分析中的应用。重点探讨了表面吸附原子、晶界扩散机制在催化剂活性中的关键作用。此外,对非晶态材料和准晶体中的短程有序和长程无序的定量描述方法进行了深入阐述,特别是利用中子散射技术解析锂离子电池固态电解质中离子传输通道的构筑。 第二章:热力学与相图的计算模拟 本章强调了从第一性原理计算(如密度泛函理论,DFT)向宏观热力学性质推导的桥梁。详细介绍了 CALPHAD(计算相图)方法的最新发展,特别是在高熵合金(HEA)复杂多相体系中的应用。探讨了如何通过分子动力学模拟(MD)预测材料在极端温度和压力下的稳定性,以及如何将模拟结果校准至实验数据,以优化材料设计流程。 第三章:动力学过程与微结构演化 深入探讨了材料在加热、应力作用下的时间依赖性行为。重点分析了扩散退火、固态反应动力学,以及在高温超导材料和半导体薄膜生长过程中,形核与长大机制的复杂性。引入了利用同步辐射光源进行实时原位表征(In-situ Characterization)技术,以捕捉瞬态微结构变化,揭示材料性能演化的内在物理机制。 第二部分:先进功能材料的突破 本部分是本书的核心,聚焦于那些具备特定物理、化学或生物响应特性的新一代材料。 第四章:纳米结构材料的精准合成与调控 纳米技术已从概念走向工程化。本章详细剖析了自下而上(Self-Assembly)和自上而下(Top-Down)策略在可控合成中的结合。内容涵盖了量子点的光电特性调控、石墨烯及其二维材料衍生物(如MXenes)的层间作用力分析,以及利用模板法和溶胶-凝胶法制备具有高比表面积的多孔纳米结构催化剂。特别关注了纳米尺度的表面效应如何主导材料的宏观功能。 第五章:能源转换与储存材料的前沿 本章聚焦于应对全球能源挑战的关键材料。在光伏领域,重点讨论了钙钛矿太阳能电池(PSCs)的稳定性问题,以及如何通过表面钝化和界面工程来提高器件寿命。在储能方面,对下一代固态电池(All-Solid-State Batteries)中界面阻抗的降低、高能量密度正负极材料的设计原理进行了详尽分析,同时也涵盖了氢能存储材料(如金属氢化物和MOFs)的吸附/脱附动力学。 第六章:智能与响应性材料的交叉学科研究 智能材料是实现人机交互和自适应系统的基础。本章深入探讨了形状记忆合金(SMA)的超弹性机制与疲劳寿命的提升,以及压电/焦电材料在能量收集(Energy Harvesting)中的应用潜力。对响应性聚合物(如智能水凝胶)在药物缓释和软体机器人学中的最新进展进行了系统梳理,强调了多物理场耦合作用下材料行为的复杂性。 第七章:生物医学与可降解材料 材料科学正在深刻影响医疗健康领域。本章介绍了生物相容性陶瓷(如羟基磷灰石)在骨组织工程中的应用,以及用于靶向治疗的纳米载体设计。同时,对环境友好型材料给予高度关注,深入剖析了聚乳酸(PLA)及其共聚物的降解动力学和机械性能的优化,以满足可持续发展的需求。 第三部分:材料科学面临的挑战与未来方向 本部分旨在激发读者对材料科学未来研究方向的思考,特别是跨越传统学科边界的研究范式。 第八章:材料的计算设计与人工智能辅助 计算材料学已进入“数据驱动”的新阶段。本章详述了高通量计算(High-Throughput Screening)在筛选数百万潜在材料结构中的作用。重点讲解了如何应用机器学习(ML)和深度学习(DL)模型,基于已有的材料数据库(如Materials Project),预测新材料的性能、优化合成参数,并加速“材料-制造-性能”循环的闭合。探讨了如何构建可靠、可解释的材料信息学模型。 第九章:极端环境下的材料行为与服役寿命预测 随着人类探索向太空、深海和核反应堆等极端环境扩展,对材料可靠性的要求空前提高。本章探讨了高能粒子辐照对晶体结构和力学性能的长期影响,以及高温、高湿腐蚀环境中材料的失效机理。引入了数字孪生(Digital Twin)的概念,探讨如何结合传感器数据和有限元分析(FEA),实现对关键结构件服役寿命的实时、精准预测。 第十章:可持续性与循环经济中的材料创新 本章强调了材料生命周期(Life Cycle Assessment, LCA)的重要性。讨论了如何设计易于回收、低能耗制备的下一代金属合金和复合材料。重点分析了“从摇篮到摇篮”的材料循环策略,包括对稀土元素替代材料的研发,以及如何通过化学回收技术有效分离和再利用复杂的电子废弃物中的关键金属。 总结与展望 《现代材料科学进展与挑战》第三版力求在广度和深度上达到新的平衡。它不仅是基础知识的权威参考,更是引导读者进入前沿研究领域的路线图。通过整合理论计算、先进表征和工程应用,本书旨在培养新一代材料科学家和工程师,以应对21世纪在能源、环境和健康领域最迫切的挑战。本书的读者将掌握利用跨学科知识,设计、合成并理解新一代高性能材料的关键能力。

著者信息

图书目录

图书序言

图书试读

用户评价

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当我捧起《能源应用,第三版》这本书时,我并没有抱着太大的期望,毕竟“能源应用”听起来就比较技术性,我担心自己无法消化。然而,这本书的开头就给了我一个大大的惊喜。作者以一种非常生动的方式,阐述了能源对于人类社会发展的关键作用,并且将一些复杂的概念,用通俗易懂的语言进行解释,让我瞬间觉得,能源其实离我们并不遥远。 书中对不同能源形式的讲解,是我最为欣赏的部分。无论是传统的化石燃料,还是日益受到关注的可再生能源,作者都进行了详尽的论述。我之前对石油、天然气的认知,仅限于其作为燃料的用途,但这本书详细介绍了它们的勘探、开采、提炼以及在工业中的广泛应用。同时,对于太阳能、风能、水能等可再生能源,作者不仅阐述了其工作原理,还深入分析了相关的技术发展、经济效益,以及在环境保护方面的巨大潜力。我尤其喜欢关于风力发电的介绍,书中详细描述了风力发电机组的结构和工作方式,以及不同类型的风力发电场。 令我印象深刻的是,书中关于能源效率和节能减排的章节。作者通过大量的实例,展示了如何在生产、生活等各个环节提高能源利用效率,减少能源浪费。这些知识不仅让我对社会经济发展有了更深的理解,也让我开始思考如何在日常生活中做到节能,例如,如何选择更节能的电器,如何优化建筑的保温等。 此外,书中对能源储存技术和智能电网的讨论,也为我打开了新的视野。我知道能源的波动性是发展可再生能源的一大挑战,但这本书详细介绍了各种储能解决方案,让我看到了解决这一问题的希望。而智能电网的概念,更是让我看到了未来能源系统的高效和智能化。 总而言之,这本书是一本集科学性、实用性和前瞻性于一体的能源百科全书。它不仅为我提供了丰富的能源知识,更让我对能源的未来发展有了更清晰的认识,也激发了我对环境保护和可持续发展的思考。

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这本书《能源应用,第三版》简直是我近期最大的发现!我不是这个领域的专家,甚至对能源的理解都比较浅显,但这本书却以一种非常易懂且引人入胜的方式,将我带入了能源的奇妙世界。 开篇就让我眼前一亮,作者没有选择枯燥的理论堆砌,而是从能源与人类文明发展的关系入手,阐述了能源在社会进步中的核心作用。这种宏大的视角,立刻勾起了我的阅读兴趣。随后,书中对各种能源的介绍,也做得非常到位。我之前对煤炭、石油的印象,仅仅是“污染”和“稀缺”,但这本书详细解释了它们形成的地质过程,以及在现代工业中的应用,也客观地分析了其环境负面影响。 最令我惊叹的是,书中对各种新型能源的介绍。太阳能、风能、水能、地热能、生物质能,作者不仅介绍了它们的基本原理,还展示了相关的技术进步和发展趋势。我特别喜欢书中关于太阳能光伏技术的讲解,从光伏电池的结构到光伏电站的建设,都讲解得非常详细,而且配有大量的插图,让我这个外行人也能看懂。 另外,书中关于能源储存和智能电网的章节,也让我受益匪浅。我一直对可再生能源的间歇性感到担忧,但这本书详细介绍了各种储能技术,让我看到了解决能源供应不稳定的希望。而智能电网的概念,更是让我看到了未来能源系统的高效和智能化。 这本书就像一位循循善诱的老师,用浅显易懂的语言,为我揭示了能源世界的奥秘。它不仅让我增长了知识,更让我对能源的未来发展充满了信心,也激发了我对这个领域更深入的探索欲望。

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当我拿到《能源应用,第三版》这本书时,我被它沉甸甸的质感和精美的封面设计所吸引。我是一名工程师,虽然工作与能源领域直接相关,但一直渴望对这个复杂而多变的领域有一个更系统、更深入的理解。这本书,无疑给了我巨大的惊喜。 作者的写作风格非常严谨,内容详实,逻辑清晰。书中从能源的基本定义、单位、历史演进讲起,然后逐步深入到各种主要能源的类型、产生原理、转化技术、以及应用领域。我尤其欣赏书中关于化石燃料(煤、石油、天然气)的章节,作者不仅详细介绍了它们的物理化学性质、形成过程,还深入分析了其在能源结构中的重要性,以及在开采、运输、加工过程中所涉及的先进技术和安全规范。 而在可再生能源方面,书中进行了更为详尽的阐述。太阳能、风能、水能、地热能、生物质能等,每一种能源都拥有独立的章节,详细介绍了其技术原理、设备构造、系统集成,以及在全球范围内的应用案例。我特别对书中关于风力发电技术的发展历程和海上风电的挑战与机遇的分析,留下了深刻的印象。作者还对核能的安全性、核废料处理等敏感问题进行了客观的论述,展现了其专业性和中立性。 这本书最让我感到兴奋的是,它对能源效率、节能减排以及能源储存技术进行了深入探讨。作者通过大量的图表和数据,清晰地展示了提高能源利用效率的途径,以及各种储能技术(如抽水蓄能、压缩空气储能、电化学储能等)的优劣势。这对于我未来在设计和优化能源系统时,提供了宝贵的参考。 总而言之,这本书不仅仅是一本教科书,更是一本关于能源未来发展的指南。它让我对能源领域的知识有了更全面的掌握,也让我对未来的能源发展充满了信心。

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坦白说,我购买《能源应用,第三版》之前,对能源这个概念的理解仅限于“电力”和“石油”。但这本书的出版,完全颠覆了我原有的认知,让我意识到能源的广度和深度远超我的想象。作为一个对科技发展和社会变化抱有浓厚兴趣的普通读者,这本书为我提供了一个了解现代社会运转基石的绝佳视角。 我被书中关于不同能源的“生命周期”评估所深深吸引。作者不仅仅是描述了能源的获取和使用,而是从“摇篮到坟墓”的整个过程,详细分析了每种能源从资源开采、加工提炼、运输分配,到最终的消费和废弃物处理,所带来的环境影响和资源消耗。这种宏观的视角,让我对不同能源的真实成本有了更深刻的理解,也让我对“清洁能源”这个概念有了更全面的认识。 书中对于能源政策和经济学的探讨,也让我印象深刻。作者分析了不同国家和地区在能源发展战略上的差异,以及这些政策如何影响能源的供应、价格和消费模式。例如,关于碳税、能源补贴、可再生能源配额制等政策工具的介绍和分析,让我明白了能源发展并非仅仅是技术问题,更与经济、政治、社会因素紧密相连。 我尤其喜欢书中关于能源安全和地缘政治的章节。作者阐述了能源供应的稳定性和可及性,如何深刻地影响着一个国家的经济发展和国家安全。对石油、天然气等关键能源的全球贸易格局、主要生产国和消费国的关系,以及能源短缺可能引发的国际冲突等问题的分析,都让我对当前国际形势有了更深层次的理解。 总而言之,这本书就像一扇窗户,让我得以窥见现代文明赖以生存的能量世界。它不仅提供了丰富的知识,更引发了我对能源未来发展方向的深刻思考。

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这部《能源应用,第三版》简直是一部能源领域的百科全书,我拿到手的时候就被它沉甸甸的厚度所震撼,翻开第一页,立刻就被里面详实的内容所吸引。我之前对能源领域其实了解得并不深入,顶多是知道一些基本概念,比如化石燃料、可再生能源这些。但这本书从最基础的物理化学原理讲起,逐步深入到各种能源的产生、转化、储存和应用,内容覆盖面之广,简直超出了我的想象。 特别是关于能源效率的部分,作者用非常直观的图表和案例,解释了在工业生产、建筑节能、交通运输等各个环节,如何通过优化设计、改进技术来最大化能源利用率,减少浪费。我记得有一章节详细对比了不同类型的锅炉和热交换器的效率,并且给出了实际的计算公式和评估方法。这对于我理解日常生活中一些高能耗设备的运作原理,以及如何在家居节能方面做出更明智的选择,都提供了非常有价值的指导。 而且,这本书不仅仅停留在理论层面,它还深入探讨了当前能源行业面临的挑战和未来的发展趋势。例如,关于智能电网的章节,我第一次真正理解了它如何通过先进的信息技术,实现能源的智能化调度和优化配置,提高供电的可靠性和稳定性。作者还分析了分布式能源、微电网的潜力,以及它们在构建更具韧性和可持续性的能源系统中的作用。这些内容让我对未来的能源格局有了更清晰的认识。 总的来说,这本书的知识密度非常高,但作者的处理方式却十分巧妙,语言通俗易懂,即使是一些复杂的科学概念,也能被解释得深入浅出。每一个章节都配有大量的插图、表格和图示,这极大地帮助我理解和记忆。我尤其欣赏的是,书中不仅讲解了“是什么”,还深入探讨了“为什么”和“怎么样”,让我能够从根本上理解能源相关的原理和技术。

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这是一本让我爱不释手的书,《能源应用,第三版》。我本来对能源领域的了解仅限于课本上的零星知识,这本书的出现,彻底刷新了我的认知,它就像一个导游,带领我进入了一个庞大而复杂的能源世界。 书中对各种能源形式的介绍,从基础的物理原理到实际应用,都讲解得非常细致。我尤其喜欢关于化石燃料的部分,作者不仅解释了石油、天然气等是如何形成的,还详细介绍了它们在现代社会中的重要地位,以及相关的勘探、开采、运输和加工技术。同时,书中也深刻剖析了这些能源带来的环境问题,如温室气体排放、空气污染等,让我对能源的开发和利用有了更全面的认识。 而在新能源领域,这本书更是让我惊叹不已。作者详细介绍了太阳能、风能、水能、核能、生物质能等各种清洁能源的原理、技术现状和发展前景。他用大量的图表和案例,生动地展示了这些能源是如何被转化为我们日常生活中使用的电能,以及它们在应对气候变化方面的巨大潜力。我特别对书中关于风力发电和太阳能光伏发电的技术细节很感兴趣,它让我了解了这些技术是如何一步步走向成熟和普及的。 最让我印象深刻的是,书中关于能源效率和节能减排的章节。作者通过大量的实例,展示了如何在工业生产、建筑设计、交通运输等各个领域提高能源利用效率,减少能源消耗。这些知识不仅让我对社会经济发展有了更深的理解,也让我开始反思自己在日常生活中的能源消费习惯,并尝试做出改变。 总而言之,这本书不仅仅是一本能源技术的介绍,更是一本关于能源与人类社会、环境和谐发展的百科全书。它让我对能源的未来充满了希望,也让我认识到,能源的可持续发展是我们共同的责任。

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这部《能源应用,第三版》真的是我近期阅读中最有价值的一本书。我是一名初入能源行业的工程师,之前学习的知识更多是偏重于理论基础,但这本书将理论与实际应用结合得非常完美,为我打开了新世界的大门。我感觉自己仿佛站在一个高处,俯瞰整个能源领域。 书中的每一个章节都像是一次深入的探索,从宏观的能源政策和市场分析,到微观的能源技术细节。我最感兴趣的是关于智能电网和能源互联网的章节。作者详细地介绍了这些概念的演进过程,以及它们如何通过数字化、网络化技术,实现能源生产、传输、消费的智能化管理。其中关于需求侧响应、负荷预测、分布式能源接入的讨论,都让我受益匪浅,为我日后在实际工作中进行系统设计和优化提供了重要的理论支持。 而且,这本书在讨论各种能源技术时,并没有回避它们的复杂性和挑战。比如,在介绍氢能源的部分,作者不仅阐述了其作为清洁能源的巨大潜力,也深入分析了制氢、储氢、运氢以及加氢站建设等环节所面临的技术难题和成本问题。这种客观、全面的分析,让我对氢能源的发展前景有了更理性的认识,也让我明白,任何一种能源技术的成熟和普及,都需要经历一个漫长而艰辛的过程。 另外,书中还大量引用了最新的研究成果和行业数据,这使得整本书的内容都非常具有时效性和前瞻性。我尤其欣赏作者在讲解一些专业术语时,总是会给出清晰的定义和背景介绍,这对于我这样刚入门的读者来说,无疑是极大的帮助。这本书就像一位经验丰富的导师,循循善诱地引导我一步步深入了解能源的奥秘。

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这本书,我拿到手里,首先是被它那精美的装帧和厚实的纸张所吸引,然后迫不及待地翻开。我不是专业人士,只是一个对能源转型和社会可持续发展非常感兴趣的普通人。而《能源应用,第三版》,恰恰满足了我这种“跨界”的好奇心。 书中对传统能源和新能源的讲解,非常系统且有层次。我之前对煤炭、石油的印象,大多停留在“污染”和“不可再生”这些标签上,但这本书深入剖析了它们的形成过程、开采技术、炼化工艺,以及在现代工业中不可或缺的作用,也毫不避讳地指出了其对环境和气候变化的巨大影响。这种全面而辩证的分析,让我对事物的理解更加立体。 而在新能源方面,书中对太阳能、风能、水能、地热能、生物质能等的介绍,更是让我大开眼界。我了解到,这些看似“绿色”的能源,在技术实现、成本控制、以及对生态环境的潜在影响方面,都有着各自的复杂性。例如,关于风力发电的选址、叶片设计、以及对鸟类迁徙的影响,都进行了详细的阐述。这种细致入微的探讨,让我不再简单地将新能源视为“万能良药”,而是对其有了更理性的认识。 此外,书中关于能源储存技术的部分,简直是我的“救星”。我一直对可再生能源的间歇性感到担忧,但这本书详细介绍了各种储能方案,从大规模的抽水蓄能,到小型化的电池储能系统,以及一些新兴的储能技术,都进行了深入的讲解。这让我看到了解决能源供需矛盾的希望,也让我对未来能源系统的智能化和灵活性充满期待。 我特别欣赏作者在撰写过程中,所展现出的严谨态度和广阔视野。书中引用了大量的最新研究数据和权威报告,并且对复杂的科学原理进行了通俗易懂的解释。阅读这本书,就像是与一位经验丰富的能源专家进行了一场深入的对话,让我受益匪浅。

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当我抱着《能源应用,第三版》回家的时候,以为它会是一本枯燥乏味的教科书,没想到却给我带来了如此多的惊喜。我平时的工作与能源行业并没有直接关联,但因为对环境保护和可持续发展越来越关注,所以想系统地了解一下能源的方方面面。这本书的内容,可以说完全满足了我这个“跨界”读者的需求。 作者的写作风格非常独特,他能够将看似艰深的理论,用生动形象的比喻和贴近生活的例子来阐释。比如,在介绍太阳能发电的原理时,他没有上来就讲光伏效应的复杂公式,而是从一个很小的水滴被阳光晒干的过程类比,形象地解释了光子能量如何被转化为电能。这种方式让我感觉学习过程充满乐趣,而不是一种负担。 此外,本书对于不同能源类型的比较分析,也做得非常到位。它详细介绍了化石燃料(煤、石油、天然气)的优缺点,以及它们对环境的影响,然后又重点阐述了核能、水能、风能、太阳能、生物质能等各种可再生能源的特点、技术现状和发展前景。每一类能源都进行了详细的论述,从资源储量、技术成熟度,到经济性、环境影响,都有深入的探讨,让我能够对各种能源有一个全面的、客观的认识。 我特别喜欢书中关于能源储存技术的章节。我知道能源的间歇性是发展可再生能源的一大挑战,而书中则详细介绍了各种储能技术,包括抽水蓄能、压缩空气储能、电化学储能(如锂离子电池、液流电池)以及热储能等,并分析了它们各自的优势和局限性。这让我对如何解决能源供需不匹配的问题有了更深刻的理解,也让我看到了未来能源系统更加灵活和可靠的可能性。

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《能源应用,第三版》这本书,简直是我近期最满意的一次购书经历。我之前对能源的认识,停留在“用电”和“加油”的层面,但这本厚重的著作,让我看到了能源背后那庞大而精密的体系。 我是一名文科背景的读者,起初抱着试试看的心态翻阅此书,没想到立刻就被它扎实的学术功底和清晰的逻辑结构所吸引。作者并没有上来就讲高深的理论,而是从能源的基本概念、单位、以及人类对能源的早期利用讲起,循序渐进,让像我这样的非专业读者也能轻松理解。 书中对不同能源类型的分类和阐述,非常系统。化石燃料部分,作者不仅介绍了煤炭、石油、天然气的形成和分布,还深入探讨了它们在现代工业中的应用,以及带来的环境挑战。而对于可再生能源,如太阳能、风能、水能、地热能、生物质能等,则进行了详尽的介绍,包括其工作原理、技术发展、经济性分析,以及在应对气候变化中的关键作用。我尤其喜欢关于太阳能光伏发电的部分,作者详细解释了光伏电池的结构和工作机制,以及不同类型光伏技术的优劣。 让我印象深刻的是,书中关于能源储存技术和智能电网的章节。作者清晰地阐述了可再生能源的间歇性带来的挑战,以及各种储能技术(如锂离子电池、液流电池、抽水蓄能等)如何解决这一问题。同时,对智能电网的介绍,让我看到了未来能源系统如何通过数字化、网络化实现高效、可靠的能源供应。 这本书不仅提供了丰富的科学知识,更让我对能源的未来发展趋势有了深刻的理解。它让我认识到,能源的开发和利用,与经济发展、环境保护、国家安全等诸多方面息息相关。阅读这本书,就像完成了一次关于能源的“深度游”,收获满满。

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