機械設計基礎實訓教程 pdf epub mobi txt 電子書 下載2026

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出版者:機械工業齣版社

作者:蔡廣新 編

出品人:

頁數:130

译者:

出版時間:2003-3

價格:12.50元

裝幀:

isbn號碼:9787111110309

叢書系列:

圖書標籤:

• 機械設計
• 機械工程
• 實訓
• 教程
• 機械製圖
• CAD
• SolidWorks
• AutoCAD
• 工程實踐
• 基礎知識

工程材料科學導論：從原子到宏觀性能的全麵解析 圖書定位： 本書旨在為工程、材料科學、機械工程、化學工程等相關專業本科生及研究生提供一個全麵、深入且前沿的工程材料科學基礎理論框架。它超越瞭傳統材料學課程的簡單羅列，著重於材料的微觀結構與宏觀性能之間的內在聯係，強調材料的設計、製備、性能評價與應用的全流程理解。 第一部分：材料科學的基石——結構與鍵閤 第一章：引言：材料的定義、分類與工程中的地位 本章首先界定工程材料的範疇，區分金屬、陶瓷、高分子和復閤材料等主要類彆。深入探討材料科學在現代工程設計中的核心地位，闡述“結構-性能-加工-應用”四位一體的材料設計哲學。著重分析工程對新材料的迫切需求，如輕量化、高強度、耐極端環境材料等。 第二章：原子結構與電子構型 詳細迴顧量子力學基礎，重點講解原子軌道、電子的排布規則（洪特規則、泡利不相容原理）及其對元素化學性質的影響。闡述周期錶中不同族元素電負性、電離能的周期性變化規律，為理解化學鍵的形成奠定基礎。 第三章：化學鍵閤原理 全麵解析離子鍵、共價鍵、金屬鍵和範德華力（包括取嚮力和誘導力）的本質。通過計算鍵能、鍵長和鍵角，量化不同鍵閤類型的強度和方嚮性。深入討論鍵閤類型對材料宏觀性質（如熔點、硬度、導電性）的決定性影響。例如，離子晶體的高硬度和脆性，金屬的延展性與導電性。 第四章：晶體結構與缺陷理論 本章是理解金屬和陶瓷性能的關鍵。詳細介紹晶體的七大晶係和十四種布拉維點陣。重點剖析體心立方（BCC）、麵心立方（FCC）和六方密堆積（HCP）結構的幾何堆積特性，並計算密堆積因子和配位數。隨後，係統介紹晶體缺陷的分類與幾何描述：點缺陷（空位、間隙原子、取代原子）、綫缺陷（位錯的 Burgers 矢量與滑移係統）和麵缺陷（晶界、孿晶界、堆垛層錯）。深入分析位錯如何驅動金屬的塑性變形，以及缺陷濃度如何影響擴散速率和力學性能。 第二部分：材料的微觀組織與性能演化 第五章：擴散與相變動力學 詳細闡述材料科學中的兩個核心動力學過程：擴散和相變。擴散方麵，深入分析 Fick 第一定律和第二定律，區分格裏菲斯-菲剋擴散（原子間隙擴散）和替換擴散，並討論溫度、晶界等對擴散係數的影響。相變動力學則聚焦於形核與長大理論，講解非均勻形核、均勻形核以及相界麵遷移的驅動力與阻力。 第六章：閤金化原理與凝固過程 探討如何通過閤金化來改善單一元素的性能。重點分析二元相圖的繪製與解讀，如共晶、共熔、固溶體（完全互溶、有限互溶）體係的平衡冷卻路徑。深入解析凝固過程中的微觀結構演變，包括枝晶生長、偏析現象的形成機製，以及如何通過控製冷卻速率來調控晶粒尺寸與形態。 第七章：熱處理與微觀結構控製 係統介紹金屬材料（特彆是鋼鐵）熱處理的基本原理與工藝。詳述鐵碳閤金相圖，重點解析奧氏體、珠光體、貝氏體和馬氏體的形成機製。深入討論淬火、迴火、正火、退火等工藝對材料硬度、強度和韌性的精確調控作用。引入時效硬化在鋁閤金和銅閤金中的應用。 第八章：機械性能的評估與本構關係 本章是材料性能測試的理論基礎。詳細介紹拉伸、壓縮、彎麯、扭轉等基本力學性能測試方法，並精確定義屈服強度、極限抗拉強度、韌性（功）和疲勞極限等關鍵指標。重點闡述材料的應力-應變本構關係，包括綫彈性、彈塑性、粘彈性模型的數學描述。深入探討材料的斷裂韌性（KIC）測試和斷裂力學基礎（如 Griffith 理論和 Irwin 模型）。 第三部分：功能材料與前沿領域 第九章：電學、熱學與磁學性能 係統闡述電子在固體中的輸運機製。電學方麵，區分導體、半導體和絕緣體的能帶理論解釋，並分析載流子遷移率、摻雜效應在半導體器件中的應用。熱學方麵，探討晶格振動（聲子）對熱導率的貢獻，以及熱膨脹係數的工程意義。磁學方麵，詳細解析居裏點、磁疇、磁滯迴綫，區分軟磁材料與硬磁材料的微觀結構要求。 第十章：陶瓷材料的特性與應用 聚焦於離子鍵和共價鍵為主導的陶瓷材料。分析其高熔點、高硬度、化學惰性的來源，以及固有的脆性（低斷裂韌性）問題。探討傳統結構陶瓷（如氧化鋁、碳化矽）與先進功能陶瓷（如壓電陶瓷、透明陶瓷）的製備技術和性能優化策略。 第十一章：高分子材料的結構與流變學 解析高分子的鏈結構（綫性、支化、交聯）、分子量分布及其對性能的影響。重點討論高分子材料的玻璃化轉變溫度（Tg）和熔點（Tm），以及其粘彈性行為。引入流變學概念，分析高分子加工過程（如擠齣、注塑）中的剪切變稀現象。 第十二章：復閤材料的設計與界麵控製 介紹復閤材料的優勢——性能的協同效應。分類討論縴維增強、顆粒增強和層狀復閤材料。深入分析界麵（Matrix-Reinforcement Interface）在傳遞載荷中的關鍵作用。以金屬基復閤材料、陶瓷基復閤材料和聚閤物基復閤材料為例，討論其在航空航天和汽車工業中的前沿應用。 結語：可持續性與材料的未來 展望材料科學在能源、環境和生物醫學領域的未來發展方嚮，如智能材料、納米材料的設計與製備，以及綠色材料的循環利用與可持續發展戰略。 本書特點： 1. 深度結閤計算與模擬： 穿插介紹密度泛函理論（DFT）在預測材料性質中的初步應用，引導讀者理解材料模擬的價值。 2. 豐富的工程案例： 每章均配有現實世界的工程失效分析案例（如疲勞斷裂、蠕變破壞），將理論知識與實際工程問題緊密結閤。 3. 強調微觀機製： 核心內容圍繞“結構-性能”的定量化關聯展開，避免對現象的簡單描述，強調物理化學機製的解釋。

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