材料學導論 pdf epub mobi txt 電子書 下載2026

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出版者:河北大學齣版社

作者:張留成

出品人:

頁數:0

译者:

出版時間:1999-05-01

價格:28.0

裝幀:

isbn號碼:9787810285292

叢書系列:

圖書標籤:

• 材料學
• 材料科學
• 工程材料
• 材料導論
• 金屬材料
• 高分子材料
• 陶瓷材料
• 復閤材料
• 材料性能
• 材料應用

書籍名稱：《材料科學的宏偉藍圖：從原子到宏觀結構的演進與應用》 書籍簡介 本書旨在為材料科學領域的初學者和有誌於深入研究的專業人士提供一個全麵、深入且具有前瞻性的導論。我們摒棄瞭傳統教材中常見的、局限於特定材料體係的僵硬框架，轉而構建一個以“結構-性能-加工-應用”四元一體化為主綫的宏大敘事體係。全書不以羅列知識點為目的，而是緻力於揭示材料科學作為一門交叉學科的內在邏輯與發展脈絡。 第一部分：基礎的奠基——物質世界的微觀視角 本部分將帶領讀者迴歸材料科學的本源：原子與電子的微觀世界。我們不會止步於簡單的晶體結構圖示，而是深入探討原子尺度的相互作用力，包括離子鍵、共價鍵、金屬鍵以及範德華力，如何共同決定瞭材料的基本性質。 第一章：原子排列與晶體學基礎的重構 本章首先係統迴顧瞭晶體結構的基本概念，如晶胞、布拉維點陣和密堆積結構。重點在於引入“結構因子”與“衍射”的物理意義，解釋X射綫衍射（XRD）如何成為我們探查材料內部秩序的“眼睛”。我們詳細剖析瞭麵心立方（FCC）、體心立方（BCC）和六方最密堆積（HCP）結構在工程應用中的差異性體現，例如它們對延展性和屈服強度的影響。此外，非晶態材料的結構描述也被納入討論，重點闡述短程有序與長程無序的界限，為後續涉及玻璃和聚閤物的章節打下基礎。 第二章：電子結構與能帶理論的工程化解讀 本章聚焦於電子在材料中的行為。從量子力學的基本假設齣發，逐步推導齣能帶理論。我們著重闡述能帶結構如何劃分導體、半導體和絕緣體，並引入費米能級、有效質量等關鍵概念。與傳統教材不同，本章將大量篇幅用於討論應變效應（Strain Engineering）對能帶結構的影響，這是現代半導體器件設計中的核心技術。此外，磁性材料的起源——電子自鏇的有序化——也將以更直觀的物理圖像進行闡釋，涵蓋鐵磁性、反鐵磁性和亞鐵磁性的微觀機製。 第三部分：微觀結構對宏觀性能的調控 這是本書的核心部分，旨在建立結構與性能之間的精確橋梁。我們認為，材料的宏觀性能並非固有屬性，而是微觀結構演化過程的纍積結果。 第三章：缺陷工程——無序中的秩序 材料的“不完美”纔是其可塑性和強度的關鍵。本章係統梳理點缺陷（空位、間隙原子）、綫缺陷（位錯）和麵缺陷（晶界、堆垛層錯）的形成機製和運動規律。特彆強調位錯動力學在塑性變形、蠕變和疲勞過程中的核心作用。通過引入Orowan公式，我們量化瞭強化機製（如固溶強化、沉澱強化和晶界強化）對位錯運動的阻礙作用，為材料的強度設計提供量化工具。 第四章：相變與動力學——材料的“時間旅行” 材料的性能往往與其熱曆史密切相關。本章深入探討相變的熱力學驅動力（吉布斯自由能最小化原理）和動力學限製。引入擴散理論的Fick定律，並重點分析擴散在固態反應、相變形核與長大過程中的決定性作用。書中將詳細解析相圖的構建與解讀，特彆是二元和三元相圖在閤金設計中的應用。例如，如何利用馬氏體相變實現鋼鐵的淬火強化，以及共晶/共析反應在鑄造工藝中的意義。 第五章：界麵科學與材料性能的界麵效應 界麵是不同微觀結構單元的交界處，也是能量最高、反應最活躍的區域。本章將界麵視為一個獨立的物理實體進行研究。內容涵蓋晶界能、晶界擴散、晶界電學特性。重點討論異質結（Heterojunctions）在光電器件中的應用，如p-n結的建立與勢壘的形成，以及復閤材料中增強體與基體界麵結閤強度的策略。 第三部分：先進材料的定製與功能化 本部分聚焦於如何根據特定需求，利用材料科學原理設計和加工具有特定功能的先進材料。 第六章：金屬材料的先進加工與微結構演變 本章超越瞭傳統的拉伸、壓縮測試，關注塑性變形對材料微觀結構和性能的深度影響。詳細介紹高能塑性變形技術，如嚴重塑性變形（SPD）對晶粒細化的影響及其帶來的超高強度。討論疲勞和斷裂力學的基礎，特彆是如何通過殘餘應力控製和斷裂韌性的設計來提升結構件的服役可靠性。 第七章：聚閤物科學：構象、流動性與力學響應 聚閤物部分的討論將從其鏈狀分子結構入手，闡述高分子鏈的構象自由度、纏結與玻璃化轉變溫度（Tg）。重點分析聚閤物的粘彈性行為，引入Maxwell和Voigt模型來描述其時間依賴性。在加工方麵，詳述擠齣、注塑過程中的取嚮現象對最終産品性能（如薄膜的各嚮異性）的影響。 第八章：功能材料的設計與前沿展望 本章著眼於麵嚮未來的材料係統。我們探討智能材料（如形狀記憶閤金、壓電陶瓷）如何將物理刺激（溫度、電場）直接轉化為宏觀響應。在半導體材料方麵，深入探討第三代半導體（如GaN、SiC）的優勢及其在電力電子領域的突破。最後，本書以材料基因組計劃（Materials Genome Initiative, MGI）的理念作結，展望計算材料學、高通量實驗和人工智能如何加速新材料的發現與優化過程。 本書特色 係統性與連貫性強： 知識點之間層層遞進，強調微觀機製與宏觀現象之間的內在邏輯聯係。 工程應用導嚮： 每一個理論概念都緊密結閤實際的工程問題和前沿技術。 計算思維引入： 適度引入計算模擬（如分子動力學、有限元分析的基本思想）在材料研究中的作用，培養讀者的多尺度分析能力。 本書適閤材料科學、化學工程、機械工程、物理學以及相關交叉學科的高年級本科生、研究生，以及緻力於從事材料研發與工程應用的技術人員。閱讀本書，讀者將掌握的不僅僅是關於材料的知識，更是理解和駕馭物質世界的科學思維框架。

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作為一位對科技發展趨勢有著敏銳洞察力的愛好者，我經常會關注那些能夠影響未來社會發展的關鍵領域，而材料科學無疑是其中最重要的一環。因此，我毫不猶豫地選擇瞭這本《材料學導論》，希望能夠從中獲得對新材料和未來趨勢的深刻理解。這本書並沒有讓我失望。它以一種前瞻性的視角，係統地介紹瞭當前材料科學的幾個熱門領域，例如納米材料、智能材料、生物醫用材料以及新能源材料等。作者深入淺齣地解釋瞭這些材料的獨特性能是如何實現的，以及它們在各個領域的潛在應用前景。我尤其對關於“負摺射率材料”和“形狀記憶閤金”的章節印象深刻，作者不僅解釋瞭它們的科學原理，還描繪瞭它們在隱身技術、醫療器械等領域的激動人心的應用場景。這本書還關注瞭材料科學與人工智能、大數據等新興技術的交叉融閤，這讓我看到瞭材料研究的新方嚮和新的可能性。書中對於新材料研發過程中麵臨的挑戰和機遇的分析也十分到位，讓我對未來的材料科技發展有瞭更全麵、更客觀的認識。總而言之，這本書不僅是一本介紹材料學基礎知識的讀物，更是一扇展望未來科技前沿的窗口，對於任何想要瞭解未來科技發展脈絡的讀者來說，都具有極高的閱讀價值。

评分☆☆☆☆☆

這本書真是讓我大開眼界！原本以為“材料學導論”會是一本枯燥乏味的教科書，充斥著各種公式和專業術語，沒想到讀起來卻像在探索一個全新的、充滿奇妙物質的世界。作者的敘述方式非常生動，不像我之前接觸的任何一本理工科教材。他從我們日常生活中最常見的物品講起，比如堅固的橋梁、輕巧的飛機、甚至是我們每天使用的手機，然後層層剝開，揭示瞭它們背後隱藏著的精妙材料科學原理。我尤其喜歡他關於金屬的那一部分，講解瞭不同閤金是如何通過微小的原子排列組閤，就能産生截然不同的強度和韌性，這讓我對身邊的金屬製品有瞭全新的認識。而且，書中穿插的許多曆史故事，比如早期人類是如何發現並利用青銅，或是近代材料科學的幾次重大突破，都讓學習過程不再是單調的知識灌輸，而更像是一次穿越時空的發現之旅。即使是對材料科學完全不瞭解的初學者，也能輕鬆上手，並且在閱讀過程中感受到科學的魅力。這本書的圖片和圖示也非常精美，很多時候一張圖就能勝過韆言萬語，讓我對抽象的概念有瞭直觀的理解。總的來說，這是一本顛覆瞭我對“導論”類書籍看法的優秀讀物，強烈推薦給所有對物質世界充滿好奇的朋友！

评分☆☆☆☆☆

作為一名已經對材料領域略有涉獵的在讀研究生，我抱著學習最新前沿動態的心態翻開瞭這本《材料學導論》。然而，齣乎意料的是，這本書並沒有像我預期的那樣，直接深入到最新的科研論文或者晦澀難懂的理論模型。相反，它采取瞭一種非常宏觀且富有哲思的視角，將材料學置於人類文明發展的宏大敘事之中。作者著重探討瞭材料如何塑造瞭人類社會的進步，從石器時代、青銅時代到鐵器時代，再到現代的半導體和納米材料，每一個時代的標誌性材料都引領瞭生産力的飛躍和生活方式的變革。這種“大曆史”的敘事方式讓我深受啓發，我開始重新思考材料研究的意義，不再僅僅關注技術細節，而是將其視為推動社會發展的核心驅動力。書中關於材料倫理和可持續發展的討論也讓我印象深刻，這部分內容在很多技術導嚮的教材中是鮮有提及的。作者提齣的關於“負責任的材料創新”的觀點，引導我思考如何在追求技術進步的同時，兼顧環境和社會影響。雖然這本書在具體技術深度上可能不如一些專業書籍，但它提供的宏觀視角和深刻洞察，對於拓寬研究生的學術視野，培養全局觀和人文關懷，有著不可估量的價值。

评分☆☆☆☆☆

我是一名正在準備考研的學生，為瞭充實我的專業知識背景，我選擇購買瞭這本《材料學導論》。在翻閱過程中，我驚喜地發現這本書的內容遠超我原本的預期。它不僅僅是簡單地羅列概念和公式，而是提供瞭一個非常係統和完整的材料科學知識框架。從晶體結構、相變理論到力學性能、電學磁學性能，再到熱力學和動力學在材料學中的應用，這本書都做瞭清晰且深入的闡述。我特彆贊賞作者在講解相變原理時，運用瞭大量的相圖和金相組織照片，這使得原本抽象的相變過程變得可視化，大大加深瞭我對不同材料在不同溫度和成分下的微觀結構演化的理解。同時，書中對各種測試方法的介紹也十分詳盡，例如X射綫衍射（XRD）、掃描電子顯微鏡（SEM）、透射電子顯微鏡（TEM）等，並配有豐富的實物圖片和分析結果示例，這對於我理解實驗數據的解讀非常有幫助。這本書的編排邏輯清晰，章節之間的過渡自然，使得知識點能夠連貫地學習和記憶。對於我這樣需要係統性掌握材料學基礎知識的學生來說，這本書無疑是一本極佳的學習資料，能夠幫助我打下堅實的基礎，為後續更深入的學習做好準備。

评分☆☆☆☆☆

老實說，我買這本書純粹是齣於一種“湊單”的心態，並沒有抱太大的期望。畢竟，“材料學導論”聽起來就不是什麼輕鬆愉快的讀物。然而，當我開始閱讀後，我纔意識到我錯得有多離譜。這本書以一種極其幽默且通俗易懂的方式，解釋瞭那些原本聽起來高深莫測的材料學概念。作者就像一位經驗豐富的說書人，用生動形象的比喻和生活化的例子，將復雜的理論娓娓道來。我最喜歡的部分是關於高分子材料的章節，作者用“串珠子”和“煮麵條”來形容聚閤物的形成過程，一下子就讓我明白瞭分子鏈的連接和形變是如何影響材料的彈性和強度的。還有關於陶瓷的講解，他將陶瓷的脆性歸結於其微觀結構中的“裂紋”，並解釋瞭如何通過改進工藝來增強其韌性，這讓我對那些易碎的陶瓷器皿有瞭新的理解。書中還穿插瞭不少有趣的“冷知識”，比如為什麼有些金屬會生銹，為什麼塑料會老化，這些都是我平時生活中會遇到的問題，現在終於找到瞭科學的解釋。總而言之，這本書的語言風格非常接地氣，沒有一點“學究氣”，讀起來毫無壓力，甚至讓我忍俊不禁。它成功地將我從一個對材料學一竅不通的門外漢，變成瞭一個能夠津津有味地和朋友們討論不同材料特性的“半專傢”。

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