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[美] 巴德Bard A.J.，[美] 福克纳Faul 著

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• 第二版
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出版社： 化学工业出版社

ISBN：9787502567040

商品编码：27607206660

包装：平装

出版时间：2005-05-01

图书基本信息
图书名称	电化学方法原理和应用(第二版)
作者	巴德(Bard A.J.),福克纳(Faulkner
定价	80.00元
出版社	化学工业出版社
ISBN	9787502567040
出版日期	2005-05-01
字数
页码
版次	2
装帧	平装
开本
商品重量	0.981Kg

内容简介

本书修订版既保持了版的写作宗旨与方式，全面涵盖了现在广泛应用的电化学方法原理，同时也增补了本书初版20年来电化学快速发展的新领域和新课题，如超微电极的应用、完整表面上的电化学现象、修饰电极、现代电子转移理论、扫描探针方法、液相色谱电化学联用方法、阻抗谱学、现代形式的脉冲伏安法和各种谱学电化学技术。本书内容丰富，数据和理论新颖，结构严谨。书中包括大量的习题和化学实例，并附有*的参考文献，非常便于学习。 本书可作为大学化学系高年级及研究生教材，同时也是从事电化学和电分析化学领域研究和应用人员的基础书。

作者简介

目录

章 电极过程导论及综述 1.1 导论 1.2 非法拉第过程和电极溶液界面的本质 1.3 法拉第过程和影响电极反应速率的因素 1.4 物质传递控制的反应介绍 1.5 偶合有化学反应的能斯特反应的半经验处理 1.6 电化学文献 1.7 参考文献 1.8 习题 第2章 电势和电池热力学 2.1 电化学热力学基础 2.2 界面电势差详述 2.3 液接界电势 2.4 选择性电极 2.5 参考文献 2.6 习题 第3章 电极反应动力学 3.1 均相动力学的回顾 3.2 电极反应的本质 3.3 电极动力学的ButlerVolmer 模型 3.4 ButlerVolmer 模型在单步骤单电子过程中的应用 3.5 多步骤机理 3.6 电荷转移的微观理论 3.7 参考文献 3.8 习题 第4章 迁移和扩散引起的物质传递 4.1 一般物质传递公式的推导 4.2 迁移 4.3 在活性电极附近的混合迁移和扩散 4.4 扩散 4.5 参考文献 4.6 习题 第5章 基本的电势阶跃法 5.1 阶跃实验的概述 5.2 扩散控制下的电势阶跃 5.3 超微电极上的扩散电流 5.4 可逆电极反应的取样电流伏安法 5.5 准可逆与不可逆电极反应的取样电流伏安法 5.6 多组分体系和多步骤电荷转移 5.7 计时电流反向技术 5.8 计时电量（库仑）法 5.9 超微电极的特殊用途 5.10 参考文献 5.11 习题 第6章 电势扫描法 6.1 引言 6.2 能斯特(可逆)体系 6.3 完全不可逆体系 6.4 准可逆体系 6.5 循环伏安法 6.6 多元体系和多步骤电荷转移 6.7 卷积和半积分技术 6.8 液液界面上的循环伏安法 6.9 参考文献 6.10 习题 第7章 极谱法和脉冲伏安法 7.1 极谱电极行为 7.2 极谱波 7.3 脉冲伏安法 7.4 参考文献 7.5 习题 第8章 控制电流技术 8.1 引言 8.2 控制电流方法的一般理论 8.3 恒电流电解过程中的电势时间曲线 8.4 反向技术 8.5 多组分体系和多步骤反应 8.6 恒电流双脉冲法 8.7 电量阶跃(恒电量)方法 8.8 参考文献 8.9 习题 第9章 涉及强制对流的方法——流体动力学方法 9.1 引言 9.2 对流体系的理论处理 9.3 旋转圆盘电极 9.4 旋转圆环与旋转环盘电极 9.5 旋转圆盘电极和旋转环盘电极的暂态过程 9.6 调制的RDE 9.7 超微电极的对流 9.8 电动流体学及相关现象 9.9 参考文献 9.10 习题 0章 建立在阻抗概念上的技术 10.1 引言 10.2 法拉第阻抗的阐释 10.3 由阻抗测量动力学参数 10.4 电化学阻抗谱学 10.5 交流伏安法 10.6 高次谐波 10.7 应用交流伏安法进行化学分析 10.8 电化学阻抗谱的仪器 10.9 在拉普拉斯平面上的数据分析 10.10 参考文献 10.11 习题 1章 整体电解方法 2章 偶合均相化学反应的电极反应 3章 双电层结构和吸附 4章 电活性层和修饰电极 5章 电化学仪器 6章 扫描探针技术 7章 光谱电化学和其他联用的表征方法 8章 光电化学和电致化学发光 附录A 数学方法 附录B 电化学问题的数值模拟 附录C 参考表 附录D 索引

编辑推荐

文摘

序言

现代材料科学基础与前沿：从原子结构到宏观性能的跨越 本书是一部全面深入探讨现代材料科学核心概念、关键技术与前沿研究方向的权威著作。它旨在为材料科学、化学、物理学以及相关工程领域的学生和研究人员提供一个坚实的理论基础和广阔的视野，使读者能够理解材料的微观结构如何决定其宏观性能，并掌握当前最先进的材料设计与表征手段。 --- 第一部分：材料科学的基石——结构、键合与热力学 本部分内容聚焦于构成所有材料的底层逻辑，为理解材料行为打下坚实的基础。 第一章：原子结构与电子排布 本章详尽阐述了原子核外电子的量子力学描述，包括波函数、轨道概念以及洪特规则、泡利不相容原理等对原子稳定结构的影响。深入探讨了周期表中元素性质的周期性规律，并特别关注了过渡金属和稀土元素中$d$电子和$f$电子的特殊行为，这些行为是许多功能材料（如磁性材料和催化剂）性能的根源。理解电子排布是后续讨论化学键合和材料电学性质的关键前提。 第二章：化学键合的类型与特性 材料的宏观性能直接源于原子间的相互作用力。本章系统分析了主要的化学键合类型：离子键、共价键、金属键以及范德华力（包括氢键）。对于每种键合，不仅会讨论其能量学特征（键能、键长），还会深入剖析其在不同晶体结构中的表现。例如，共价键的饱和性和方向性如何导致金刚石的极高硬度，而金属键的离域电子云如何赋予金属优良的导电性和延展性。最后，本章引入了分子间作用力的概念，为理解聚合物和软物质的性能奠定基础。 第三章：晶体结构与缺陷工程 晶体学是材料科学的骨架。本章从对称性、晶格常数和布拉维点阵出发，系统介绍立方、六方、正交等常见晶体结构。重点分析了密堆积结构（FCC、HCP）的形成原理及其对材料塑性的影响。随后，本书将视角转向“不完美”——晶体缺陷。我们细致分类讨论了点缺陷（空位、间隙原子、取代原子）、线缺陷（位错）和面缺陷（晶界、孪晶界）。尤其强调了位错理论在解释金属塑性变形机制中的核心作用，并探讨了如何通过引入特定缺陷（如掺杂、沉淀）来调控材料的机械性能。 第四章：材料的热力学与相图分析 本章运用统计热力学和相平衡原理来预测材料在不同温度、压力下的稳定性。引入吉布斯自由能的概念，解释了相变的驱动力。重点内容包括二元和三元相图的解读，如共晶、共熔、固溶体区和化合物的形成。读者将学习如何利用杠杆原理和冷却曲线分析实际冶金过程中的微观结构演变，这是合金设计和热处理工艺制定的理论基础。 --- 第二部分：微观结构与宏观性能的关联 本部分将前述的基础知识应用于解释四大类核心材料（金属、陶瓷、聚合物、复合材料）的关键性能。 第五章：金属材料的力学行为 本章聚焦于金属的塑性、强度和断裂韧性。详细阐述了弹性形变与粘弹性行为。在塑性变形方面，除了位错运动外，还深入研究了加工硬化、晶间滑移和蠕变现象。本章的核心在于断裂力学，引入了裂纹扩展的应力强度因子、断裂韧性（$K_{ ext{Ic}}$）的概念，并探讨了疲劳（低周疲劳与高周疲劳）和应力腐蚀开裂（SCC）的机制，为结构安全评估提供工具。 第六章：陶瓷与玻璃：硬度、脆性与功能性 陶瓷材料以其高硬度、耐高温和优异的电绝缘性著称。本章解释了离子晶体和共价晶体中高杨氏模量和脆性的根源。详细分析了陶瓷的断裂机制——由于其缺乏有效位错运动，裂纹扩展非常迅速，导致脆性断裂。同时，本章深入讨论了先进陶瓷（如氧化铝、碳化硅）的增韧技术，如晶须增强和相变增韧。 第七章：聚合物科学与软物质的粘弹性 聚合物是长链分子材料，其性能高度依赖于分子量、链构型和缠结状态。本章介绍了聚合物的线性粘弹性理论（如蠕变和应力松弛），以及如何用时间-温度等效原理来预测其长期行为。此外，还阐述了聚合物的玻璃化转变温度（$T_{ ext{g}}$）的物理意义，以及结晶度对聚合物力学性能和气体渗透性的巨大影响。 第八章：复合材料的设计与界面效应 复合材料通过组合不同基体和增强相来获得单一材料无法比拟的综合性能。本章讨论了纤维增强、颗粒增强和层状增强复合材料的建模方法，如混合法则（Rule of Mixtures）。尤其强调了界面（Interphase）在载荷传递中的关键作用，界面强度和润湿性决定了复合材料的整体性能和耐久性。 --- 第三部分：功能材料与先进表征技术 本部分将视野扩展到利用材料的电子、光学和磁学特性所开发的功能性器件，并介绍了理解这些性能所需的尖端表征工具。 第九章：半导体与电子材料的基础 本章从能带理论出发，解释了导体、绝缘体和半导体的根本区别。详细分析了本征半导体和掺杂（N型与P型）的载流子浓度、迁移率。深入探讨了PN结的形成及其在二极管和晶体管中的应用原理。此外，还涉及了发光材料（如LED和激光二极管）的机制，以及磁性材料（顺磁性、抗磁性、铁磁性）的基本物理起源。 第十章：光学与电磁材料 本章探讨了材料与光、电磁波的相互作用。内容涵盖了材料的介电常数、折射率、吸收光谱和散射现象。重点讨论了新型光学材料的设计，例如用于光纤通信的低损耗玻璃、用于显示技术的高性能液晶材料，以及用于信息存储的磁光材料。 第十一章：材料的电子与结构表征技术（上）：微观成像 理解材料的微观结构，必须依赖先进的成像技术。本章详细介绍了透射电子显微镜（TEM）和扫描电子显微镜（SEM）的工作原理。对于TEM，将深入解析高分辨率像（HRTEM）中晶格条纹的意义，以及选区电子衍射（SAED）如何确定晶体取向。对于SEM，重点讲解背散射电子（BSE）和二次电子（SE）信号如何提供形貌和成分对比度。 第十二章：材料的成分与性能分析（下）：光谱与衍射 本章关注材料的元素分析、化学态确定和晶体结构解析。系统介绍X射线衍射（XRD）在确定晶相、晶格参数和平均晶粒尺寸中的应用。随后，深入探讨了能量色散X射线光谱（EDS）和波长色散X射线光谱（WDS）在元素定性和定量分析中的优势与局限。此外，还涵盖了傅里叶变换红外光谱（FTIR）和拉曼光谱在识别分子官能团和化学键方面的强大能力。 --- 结语：材料科学的未来方向 本书的最后将展望材料科学在能源、环境和生物医学领域的前沿挑战，包括：纳米材料的尺寸效应、自修复材料的设计理念，以及可持续性和绿色化学在材料制备中的重要性，激励读者将所学知识应用于解决21世纪的关键工程问题。

评分☆☆☆☆☆

我是一个对应用更感兴趣的读者，所以最让我眼前一亮的，是书中关于电化学传感器和电池技术那几个章节的论述。作者在讲解理论的同时，始终没有忘记将这些抽象的概念与现实世界中的具体应用场景连接起来。比如在讨论界面传输现象时，作者巧妙地穿插了如何利用这些原理来设计高灵敏度的生物传感器，以及如何通过控制电荷转移速率来优化下一代储能设备的性能。这种理论与实践的无缝对接，极大地激发了我对后续研究的灵感。它不像一些偏重理论的书籍那样，将应用部分草草带过，而是给予了足够的篇幅来讨论现代电化学技术在环境监测、能源转换乃至生物医学工程中的前沿进展和挑战。读完相关章节，我感觉自己不只是掌握了一种分析工具，更是对整个电化学工程领域的发展脉络有了一个宏观而清晰的认识。

评分☆☆☆☆☆

这本书的封面设计得非常朴实，蓝灰色的主色调让人感觉很沉稳，拿在手里感觉分量十足，厚厚的几百页，光是看着就觉得内容一定非常扎实。我最喜欢的一点是它的排版，字体大小适中，图表清晰明了，即使是像我这种初次接触这个领域的读者，也能比较轻松地跟上作者的思路。书中对基础概念的阐述简直是教科书级别的详尽，从最基本的电化学电池结构到复杂的反应动力学，每一步都有详细的解释和数学推导，让人不得不佩服作者在梳理复杂知识体系方面的功力。特别是关于电极电位的介绍部分，作者没有简单地抛出公式，而是结合实际的物理意义和实验背景进行了深入的剖析，这对于建立扎实的理论基础至关重要。我感觉这不仅仅是一本工具书，更像是一位经验丰富的老教授在耐心地为你搭建知识的框架，每一个章节都像是在为你铺设通往更深层次理解的阶梯。虽然有些地方的公式推导确实需要静下心来反复推敲，但正是这种严谨性，保证了我们学到的知识是经得起时间检验的真理。

评分☆☆☆☆☆

这本书的价值，很大程度上体现在它对“误差分析”和“实验设计”的重视程度上。许多教材往往只告诉我们“怎么做”，但这本书花了大量的篇幅教我们“如何确保你做的是正确的”。关于如何选择合适的参比电极、如何处理电极钝化问题、以及如何通过控制溶液离子强度来最小化欧姆降误差的讨论，简直是经验之谈的结晶。这些细节，往往是新手在实验室中摸爬滚打多年才能领悟到的“潜规则”，而作者却将其系统化、理论化地呈现出来。尤其是在讨论电化学噪声时，它不仅指出了噪声的来源，还提供了一套系统的排除和量化分析的方法论。这使得这本书不仅能作为课堂教材，更能成为实验室中随时可以查阅的、关于提高实验可靠性和数据准确性的权威指南。对我来说，它成功地架起了一座从书本知识到可靠实验结果的桥梁。

评分☆☆☆☆☆

这本书的语言风格可以说是极其的“老派”和“学术”，完全没有那种试图用花哨的语言来吸引读者的倾向，每一个句子都像是在传递精确的科学信息，精准得像是一台经过精密校准的仪器。我特别欣赏它在描述实验方法时的那种细致入微，比如在介绍循环伏安法（CV）时，它不仅仅是讲解了原理，更是深入探讨了扫描速率、电解液浓度、电极材料对扫描曲线形状的具体影响，这种对细节的把控，对于希望将理论付诸实践的研究人员来说，简直是无价之宝。我记得有一次我尝试复现某个电化学实验，但在灵敏度上遇到了瓶颈，翻阅到关于信号噪声处理的那一章，里面提供的几种滤波和基线校正的技术建议，立刻帮我找到了问题的关键所在。它没有使用太多比喻，而是直接深入到物理化学的内核去解释现象，这种直击本质的叙述方式，虽然对读者的基础知识要求较高，但一旦消化吸收，带来的理解深度是其他通俗读物无法比拟的。

评分☆☆☆☆☆

这本书的翻译质量非常高，这在引进的专业技术书籍中并不多见。很多涉及到高度专业化的术语，如“快速扫描动力学”、“界面双电层结构”等，译者都采用了业内普遍认可且准确的中文表述，没有出现那种生硬的、直译过来的晦涩表达。我尤其赞赏的是，译者在一些关键的、容易产生歧义的物理概念处，保留了原著作者的注释，或者在脚注中提供了更详尽的解释，这极大地避免了因跨文化学术表达差异而导致的理解偏差。整本书读下来，流畅自然，让人几乎忘记了它是一本外文译著，这使得学习过程中的认知负荷大大降低，我可以更专注于巴德和福克纳两位大师的思想本身，而不是纠结于晦涩的文字转换。这种高质量的翻译工作，无疑是让这本经典著作能够真正服务于国内科研工作者的重要保障。