定 價:88 元
叢書名:中國戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)·前沿新材料
- 作者:彭華新,周濟,崔鐵軍 等 著,魏炳波,韓雅芳 編
- 出版時間:2020/9/1
- ISBN:9787113269845
- 出 版 社:中國鐵道出版社
- 中圖法分類:TB33
- 頁碼:234
- 紙張:膠版紙
- 版次:1
- 開本:16開
“中國戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)·前沿新材料”叢書是中國材料研究學會組織、由國內(nèi)學者著述的一套材料類科技著作。
“中國戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)·前沿新材料”叢書突出顛覆性、前瞻性、前沿性特點,涵蓋了超材料、氣凝膠、離子液體、多孔金屬等10多種重點發(fā)展的前沿新材料。
《超材料》為《超材料》分冊。超材料作為一類具有顛覆性的新概念材料,與之密切相關(guān)的一系列顛覆性技術(shù)將在我國制造業(yè)發(fā)展中發(fā)揮舉足輕重的作用。
《超材料》圍繞超材料這一顛覆性概念,從電磁超材料和非電磁超材料的角度,系統(tǒng)性論述電磁、聲學、力學、信息、熱學等超材料的設(shè)計、制備、性能特點、應(yīng)用以及新研究進展,并對未來超材料行業(yè)的發(fā)展方向進行指南性解讀和趨勢預(yù)測。
《超材料》可供從事新材料研究的科研院所、高等院校、新材料產(chǎn)業(yè)界、政府相關(guān)部門、新材料中介咨詢機構(gòu)等領(lǐng)域的人員參考。
“中國戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)——前沿新材料”叢書是中國材料研究學會組織、由國內(nèi)一流學者著述的一套材料類科技著作。叢書突出顛覆性、前瞻性、前沿性特點,涵蓋了超材料、氣凝膠、離子液體、多孔金屬等10多種重點發(fā)展的前沿新材料。
超材料是一類具有人工結(jié)構(gòu)的新概念材料,具有自然界中天然材料不具備的奇特性質(zhì),也是科技新時代背景下學科深度融合實現(xiàn)優(yōu)異性能的方法。作為21世紀最重要的科學成果之一,超材料概念的提出對物理、材料、光學、聲學等學科產(chǎn)生了顛覆性的影響?茖W界報道的超材料領(lǐng)域的成果,如負折射率、100%吸波效應(yīng)、負剛度等神奇的科學現(xiàn)象也對傳統(tǒng)學科理論造成了一次次沖擊。超材料不可思議的物理、化學性質(zhì),一方面擊破了來自各方的質(zhì)疑和挑戰(zhàn),科學嚴謹?shù)貥?gòu)建出了一套完整的超材料概念、設(shè)計、制備、表征、應(yīng)用的框架;另一方面極大地豐富了超材料的科學內(nèi)涵,使得超材料向著多元化、智能化、綠色化的方向發(fā)展。短短的十幾年時間,超材料的概念已經(jīng)逐漸滲透材料學、磁學、力學、熱學等學科中,2010年被《科學》(Science)雜志評為21世紀影響人類的十大科技突破之一,并且在生物醫(yī)學、影像學、無線電通信等行業(yè)中占據(jù)了一席之地,在高精度成像、電磁隱身衣、高靈敏度傳感器等方面有著重要應(yīng)用價值。
新材料作為十大國家戰(zhàn)略支持的發(fā)展方向之一,其重要性不言而喻。超材料作為一類顛覆性的新材料,將在下一階段的我國制造業(yè)發(fā)展中發(fā)揮舉足輕重的作用。本書圍繞超材料這一顛覆性技術(shù),論述超材料的基本概念、發(fā)展歷史和科學內(nèi)涵。具體來說,從電磁超材料和非電磁超材料兩個角度出發(fā),系統(tǒng)性地論述電磁超材料、聲學超材料、力學超材料、信息超材料、熱學超材料的設(shè)計、制備、性能特點和應(yīng)用等方面的研究進展,并對未來超材料行業(yè)的發(fā)展方向進行指南性解讀和趨勢預(yù)測。
本書由原英國布里斯托大學教授、浙江大學求是講席教授彭華新,中國工程院院士、清華大學教授周濟,中國科學院院士、東南大學教授崔鐵軍等學者編著。參與本書編著的作者都是居于超材料研究前沿的國內(nèi)一流科研人員。各章編著者如下:
緒論由浙江大學彭華新教授、羅陽博士和清華大學周濟院士編著;第1章由浙江大學羅陽博士、陳紅勝教授,杭州電子科技大學彭亮教授,吉林大學徐速副教授編著;第2章2.1節(jié)由上海海事大學范潤華教授、浙江大學彭華新教授和羅陽博士編著,2.2節(jié)由浙江大學羅陽博士、秦發(fā)祥研究員編著,2.3節(jié)由浙江大學陳紅勝教授、吉林大學徐速副教授和杭州電子科技大學彭亮教授編著;第3章由浙江大學羅陽博士、秦發(fā)祥研究員、彭華新教授編著;第4章由北京理工大學周蕭明博士、朱睿教授和胡更開教授編著;第5章由清華大學于相龍副研究員和清華大學周濟院士編著;第6章由深圳大學劉碩博士、北京大學李廉林研究員和東南大學崔鐵軍院士編著;第7章由復旦大學戴高樂、王駿、楊福寶、田博衍、張澤人和黃吉平授授編著;第8章由浙江大學羅陽博士、秦發(fā)祥研究員和彭華新教授編著。全書由彭華新教授、周濟院士、崔鐵軍院士規(guī)劃和制訂提綱,由彭華新教授、羅陽博士、秦發(fā)祥研究員統(tǒng)稿和定稿。
本書的編著過程,正值中國超材料研究的蓬勃發(fā)展時期,見證了中國材料研究學會超材料分會的成立,這在中國乃至世界超材料領(lǐng)域具有里程碑的意義。編著人員為超材料分會主要領(lǐng)導、常務(wù)理事、理事,他們代表了我國超材料研究的最高水平。周濟院士為超材料學會理事會理事長,崔鐵軍院士、彭華新教授、范潤華教授為副理事長,此外,編著者中還有多位理事會常務(wù)理事和理事。
本書編著得到了浙江大學材料科學與工程學院功能復合材料與結(jié)構(gòu)研究所的大力支持,特此表示衷心感謝。在編著過程中編著者參考了大量文獻資料,也受益于由南京大學光聲超構(gòu)材料研究院盧明輝教授和陳延峰教授發(fā)起的“兩江科技評論”定期發(fā)布的有關(guān)超材料最新動態(tài)與資訊。在此對被引用的參考文獻的作者表示衷心感謝。
限于時間、精力、水平等原因,疏漏之處在所難免,歡迎廣大讀者批評指正。
魏炳波,中國科學院院士,教授,工學博士,著名材料科學家。現(xiàn)任中國材料研究學會理事長,教育部科技委材料學部副主任,教育部物理學專業(yè)教學指導委員會副主任委員。入選首批國家“百千萬人才工程”,首批教育部長江學者特聘教授,首批國家杰出青年科學基金獲得者,國家基金委創(chuàng)新研究群體基金獲得者。曾任國家自然科學基金委金屬學科評委、國家“863”計劃航天技術(shù)領(lǐng)域?qū)<医M成員、西北工業(yè)大學副校長等職。主要從事空間材料、液態(tài)金屬深過冷和快速凝固等方面的研究。獲1997年度國家技術(shù)發(fā)明獎二等獎,2004年度國家自然科學獎二等獎和省部級科技進步獎一等獎等。在國際國內(nèi)知名學術(shù)刊物上發(fā)表論文120余篇。
韓雅芳,工學博士,研究員,著名材料科學家。現(xiàn)任國際材料研究學會聯(lián)盟主席、中國材料研究學會執(zhí)行秘書長、《自然科學進展:國際材料》(英文期刊)主編。曾任中國航發(fā)北京航空材料研究院副院長、科技委主任,中國材料研究學會副理事長和秘書長等職。主要從事航空發(fā)動機材料研究工作。獲1978年全國科學大會獎、1999年度國家技術(shù)發(fā)明獎二等獎和多項部級科技進步獎等。在國際國內(nèi)知名學術(shù)刊物上發(fā)表論文100余篇,主編公開發(fā)行的中、英文論文集20余卷,出版專著5部。
緒論
0.1 超材料概念
0.2 超材料分類及發(fā)展歷程
0.2.1 超材料分類
0.2.2 超材料發(fā)展歷程
0.3 超材料的地位和作用
0.4 本書內(nèi)容特色和結(jié)構(gòu)安排
0.4.1 本書內(nèi)容特色
0.4.2 本書結(jié)構(gòu)安排
第1章 電磁超材料的制備方法
1.1 微觀尺度下超材料的制備方法
1.1.1 光刻類技術(shù)
1.1.2 印刷類技術(shù)
1.1.3 其他技術(shù)
1.2 宏觀尺度下超材料的制備方法
參考文獻
第2章 電磁超材料的設(shè)計、分類及性能
2.1 微波頻段超材料
2.1.1 金屬諧振結(jié)構(gòu)超材料
2.1.2 隨機微結(jié)構(gòu)超材料
2.1.3 超復合材料
2.2 近紅外及紅外頻段超材料
2.2.1 近紅外及紅外超材料吸波結(jié)構(gòu)的特點
2.2.2 近紅外及紅外超材料吸波結(jié)構(gòu)的研究現(xiàn)狀
2.2.3 近紅外及紅外超材料的器件研發(fā)
2.3 光波段超材料
2.3.1 相關(guān)理論介紹
2.3.2 光學超材料基本物理特性
2.3.3 光學超材料的應(yīng)用
2.3.4 異向介質(zhì)領(lǐng)域的挑戰(zhàn)與未來展望
參考文獻
第3章 電磁超材料的典型應(yīng)用
3.1 電磁吸波材料應(yīng)用研究
3.1.1 電磁超介質(zhì)吸波材料
3.1.2 可調(diào)諧型電磁超介質(zhì)吸波材料
3.2 電磁超材料天線應(yīng)用研究
3.2.1 單極子天線
3.2.2 超寬帶天線
3.3 電磁超材料在隱身上的應(yīng)用
3.3.1 超材料隱身衣
3.3.2 電磁隱身裝置
3.4 電磁超材料在微波和光學器件上的應(yīng)用
3.4.1 電磁超材料在微波器件上的應(yīng)用
3.4.2 電磁超材料在光學器件上的應(yīng)用
3.5 電磁超材料在其他領(lǐng)域的應(yīng)用
3.5.1 超材料電磁關(guān)卡
3.5.2 共形表面等離激元
3.5.3 完美透鏡
參考文獻
第4章 聲學超材料的設(shè)計及應(yīng)用
4.1 聲學超材料的設(shè)計
4.1.1 聲學超材料的定義
4.1.2 聲學超材料的設(shè)計原理及計算
4.2 聲學超材料的制備及性能研究
4.2.1 五模材料聲學隱身斗篷
4.2.2 超材料的聲波負折射
4.2.3 超材料低頻減振
4.3 聲學超材料的應(yīng)用前景
參考文獻
第5章 力學超材料的設(shè)計及應(yīng)用
5.1 力學超材料的定義及分類
5.1.1 靜態(tài)彈性力學參數(shù)
5.1.2 力學超材料的分類
5.2 力學超材料類型及性能研究
5.2.1 負熱膨脹
5.2.2 輕質(zhì)超強度
5.2.3 可調(diào)節(jié)楊氏模量
5.2.4 負泊松比拉脹行為
5.2.5 剪切模量的消隱
5.2.6 力學不穩(wěn)定模式的負壓縮率
5.3 力學超材料的設(shè)計原理
5.3.1 均質(zhì)材料設(shè)計準則
5.3.2 麥克斯韋標準和力學結(jié)構(gòu)設(shè)計
5.3.3 拓撲結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計
5.3.4 幾何失措與材料失效形式
5.4 面向力學超材料的增材制備技術(shù)
5.4.1 三維打印增材制造技術(shù)
5.4.2 光敏樹脂波導和數(shù)字光處理技術(shù)
5.4.3 雙光子激光直寫技術(shù)
5.4.4 其他激光直寫技術(shù)
5.4.5 墨水直寫技術(shù)
5.4.6 熔融靜電紡絲技術(shù)
5.5 力學超材料回顧與展望
參考文獻
……
第6章 信息超材料的設(shè)計及應(yīng)用
第7章 熱學超材料的設(shè)計及應(yīng)用
第8章 超材料的發(fā)展預(yù)測及應(yīng)對策略