氧化物/层状硅酸盐之构造．特性．鑑定．反应．生成及用途 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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硅、铝、铁是地球岩石上最丰富组成之三大元素。锰、钛及锆也是地球资源重要之三种元素，加上地球空气中含有约21％之氧气，经高温高压造岩及风化作用，在地球上生成各种不同氧化物、硅酸盐、无机次生及各种原生之矿物。再加上近年工业发达，各种经化学合成之氧化物、层状硅酸盐矿物众多。诸如，层状双氢氧化物、有机黏土-高分子化合物及合成沸石，在工业上之用途相当广泛。本书共分十五章分别详细介绍各矿物化学及氧化等和氧化物／层状硅酸盐奈米材料之生成及应用，分别叙述其构造、特性、鑑定、反应、生成，而特别强调其用途及其将来可广泛应用于各种工业之前景。尤其是奈米粒径氧化物／层状硅酸盐之生成及用途前景也在本书中有所强调。

熔炉与晶格：材料科学前沿的探索 本书聚焦于当前材料科学领域最具活力的两个分支——高温陶瓷材料与先进复合结构——的理论基础、制备工艺、性能表征及其工程应用。它并非聚焦于氧化物或硅酸盐的微观结构，而是深入探讨碳基材料、金属间化合物以及纳米尺度功能材料在极端环境下的行为模式与创新应用。 本书旨在为高年级本科生、研究生以及从事新材料研发的工程师提供一个全面且深入的参考框架，涵盖从基础物理化学原理到尖端制造技术的全景。 --- 第一部分：非传统结构材料的物理化学基础 (The Physicochemical Underpinnings of Novel Architectures) 本部分首先建立对结构稳定性、相变动力学以及界面科学的深刻理解，这些是理解任何先进材料性能的基石。 第一章：高熵合金（HEAs）的热力学与动力学驱动力 本章摒弃传统合金设计中基于单一主元素的思维定式，转而探讨多主元体系（通常包含五种或更多主元素，摩尔分数各占10%以上）的独特性质。重点分析了高熵效应（配置熵）、局域结构无序性（应变与焓）如何影响材料的相稳定性。我们将详细阐述相场模型（Phase-Field Modeling）在预测高温下HEAs的析出相和微观组织演化中的应用，特别是如何利用吉布斯自由能（Gibbs Free Energy）最小化原理来指导新型耐热、抗辐照HEAs的筛选。此外，还会探讨这些材料在固态下的扩散行为，即非Fickian扩散现象及其对宏观性能的长期影响。 第二章：碳基功能材料的界面工程 本部分聚焦于石墨烯、碳纳米管（CNTs）及类金刚石薄膜（DLC）的独特电学和机械性能。我们将深入解析范德华力（van der Waals forces）在层状结构堆叠中的关键作用，以及如何通过化学气相沉积（CVD）或原子层沉积（ALD）技术精确控制层与层之间的相互作用能。一个核心议题是缺陷工程：如何通过精确控制晶格缺陷（如空位、位错、边界）来调控碳材料的导电性、热导率和机械韧性。本章包含对第一性原理计算（DFT）在预测碳/金属界面反应势垒的应用案例分析。 第三章：金属间化合物的电子结构与抗氧化性 本章探讨例如NiAl、TiAl等金属间化合物（IMC）的结构稳定性与高温蠕变机制。重点在于解析其有序-无序转变（Order-Disorder Transitions）的临界温度和其对塑性变形的影响。通过波恩-哈伯（Born-Haber）循环和态密度（Density of States, DOS）分析，阐明IMC内部的离子键与共价键的比例如何决定其高熔点和硬度。区别于传统氧化物的化学钝化，本章侧重于金属间化合物在富氧或贫氧环境下的选择性氧化行为及其在涡轮叶片涂层中的潜力。 --- 第二部分：先进复合材料的制备与结构表征 (Fabrication and Characterization of Advanced Composites) 本部分侧重于如何将不同性质的材料结合起来，创造出性能远超其组分之和的复合结构。 第四章：纤维增强复合材料（FRCs）的界面粘结与断裂力学 本章全面分析了由连续纤维或短纤维增强的基体材料（如碳/环氧、SiC/SiC）的增效机制。关键在于界面区（Interphase）的精确控制。我们将详述界面剪切强度（Interfacial Shear Strength, IFSS）的测试方法（如微观弯曲测试）及其对复合材料整体韧性的决定性影响。在断裂力学方面，重点分析纤维-基体脱粘（Debonding）、纤维桥接（Bridging）和裂纹偏转（Crack Deflection）等增韧机制，并引入增量损伤模型（Incremental Damage Models）来预测纤维断裂的累积效应。 第五章：增材制造（AM）中的材料控制：粉末床熔融技术 本章聚焦于激光选区熔化（SLM）和电子束熔化（EBM）等增材制造技术。本书强调在AM过程中，极快的冷却速率和显著的温度梯度如何导致传统铸造工艺中未曾出现的微观组织非平衡态。深入探讨熔池动力学（Melt Pool Dynamics）对孔隙率（Porosity）、残余应力（Residual Stress）和宏观各向异性的影响。读者将学习如何通过优化激光功率、扫描速度和粉末粒径分布，来控制凝固前沿的室温/柱状晶生长（Columnar Growth），以获得所需的定向凝固结构。 第六章：纳米结构材料的尺度效应与传输现象 本章探讨当材料尺寸进入纳米尺度时，体积效应被表面效应主导的现象。我们将分析表面能（Surface Energy）对纳米颗粒烧结温度的降低作用，以及量子尺寸效应（Quantum Size Effects）对半导体纳米晶体光电性能的影响。核心内容包括电子的平均自由程（Mean Free Path）与结构尺寸的比较，这解释了为何纳米材料的热电性能和电导率会发生显著变化。本章还涉及自下而上（Bottom-up）的纳米阵列构建方法，例如模板辅助生长技术。 --- 第三部分：极端环境下的性能与响应 (Performance and Response in Extreme Environments) 本书的最后一部分关注先进材料在严苛操作条件下的长期可靠性与功能维持。 第七章：高温力学：蠕变、松弛与疲劳寿命预测 本章致力于理解材料在持续高温应力下的时间依赖性变形。详细分析了Nabarro-Herring蠕变、Coble蠕变以及位错滑移/攀移机制。重点在于时间-温度等效原理（Time-Temperature Superposition Principle, TTSP）的应用，通过拉伸蠕变测试外推材料在几十年服役期内的性能。此外，对于结构材料，本章还介绍了低周疲劳（LCF）和高周疲劳（HCF）的Manson-Coffin关系，并探讨了热机械疲劳（TMF）下氧化层开裂对寿命的加速作用。 第八章：辐射损伤机制与耐辐照材料设计 针对核能、空间探索等领域的需求，本章专门研究高能粒子（如中子、质子）辐射对材料结构和性能的破坏。核心机制包括初级退耦合原子（Primary Knock-on Atoms, PKAs）的产生、缺陷簇（Defect Clusters）的形成、以及这些缺陷在材料内部的迁移和聚集。本章将比较不同晶体结构（面心立方、体心立方、六方紧密堆积）在相同辐射剂量下的耐辐照性差异。讨论的重点是设计能有效“吸收”或“钝化”辐射诱导缺陷的新型结构，例如高密度的晶界网络或精心设计的非晶相区域。 第九章：能源存储与转换中的电化学界面 本书以材料在电化学系统中的应用作结。着重分析锂离子电池和固态电解质中的关键挑战。在电池正极材料（如LiCoO2或NMC材料）中，本章分析了锂离子脱嵌过程中的体积变化、电子/离子传输通道的优化，以及如何通过表面包覆来抑制高电压下的结构崩溃。对于固态电解质（如LLZO或硫化物），重点在于理解电化学稳定性窗口、界面阻抗的来源（特别是固体/固体界面），以及如何利用导电网络或应力缓解层来保证界面接触的长期稳定性。 --- 通过对上述九个前沿课题的系统梳理，本书提供了一个超越传统材料学范畴的、多尺度、多物理场的综合视角，为读者应对未来极端工程挑战提供必要的理论和实践工具。

评分☆☆☆☆☆

《氧化物/层状硅酸盐之构造．特性．鑑定．反應．生成及用途》这本书，在我手中，仿佛拥有了打开物质世界大门的钥匙。我尤其对书中“鉴定”部分的详尽讲解印象深刻。作者不仅仅是介绍了各种鉴定技术，而是深入剖析了每种技术背后的科学原理，以及如何在实际应用中获得有价值的信息。例如，对于X射线衍射（XRD），书中详细阐述了其衍射原理、晶面指数、衍射强度与晶体结构的关系，以及如何通过 Rietveld 精修等方法获得精确的晶体结构参数。我了解到，通过XRD谱图的峰位偏移，可以判断晶格常数的变化，从而推断材料的固溶度或应力状态。而对于扫描电子显微镜（SEM）和透射电子显微镜（TEM），书中则详细介绍了它们在观察材料形貌、粒径、表面形貌以及内部微观结构方面的应用，并对比了它们各自的优缺点。我特别被书中关于高分辨率透射电子显微镜（HRTEM）能够直接观察到原子排列的介绍所吸引，这为我们理解纳米材料的结构和性能提供了前所未有的视角。此外，书中对各种光谱技术，如红外光谱（IR）、拉曼光谱、X射线光电子能谱（XPS）等的介绍，也极大地提升了我对材料表面化学性质和电子结构理解的深度。

评分☆☆☆☆☆

《氧化物/层状硅酸盐之构造．特性．鑑定．反應．生成及用途》这本书，在我看来，不仅仅是一本教科书，更像是一位经验丰富的向导，带领我们深入探索物质世界的奇妙。我特别赞赏书中对“用途”的阐述，它将理论知识与实际应用紧密地结合起来，展现了这些看似普通的材料在现代科技中所扮演的关键角色。书中对层状硅酸盐在环境保护领域的应用，如作为吸附剂去除水体中的污染物，或作为催化剂载体，都进行了详尽的介绍。我了解到，它们的层状结构和可交换的阳离子，使其能够有效地“捕获”有害物质，从而净化环境。而在能源领域，某些层状硅酸盐因其优异的离子导电性，被用作锂离子电池的电解质材料，这无疑为可持续能源的发展提供了新的思路。氧化物方面的应用更是涵盖了方方面面，从日常生活中常见的陶瓷、玻璃，到尖端的电子元件、催化剂，都离不开它们的贡献。书中对氧化物在半导体工业中的应用，如二氧化硅作为绝缘层，氧化锌作为紫外探测器，都有着深入的剖析。我特别被书中关于催化剂的论述所吸引，各种金属氧化物和复合氧化物，在石油化工、环境保护等领域发挥着不可替代的作用。作者通过具体的案例，阐明了材料的微观结构如何决定其宏观性能，从而实现特定的应用目标。这种理论与实践的完美结合，极大地增强了我对材料科学研究的兴趣和信心。

评分☆☆☆☆☆

阅读《氧化物/层状硅酸盐之构造．特性．鑑定．反應．生成及用途》这本书，如同打开了一扇通往物质世界深层奥秘的大门。我非常欣赏书中对“特性”部分的详尽描述，它不仅仅是罗列了材料的物理和化学性质，而是深入探究了这些特性产生的根源。例如，在讨论层状硅酸盐的吸附性能时，书中详细分析了其层状结构带来的巨大比表面积、层间电荷以及可交换阳离子等因素如何共同作用，使得它们能够有效吸附水中的重金属离子、有机污染物甚至气体分子。而氧化物方面，则涵盖了更为广泛的特性，如导电性、半导体性、绝缘性、磁性、光学特性等等。作者通过引入能带理论、畴壁结构等概念，深入浅出地解释了为何某些氧化物具有优异的导电性能，而另一些则表现出良好的绝缘特性。我特别对书中关于铁电材料和压电材料的论述印象深刻，它们在微观上不均匀的电荷分布和宏观上的偶极矩，是如何赋予了它们在传感器、执行器等领域的广泛应用潜力。在“鑑定”方面，书中对各种现代分析技术的介绍，堪称一本操作手册。从X射线衍射（XRD）的晶体结构解析，到扫描电子显微镜（SEM）和透射电子显微镜（TEM）的形貌和微观结构观察，再到能量色散X射线光谱（EDS）和X射线光电子能谱（XPS）的元素组成和化学状态分析，书中都进行了详尽的讲解，并配以大量的实例，指导读者如何解读这些复杂的数据，从而准确地鉴定材料的性质。

评分☆☆☆☆☆

拿到《氧化物/层状硅酸盐之构造．特性．鑑定．反應．生成及用途》这本书，我就被它深邃的内容所吸引。作者在“生成”这一章节的论述，令我印象尤为深刻。他不仅仅是简单地列举了各种合成方法，而是从化学反应动力学和热力学的角度，深入剖析了每种方法背后的原理。例如，在介绍水热法合成时，书中详细阐述了温度、压力、溶剂种类以及反应物浓度等关键参数如何影响产物的晶体结构、形貌和粒径。我了解到，通过精确调控这些参数，可以“量身定制”出具有特定性能的材料。而对于固相反应，作者则从原子扩散和晶格重排的角度，解释了高温烧结过程中相转变的机制。这种对合成过程的微观理解，对于指导实验操作，优化合成条件，以及控制材料的微观结构，都具有极其重要的意义。书中对“绿色化学”合成方法的关注，也让我感受到了作者对可持续发展的重视。例如，在介绍溶胶-凝胶法时，作者强调了其在较低温度下即可实现有机-无机杂化材料的合成，并能有效避免传统高温合成过程中可能产生的环境污染。在“鉴定”方面，书中对光谱分析技术的讲解，也让我受益匪浅。例如，拉曼光谱在分析分子振动模式、识别物质种类以及研究晶体结构对称性方面，展现出独特的优势。作者通过具体的实例，指导读者如何利用拉曼光谱的峰位和强度变化，来区分不同晶型的氧化物，或研究层状硅酸盐的层间结构。

评分☆☆☆☆☆

翻阅《氧化物/层状硅酸盐之构造．特性．鑑定．反應．生成及用途》的过程，宛如踏上了一段探索物质本质的奇幻旅程。书中对于层状硅酸盐的构造阐述，不仅仅是冰冷的化学式和几何图形堆砌，而是充满了对微观世界运作规律的深刻洞察。作者以极其细腻的笔触，描绘了这些材料中原子层是如何巧妙地排列、堆叠，形成我们肉眼看不见的精妙结构。我特别被书中关于“硅氧四面体”和“金属氧八面体”如何通过共享氧原子来构建二维层状单元的部分所吸引，这种原子间的协同作用，以及由此产生的层间电荷差异，为理解它们后续的吸附、交换和催化性能奠定了基础。而氧化物部分，则展现了其更为多样的结构形式，从简单的二元氧化物到复杂的多元氧化物，每一种都因其独特的晶格排列而拥有截然不同的物理化学性质。书中对这些结构与性质之间关联的深入剖析，让我意识到，材料的“性格”很大程度上是由其微观“骨架”决定的。例如，书中对某些氧化物在高温下的相变行为的描述，就与它们原子排列在热扰动下的稳定性息息相关。这种将静态结构转化为动态行为的分析，是本书最令人称道之处。此外，对于各种鉴定方法的阐述，也并非流于表面。作者深入浅出地讲解了每种技术背后的物理原理，以及在鉴定氧化物和层状硅酸盐时，如何通过特定信号的变化来获取关键信息。例如，在讨论透射电子显微镜（TEM）时，书中详细介绍了高分辨率TEM（HRTEM）如何能够直接观察到晶格条纹，从而判断晶体的取向、缺陷以及相界，这对于理解材料在纳米尺度下的行为至关重要。

评分☆☆☆☆☆

这本《氧化物/层状硅酸盐之构造．特性．鑑定．反應．生成及用途》在我手中沉甸甸的，封面设计就透着一股严谨与厚重感，一种对物质世界深层奥秘的探索精神跃然纸上。初翻开，我便被其中详尽的图谱和细致的剖析所吸引，仿佛置身于一个由无数原子和分子构建而成的微观世界。作者在开篇就奠定了坚实的理论基础，对氧化物和层状硅酸盐的晶体构造进行了极其详尽的阐述，从最基本的化学键合到复杂的堆积方式，都描绘得栩栩如生。我尤其欣赏作者对于不同结构类型的细致区分，例如，对于层状结构中不同层间作用力对材料宏观性质的影响，书中给出了非常深入的解析。读到关于范德华力、氢键以及离子键在层间相互作用中的作用时，我仿佛亲眼见证了那些微小的颗粒是如何在无形的力量下，排列组合，最终形成我们所见的坚固或柔韧的材料。作者并未停留在理论层面，而是巧妙地将构造与特性紧密联系起来，通过大量的实验数据和理论模型，解释了为何某种特定的原子排列会导致材料表现出独特的电学、磁学或光学性质。当我读到书中关于二氧化钛在光催化领域的应用时，其晶体结构如何影响电子-空穴对的分离效率，进而提升催化活性，这一连串的逻辑链条清晰而有力，让我对材料科学的魅力有了更深的认识。书中对各种鑑定技术，如X射线衍射（XRD）、透射电子显微镜（TEM）以及红外光谱（IR）等，也都进行了深入的介绍，并且不仅仅是技术的罗列，而是详细阐述了每种技术在解析氧化物和层状硅酸盐结构、成分以及相鉴定中的原理、操作要点和结果解读。我尤其对书中关于如何通过XRD图谱的峰位、强度和宽度的变化来推断晶体结构缺陷、粒径大小以及相纯度的部分印象深刻，这无疑为从事相关研究的读者提供了宝贵的实践指导。

评分☆☆☆☆☆

《氧化物/层状硅酸盐之构造．特性．鑑定．反應．生成及用途》这本书，在我看来，是一部能够引领读者深入理解材料科学精髓的佳作。我特别被书中对“反应”的阐述所吸引。作者不仅仅是简单地罗列了各种化学反应，而是从反应机理的角度，深入分析了氧化物和层状硅酸盐的化学行为。例如，在讨论层状硅酸盐的酸碱性时，书中详细解释了硅氧键和金属-氧键的极性，以及层间质子化的过程，从而揭示了它们作为酸性催化剂或吸附剂的潜力。而对于氧化物，书中则从氧化还原电势、氧空位浓度以及表面活性位点等角度，深入分析了它们在催化反应中的作用。我尤其欣赏书中对“原位”反应的研究方法的介绍，这使得研究者能够实时观察到反应过程中材料结构和性质的变化，从而更准确地理解反应机理。例如，通过原位X射线衍射（XRD），可以监测高温反应中氧化物的相转变过程，而原位红外光谱（IR）则可以揭示反应物在催化剂表面的吸附和转化过程。这种对反应过程动态研究的强调，无疑为材料的实际应用提供了更坚实的基础。在“生成”方面，书中也对各种合成方法进行了系统的梳理，并深入分析了不同方法对产物形貌、粒径和表面性质的影响，这对于实现特定功能的材料设计至关重要。

评分☆☆☆☆☆

《氧化物/层状硅酸盐之构造．特性．鑑定．反應．生成及用途》这本书，在我看来，是一部关于物质世界奥秘的百科全书，内容之丰富，讲解之透彻，令人叹为观止。我尤其被书中关于“用途”的阐述所深深吸引。作者不仅仅是简单地罗列了这些材料的应用领域，而是深入地探讨了材料的微观结构、化学性质如何决定其宏观功能。例如，在讨论层状硅酸盐作为吸附剂的应用时，书中详细分析了其层状结构带来的巨大比表面积、层间电荷以及可交换的阳离子，这些因素共同作用，使得它们能够高效地吸附水中的重金属离子、有机污染物，甚至气体分子。而在能源领域，某些层状硅酸盐因其优异的离子导电性，被用作锂离子电池的电解质材料，为可持续能源的发展提供了新的可能。对于氧化物，其应用之广泛更是令人惊叹。书中详细介绍了它们在催化、电子、光学、磁学等众多领域的应用，并深入剖析了其背后的科学原理。例如，对于纳米氧化物在催化领域的应用，书中不仅阐述了其高比表面积的优势，还深入探讨了量子尺寸效应如何影响其催化活性。我尤其被书中关于氧化物在生物医药领域的应用所吸引，如作为药物载体、造影剂等，这展现了材料科学与生命科学的深度融合。这种将理论知识与实际应用紧密结合的阐述方式，极大地增强了我对材料科学研究的兴趣和信心。

评分☆☆☆☆☆

《氧化物/层状硅酸盐之构造．特性．鑑定．反應．生成及用途》这本书，对于任何对材料科学抱有浓厚兴趣的读者来说，都无疑是一座知识的宝库。我尤其惊叹于作者在“反应”这一章节中所展现出的深刻理解。书中不仅仅是简单列举了氧化物和层状硅酸盐能发生的各种化学反应，而是从原子和电子的层面，深入剖析了这些反应的机理。例如，对于层状硅酸盐的离子交换反应，书中通过引入“插层”和“脱插层”的概念，以及层间阳离子与溶液中阳离子之间的静电吸引和尺寸匹配，生动地解释了其高效的离子吸附能力。而氧化物的氧化还原反应，则与氧原子的电子得失能力、金属离子的价态变化以及晶格畸变等因素紧密关联，作者对此的详细阐述，让我对材料的动态变化过程有了更清晰的认识。书中对催化反应的讨论尤为精彩，详细分析了不同氧化物和层状硅酸盐的催化活性位点，以及反应物分子在这些位点上的吸附、活化和产物脱附的整个过程。我特别欣赏书中关于“原位”反应研究方法的介绍，这使得我们能够实时观察到反应过程中材料结构和性质的变化，从而更好地理解反应机理。在“生成”方面，作者也对各种合成方法进行了全面的梳理，从传统的固相法、液相法，到现代的水热法、溶胶-凝胶法等，都进行了详细的介绍，并且着重分析了不同合成方法对材料的晶体结构、粒径、比表面积以及形貌的影响。例如，通过控制水热反应的温度、压力和时间，可以定向合成具有特定形貌的氧化物纳米晶体，这一点令我印象深刻。

评分☆☆☆☆☆

《氧化物/层状硅酸盐之构造．特性．鑑定．反應．生成及用途》这本书，如同一部关于物质世界的百科全书，内容详实，逻辑严谨。我被书中对“构造”的深入讲解所折服。作者不仅仅是描述了氧化物和层状硅酸盐的晶体结构，而是从原子键合、离子半径、电荷分布等基本原理出发，系统地解释了为什么它们会形成特定的晶格结构。例如，在讨论层状硅酸盐的构造时，书中详细阐述了硅氧四面体和铝氧（或镁氧）八面体在层间的排列方式，以及不同二八面体和四八面体层的组合如何决定了诸如高岭石、滑石、蛭石等不同类型层状硅酸盐的独特结构。对于氧化物，书中则介绍了诸如尖晶石、钙钛矿、金红石等多种典型的晶体结构类型，并分析了不同结构单元的配位数、晶格参数以及化学计量比如何影响材料的稳定性和性质。我尤其欣赏书中对结构缺陷的讨论，如空位、间隙原子、位错等，以及这些缺陷对材料宏观性能的影响，如导电性、扩散速率等。这种将宏观性质与微观结构缺陷联系起来的分析，极大地拓宽了我的视野。在“特性”方面，书中也对材料的光、电、磁、热等性能进行了详尽的阐述，并深入探讨了这些性能与晶体构造之间的内在联系，例如，晶格畸变如何影响材料的光学吸收，磁性离子的排列方式如何决定材料的磁性行为等。