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内容简介:
碳是自然界中最常见、最重要的元素之一,也是人类接触并利用最早的元素之一。碳在自然界中存在多种结构的同素异形体:金刚石,石墨,石墨烯,碳纳米管,足球烯(C60)等。其中,石墨和金刚石最为人们所熟知,石墨是最软的天然矿石之一,而金刚石是自然界中存在的已知最坚硬的物质。金刚石具有高熔点、高硬度、高耐磨性、高热导率及高透光率等优异的物理性能,其化学性质稳定,具有耐强酸性和耐强碱的特性。金刚石具有许多重要的工业用途,在一些高强的应力环境下,金刚石是优良的加工材料的工具,如精细研磨材料、高硬切割工具、各类钻头、拉丝模具等。单晶金刚石具有典型的各向异性的特点,各晶面的物理和机械性能有着较大的差异,在一定的剪切力的作用下,单晶容易沿着<111>晶面解理。 传统的聚晶金刚石(Polycrystalline diamond,简称PCD)材料是在高温高压条件下将金刚石层与基体一起烧结而成的超硬材料,烧结压力为5~6 GPa,温度为1000 °C~1600 °C,烧结时,需借助触媒在高温高压下促进金刚石晶粒间D-D(diamond-diamond)键的形成,同时也有利于金刚石层与基体的结合。基体一般采用碳化钨、碳化钛等碳化物烧制而成,粘结剂可以是钴、镍、钼、锰、铝等金属以及硅、碳化硅、碳化钛或其它陶瓷材料中的一种或几种。PCD具有高硬度、低摩擦系数、高耐磨性、高导热性与抗冲击韧性,是制造切削刀具、拉丝模、钻井工具、地质钻头、测量量具、汽缸衬里、精密轴承、喷嘴及其它耐磨工具的有效材料。采用传统合成工艺得到的聚晶金刚石制品工具,在使用过程中,往往会出现金刚石层从基体上脱落从而导致工具失效的现象,引起这一现象的主要原因是:金刚石和粘结剂的膨胀系数差异很大,弹性模量也有较大差异,容易导致因界面压力而使金刚石层从基体脱落;另外,使用多晶金刚石复合片制成的耐磨工具,在使用时因摩擦会产生很高温度,当温度超过一定范围,金刚石层中残留的粘结剂在高温条件下会破坏金刚石中的D-D键合,从而使金刚石向石墨转变,导致工具的耐磨性和热稳定性下降,以上原因都会严重影响工具的使用寿命。
本书根据国内外建设工程招投标与合同管理的最新动态,以真实工程项目为载体,结合招投标与合同管理的实际工作内容、工作程序进行编写。全书共分为8个模块,内容包括建设市场基本知识,建设工程招标策划,招标文件的编制,投标文件的编制,开标、评标和定标,建设工程签约合同管理,建设工程合同履行管理、国际工程招投标与合同管理。本书可作为各高校工程造价管理、建筑工程技术、建设工程管理等专业的教材,也可作为施工员、资料员的培训教材以及招投标行业人员、工程从业人员的参考用书。
本书对接钢结构技术发展对专业人才的需求,根据现行国家标准和高等职业教育建筑钢结构工程技术专业教学标准要求编写,注重理论与实际相结合。全书共分6个项目,分别为建筑钢材、典型钢结构的认识、钢结构焊接连接、钢结构紧固件连接、构件加工以及典型钢部件的制作、钢结构的涂装。本书可作为高等职业院校土木建筑类相关专业的教材,也可供相关技术人员参考。
本书依据现阶段我国职业教育教学改革的需要,在充分总结高等职业院校一线教师教学经验的基础上编写而成。全书共分为10个模块,内容包括土的物理性质与工程分类、土中应力计算、土的压缩性与地基沉降计算、土的抗剪强度及地基容许承载力的确定、土压力计算及边坡稳定性分析、天然地基上浅基础的设计与施工、地基处理、桩基础、沉井基础、工程地质勘察。本书可作为职业院校交通运输类专业学生课程的教材,也可作为相关人员自学的参考资料。
在众多化学反应中,氧还原反应、氮还原反应、析氢反应和析氧反应等是发生在燃料电池、氮还原合成氨以及水分解等电化学过程中的重要的化学反应。为了加快化学反应速率并提高电荷利用率,人们在电极表面使用电催化剂,因此,高效催化剂的设计和催化反应机理的研究成为电催化研究的重点课题。本书以第一性原理计算为主要研究方法,探讨催化活性位点局域化学环境的改变对催化性能的影响。据此,本书提出了多种催化剂模型,主要涉及以二维氮掺杂石墨烯和gC3N4为基质的单金属原子和双金属原子催化剂,通过对催化位点局域化学环境的横向与纵向调节,研究其在氧还原反应和氮还原反应中的催化性能和反应机理。
半导体光催化材料利用太阳光能将二氧化碳还原为燃料,是可持续并且无污染的能源转换和储存方式,理论上可从根本上解决全球面临的环境污染和能源短缺问题。本书以二维SnS2、介孔TiO2和钛硅分子筛TS-1材料为研究对象,通过多种策略(掺杂、缺陷、负载贵金属、异质结等),设计和开发改性的光催化剂,旨在提升其在光催化二氧化碳转化方面的活性及产物选择性,并通过结构表征、光电表征、原位表征等手段,揭示微结构与光催化性能和产物选择性之间的构效关系,从而优化二氧化碳还原和太阳能转换的材料体系。主要内容如下: 1. SnS2基材料光催化还原二氧化碳活性研究 2. Ag负载的缺陷态介孔TiO2实现高效的光催化还原二氧化碳 3. TS-1基材料光催化还原二氧化碳性能研究
首先对高压科学与计算物理进行简单的概述,介绍Tomas-Fermi模型、Hohenberg-Kohn定理、Kohn-Sham方程及交换关联泛函,为后续第一性原理计算提供理论框架。阐述赝势方法、晶格动力学等关键技术,支撑高压下材料的电子结构、弹性性质与动力学稳定性分析。聚焦于晶体结构预测方法,介绍了包括粒子群优化算法在内的结构搜索算法。重点介绍了CALYPSO晶体结构预测软件的应用及其在高压相结构搜索中的高效性与可靠性。 Rh-Si化合物的相稳定性、物理性质和硬度的第一性原理研究。高压下RhSi的结构相变、弹性性质和硬度的理论研。地核压力下Ni-Si化合物的晶体结构和物性研究。高压下Si3B的结构相变、电子性质、硬度和超导电性的研究。高压下Si3N4的结构相变、电子性质和硬度的理论研究。最后展望了未来硅化物材料领域的研究方向,指出了未来可能的应用场景和研究挑战,提出了继续探索新材料的建议。
第1章二维碳基材料导论:本章概述了二维材料的发展背景,特别是二维碳基材料的兴起与其在电子、光电和储能等领域中的应用前景。阐述了碳基化合物的重要研究意义,并总结了当前二维材料领域的最新进展,特别是结构预测技术在新材料开发中的应用,以及碳基化合物的电声输运性质。第2章密度泛函理论:本章详细介绍了密度泛函理论的基本原理及其在材料研究中的应用。通过讲解薛定谔方程、Born-Oppenheimer近似、Kohn-Sham方程和交换关联泛函,阐述了密度泛函微扰理论在计算材料声子和电子输运性质中的应用,为后续研究提供理论基础。第3章晶体结构预测:本章聚焦于晶体结构预测方法,介绍了包括粒子群优化算法在内的结构搜索算法。重点介绍了CALYPSO晶体结构预测软件的应用及其在二维材料结构预测中的流程,展示如何利用这些工具预测新型二维碳基材料的结构及其物理性质。第4章超导理论:本章探讨了超导理论的基础知识,重点介绍了BCS理论及其在解释超导现象中的应用。结合密度泛函理论,详细描述了用于预测材料超导特性的计算方法,探讨了电子与声子的耦合作用对超导特性的影响。第5章二维碳硒材料:本章讨论了基于碳和硒的二维材料的结构与电声特性。通过第一性原理计算,探索了碳硒化合物的晶体结构、电子性质、电声耦合的超导性以及其可调的拓扑特性,为碳基材料的超导研究提供了理论支持。第6章三元硅-硼-碳材料:本章介绍了三元硅-硼-碳体系的结构预测与性能分析,重点研究了Si-B-C材料的几何结构、热导率和超导特性。通过理论计算,展示这些材料的优异热导性能和超导特性,讨论了其在纳米电子学和热电材料领域的潜在应用。第7章金属插层二维硼碳材料:本章研究了金属插层对二维硼碳材料超导性的影响。通过计算分析了不同类型的金属插层对材料稳定性和超导特性的调控,揭示了超导临界温度的变化规律及不同金属插层引发的超导机制,为开发高温超导材料提供了新的思路。第8章结论与展望:本章总结了本书的研究成果,阐述了通过结构预测获得的新型二维碳基材料的电声特性和超导性能。最后展望了未来二维材料领域的研究方向,指出了未来可能的应用场景和研究挑战,提出了继续探索新材料的建议。
本书主要内容包括绪论、建筑材料的基本性质、气硬性胶凝材料、水泥、混凝土、建筑砂浆、砌体材料、建筑钢材、木材、防水材料、建筑功能材料、建筑装饰材料。本书图文并茂、简明实用,可作为土木建筑类专业的教材和教学参考书,也可作为从事土木工程及相关专业工作的人员自学参考书。
本书根据建筑构造与识图课程的特点和要求,以及国家现行的规范、规程和标准,从高等职业教育教学特点和培养高职人才的要求出发,以民用建筑构造为主,结合企业应用,体现了建筑行业的新标准、新材料、新工艺。全书共分为三大部分、13个项目和49个典型工作任务,主要包括建筑制图工具及标准应用、建筑投影知识应用、建筑形体的表达方法、房屋构造的基本认知、基础与地下室、墙体、楼板层与地面、楼梯、屋顶、门窗、变形缝、建筑施工图、结构施工图。本书可作为高等职业院校土建类相关专业的教材,也可供相关技术人员自学参考。