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创新材料学

作者:田民波 出版社:清华大学出版社 出版时间:2015年09月 

ISBN: 9787302406518
年中特卖用“SALE15”折扣卷全场书籍85折!可与三本88折,六本78折的优惠叠加计算!全球包邮!
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类别: 研究生/本科/专科教材, 一般工业技术 SKU:5d868c765f98494bcc13ad61 库存: 缺货
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描述

开 本: 16开纸 张: 胶版纸包 装: 平装是否套装: 否国际标准书号ISBN: 9787302406518

内容简介
  田民波编著的《创新材料学》和《材料学概论》 作为材料学组合教材,系统鸟瞰学科概况。《创新材 料学》按10条纵线介绍各类材料在半导体集成电路、 微电子封装、平板显示器(包括触控屏和3D电视)、 白光LED固体照明、化学电池、太阳电池、核能利用 、能量及信号转换、电磁屏蔽、环境保护等领域的应 用,推荐作为研究生新生教材,以《材料学概论》为 辅;《材料学概论》按10条横线讨论绪论、元素周期 表、金属、粉体、玻璃、陶瓷、聚合物、复合材料、 磁性材料、薄膜材料,说明每一类材料从原料到成品 的全过程、相关性能及应用,推荐作为本科新生入门 教材,以《创新材料学》为辅。纵横交叉,旁及上下 左右,共涉及百余个重要知识点,力图以快捷、形象 的方式把读者领人材料学知识的浩瀚海洋。
  这套材料学组合教材既不是海阔天空的漫谈,也 不是《材料科学基础》课程的压缩,更不是甲、乙、 丙、丁开中药铺。在内容上避免深、难、偏、窄、玄 ,强调浅、宽、新、活、鲜。在汇集大量资料的前提 下,采用图文并茂的形式,全面且简明扼要地介绍各 类材料的新进展、新性能、新应用,力求深入浅出, 通俗易懂。千方百计使知识新起来、动起来、活起来 ,做到有声有色,栩栩如生。
  本书可作为材料、机械、精密仪器、化工、能源 、汽车、环境、微电子、计算机、物理、化学、光学 等学科本科生及研究生教材,对于从事相关行业的科 技工作者和工程技术人员,也具有极为难得的参考价 值。
作者简介
  田民波,男,1945年12月生,研究生学历,清华大学材料学院教授。
  1964年8月考入清华大学工程物理系。1970年毕业留校一直任教于清华大学工程物理系、材料科学与工程系、材料学院等。1981年在工程物理系获得改革开放后**批研究生学位。自1994年起,数十次赴日本京都大学等从事合作研究三年以上。
  长期从事材料科学与工程领域的教学科研工作,曾任副系主任等。承担包括国家自然科学基金重点项目在内的科研项目多项,在国内外刊物发表论文120余篇,正式出版著作38部(其中10部在台湾以繁体版出版),多部被海峡两岸选为大学本科及研究生用教材。
  担任大学本科及研究生课程数十门。主持并主讲的《材料科学基础》先后被评为清华大学精品课、北京市精品课,并于2007年获得***精品课称号。

目  录
第1章 半导体和集成电路材料
第2章 微电子封装和封装材料
第3章 平板显示器及相关材料
第4章 半导体固体照明及相关材料
第5章 化学电池及电池材料
第6章 光伏发电和太阳电池材料
第7章 核能利用和核材料
第8章 能量、信号转换及传感器材料
第9章 电磁兼容——电磁屏蔽及RFID用材料
第10章 环境友好和环境材料
参考文献
作者简历
作者书系
前  言

 材料一般指具有特定性质,能用于制造有用物品的物质。材料的获得离不开人的劳动。人们在追求材料更高性价比的同时,在原料、制备、使用、回收再利用等各个环节 ,必须考虑资源、节能、环境友好等因素。

  早为人类所用的材料,比如石块、木棒、陶罐、青铜器具、铁制武器、农具等,种类单一、形式简单;而今天的汽车、飞机、计算机、平板电视、智能手机等,无一不是各种材料的集成,不仅涉及种类繁多的材料、各种材料的性能都发挥到极致,而且处于激烈的竞争和日新月异的变化之中。

  材料伴随着人类社会的进步而进展。由于发展初期的粗放经营,加之近年来环境污染的现状,一提到材料,人们往往会联想到钢铁、水泥、电解铝、平板玻璃、多晶硅等,给人的印象是粗放、耗能、低效、污染,似乎与创新和高新技术相距甚远。因此,无论对于学生还是普通民众,必须消除对材料的误解与偏见。

  材料是人类一切生产和生活活动的物质基础,是生产力的体现,被看成是人类社会进步的标志。在人类发展的历史长河中,材料起着举足轻重的作用。对材料的认识和利用的能力,决定着社会的形态和人类生活的质量,历史学家往往用制造工具的原材料作为历史分期的标志。例如石器时代、陶器时代、青铜器时代、铁器时代、钢铁时代、半导体及高分子时代、复合材料及先进功能材料时代等。一部人类文明史,从某种意义上说,也可以称为世界材料发展史。

  材料既古老又年轻,既普通又深奥。说“古老”,是因为它的历史和人类社会的历史同样悠久;说“年轻”,是因为时至今日,它依然保持着蓬勃发展的生机;说“普通”,是因为它与每一个人的衣食住行信息相关;说“深奥”,是因为它包含着许多让人充满希望又充满困惑的难解之谜。可以毫不夸张地说,世界上的万事万物,就其和人类社会生存与发展关系密切的程度而言,没有任何东西堪与“材料”相比。

  “材料科学与工程”包括四个基本要素,即材料的成分和结构、材料的制备与加工、材料的性能和材料的应用行为。这四要素之间的密切结合决定了材料科学的发展方向。性质是确定材料功能特性和应用的基准;组成与结构是构成任何一种材料的基础;而材料的合成、加工与使用性能则是其能否发展的关键的环节。所以材料科学与工程既包括基础研究和应用研究两个方面,同时还具有许多学科交叉的特点。

  有人常用“一流的设备,二流的人才,三流的管理,四流的材料”来形容某些企业。意思是说,不少新建企业“不差钱”,用大把的人民币购进崭新的装备,用大把的美元从国外购进先进的关键设备。同一些国家和地区的企业相比,我们后建的企业,设备普遍比它们的新,有的比它们的更先进,但同样规模的企业,我们的效益却望尘莫及。这样的企业当然生产不出一流的产品。生产不出一流产品的企业,又如何会有一流的人员和一流的管理呢?

  影响创新的其他原因暂且不谈,单就材料而言,“巧妇难为无米之炊”,在科学发展史上,新材料的出现促使高技术诞生的实例屡见不鲜。例如,20世纪50年代镍基超级合金的出现,将材料使用温度由原来的700℃提高到900℃,从而促成超音速飞机问世;而高温陶瓷的出现则促进了表面温度高达 1000℃的航天飞机的发展。与之相似,硅、锗、化合物半导体材料对于计算机,荧光体材料、液晶材料、各种膜层、特殊玻璃对于显示器,正极材料、负极材料、电解液、隔离层对于各类电池,犹如水之源、木之本。无一撇一捺,何谈人字?

  新材料是指新出现或已在发展中的、具有传统材料所不具备的优异性能和特殊功能的材料。新材料更新换代快、式样多变,其制备和生产往往与新技术、新工艺紧密相连,其制备及在高技术中的应用需要更综合的知识和能力。每一种新材料的发现,每一项新材料技术的应用,都会给社会生产和人类的生活带来巨大改变,把人类文明推向前进。材料工业始终是世界经济的重要基础和支柱,随着社会的进步,材料的内容正在发生重大变化,一些新材料和相应技术正在不断替代或局部替代传统材料。

  概括起来,材料是人类社会进步的标志,材料是当代文明的根基,材料是各类产业的基础,先进材料是高新技术的核心,新材料是国家核心竞争力的体现,材料可以“点石成金,化腐朽为神奇”,材料可以“以不变应万变”,提高材料的性能永无止境,新材料应该不断适应技术创新和产业创新。

  “创新是一个民族进步的灵魂”。创新是经济发展的根本现象。创新包括技术创新、管理创新和制度创新。创新应包括五个方面:新产品开发、新技术引入、开辟新的市场、获得新的资源、创立新的组织。其中,材料创新具有举足轻重的作用。目前,新材料已成为高新技术产业发展的关键、科学创新和技术创新的基础。“制造材料者制造技术”,无论是原始创新、集成创新还是引进消化吸收再创新,往往都是以新材料作为基础。

  改革开放初期,我们发展的技术起点较低,所需要的技术大都是国外成熟的技术,甚至有些是过时的低端技术,因此从国外购买技术相对容易。然而,这种用大量人民币从国外购买技术、设备、材料、工艺的现象,是具有明显的阶段性特征的,是不可能持续的。特别是,“有钱难买新材料”。在一个产业领域,不掌握核心材料,总归要受制于人。我们不可能永远拥有低成本的优势,也不可能靠别人的技术实现我们自己的现代化,这充其量是大而不强。

  作为《材料学概论》的续篇,《创新材料学》共分10章,每章涉及一个相对独立的材料领域,自成体系,内容全面,系统完整。内容包括半导体集成电路材料,微电子封装和封装材料,平板显示器(包括触控屏和3D显示)相关材料,半导体固体照明(包括LED和OLED平板显示器)及相关材料,化学电池(包括一次电池、二次电池和燃料电池)及电池材料,光伏发电和太阳电池材料,核能利用和核材料,能源、信号转换及传感器材料,电磁兼容——电磁屏蔽及RFID用材料,环境友好和环境材料,涉及高新技术的各个领域。对于这些高新技术产业来说,熟悉了其中所用的各种关键材料,也就了解了技术精髓和来龙去脉;掌握了这些关键材料,便成功了一大半。因此,本书所讨论的既是高新技术中所采用的新材料,也是新材料在高新技术中的应用。

  本书在每章之下采用“节节清”的论述方式,左文右图,图文对照,并给出“本节重点”。内容丰富,重点突出;层次分明,思路清晰;选材新颖,强调应用;纲举目张,脉络清楚。本课程既不是海阔天空的漫谈,也不是基础理论课程的压缩,更不是甲、乙、丙、丁开中药铺。在内容上避免深、难、偏、窄、玄,强调浅、宽、新、活、鲜。在占有大量资料的前提下,采用图文并茂的形式,全面且简明扼要地介绍各类材料的新进展、新性能、新进展、新应用,力求深入浅出,通俗易懂。千方百计使知识新起来、动起来、活起来,力求做到有声有色,栩栩如生。

  本课程教学的终目标是培养同学开发新材料的创新能力,而创新能力需要建立在学习理解能力、综合运用知识能力、系统分析问题能力和创造能力基础上。内容论述始终围绕这一目标而展开,通过分析前沿的实际问题,从各方面增强同学的创新意识,帮助他们树立创新的理念和思维,积累创新的动力和本领,培养他们成为具有独立思考,勇于创新的人才。

  本书可作为材料、机械、微电子、计算机、显示器、精密仪器、汽车、能源、环境、化工、物理、化学、光学、建筑、交通运输等学科本科生及研究生教材,对于从事相关行业的科技工作者和工程技术人员,也有极为难得的参考价值。

  本书得到清华大学“985”名优教材立项资助并受到清华大学材料学院的全力支持。刘伟、陈娟、程利霞、吴微微博士参加了本书的部分辅助工作。在此一并表示感谢。

  作者水平有限,不妥或谬误之处在所难免,恳请读者批评指正。

2015年6月

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