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出版者:

作者:賈欣欣

出品人:

頁數:271

译者:

出版時間:2005-8

價格:27.00元

裝幀:

isbn號碼:9787801596789

叢書系列:

圖書標籤:

• 無機化學
• 分析化學
• 化學
• 高等教育
• 教材
• 大學
• 理學
• 化學學科
• 實驗
• 基礎

《現代材料科學與工程導論》 圖書簡介 本書旨在為材料科學與工程領域的新手和希望拓寬知識麵的讀者提供一個全麵、深入且與時俱進的導論。我們聚焦於理解物質的結構、性質、製備工藝及其在現代工程應用中的核心原理。全書內容涵蓋瞭從原子尺度到宏觀尺度的材料行為，側重於如何通過控製材料的微觀結構來優化其宏觀性能。 第一部分：材料科學基礎——結構與性質的關聯 第一章：材料的分類與基本概念 本章首先界定瞭材料科學與工程的範疇及其在現代科技中的戰略地位。我們將詳細闡述四大類基礎材料——金屬材料、陶瓷材料、高分子材料和復閤材料的定義、基本組成和典型應用場景。此外，本章引入瞭材料科學研究中至關重要的“結構-性質-加工-性能”的閉環思維模式，為後續章節的學習奠定理論框架。重點探討瞭晶體結構（包括密堆積、體心立方、麵心立方等）對材料機械性能的初步影響。 第二章：晶體結構與晶體缺陷 深入剖析瞭晶體學原理，包括晶胞、晶帶指數（米勒指數）的確定方法及其在描述晶體界麵和位錯運動中的應用。缺陷理論是材料科學的基石，本章將詳盡討論點缺陷（空位、間隙原子、取代原子）、綫缺陷（位錯，包括刃位錯和螺型位錯）和麵缺陷（晶界、孿晶界）的形成機製、幾何特徵及其對材料塑性變形、導電性、擴散速率的決定性影響。通過實例，展示如何通過熱處理來控製缺陷的濃度和分布。 第三章：材料中的鍵閤與能量 本章從量子力學的角度審視原子間的相互作用力。詳細闡述瞭離子鍵、共價鍵、金屬鍵、範德華力和氫鍵的本質特徵、形成條件和對材料宏觀性質（如熔點、硬度、電導率）的預測能力。引入瞭結閤能麯綫和勢能井的概念，解釋瞭材料穩定結構形成的熱力學驅動力。對固體中的電子結構——能帶理論進行瞭概述，為理解導體、半導體和絕緣體的電學差異奠定基礎。 第二部分：性能的微觀調控——熱力學與動力學 第四章：材料的熱力學基礎 熱力學是理解材料相變和穩定性的核心工具。本章重點介紹相圖的繪製與解讀，包括單組元、二元及簡單三元相圖。深入探討瞭吉布斯相律在分析多相平衡係統中的應用。著重分析瞭固態溶解、相變（如共晶、共析反應）的驅動力與臨界條件，並結閤實例（如鐵碳閤金的冷卻過程）說明如何利用熱力學知識指導閤金設計。 第五章：材料中的擴散 擴散過程是材料加工和使用中許多關鍵現象（如滲碳、腐蝕、燒結）的內在機製。本章詳細討論瞭擴散的兩種基本機製——間隙擴散和原子移行擴散。量化分析瞭菲剋第一定律和第二定律，並探討瞭溫度、濃度梯度和晶體缺陷對擴散係數的影響。利用活化能的概念，解釋瞭擴散過程的溫度依賴性。 第六章：材料的動力學與反應速率 本章將熱力學穩定性與反應動力學相結閤。探討瞭成核與長大機製在材料形成過程中的作用，特彆是應用於固態相變（如沉澱析齣、晶粒長大）。引入瞭阿倫尼烏斯方程來描述反應速率的溫度依賴性，並討論瞭相變動力學中的時間-溫度-轉化率（T-T-T）圖的應用，這對於控製熱處理過程至關重要。 第三部分：工程應用與加工工藝 第七章：金屬材料的形變與強化 本章聚焦於金屬材料的機械行為。係統闡述瞭塑性變形的微觀機製——位錯的産生、運動和交互作用。詳細分析瞭加工硬化（冷加工）的原理及其對屈服強度的影響。重點介紹瞭多種主要的金屬強化機製：固溶強化、晶界強化（Hall-Petch關係）、第二相粒子釘紮和沉澱強化。討論瞭金屬的蠕變和疲勞行為，強調瞭應力幅值、循環次數與壽命之間的關係。 第八章：陶瓷與高分子材料的特性 陶瓷材料因其高硬度、耐高溫和耐化學腐蝕性而受到關注。本章深入研究瞭陶瓷的離子鍵和共價鍵特性如何導緻其脆性，並探討瞭斷裂韌性的提升策略（如引入韌性相、陶瓷基復閤材料）。對於高分子材料，本章解釋瞭鏈結構、分子量、結晶度與粘彈性行為之間的關係。對比瞭熱塑性塑料和熱固性塑料的加工和使用差異。 第九章：先進功能材料概覽 本章介紹瞭材料科學的前沿領域，重點關注材料如何被設計以實現特定功能。包括半導體材料的摻雜與PN結形成、壓電與鐵電材料的工作原理、磁性材料的疇結構與磁化過程、以及智能材料（如形狀記憶閤金）的應用。強調瞭材料的電學、光學和磁學性質如何直接來源於其電子結構和微觀形貌。 第十章：材料的製備與加工技術 本部分綜述瞭現代材料工業中的關鍵製造技術。金屬加工方麵，涵蓋瞭鑄造、鍛造、軋製等塑性成形方法，並討論瞭熱處理在優化組織和性能中的作用。對於先進材料，介紹瞭薄膜沉積技術（如PVD, CVD）、粉末冶金技術以及增材製造（3D打印）技術如何實現復雜結構件的精確製造。 結論：材料的未來趨勢 總結瞭當前材料科學麵臨的挑戰，如可持續性、極端環境下的服役需求，並展望瞭納米材料、生物相容性材料以及能源存儲材料等新興領域的發展方嚮。 本書內容結構清晰，理論推導嚴謹，配有豐富的實例和圖錶，旨在培養讀者運用基本原理分析和解決實際工程問題的能力。通過對材料微觀本質的深入理解，讀者將能更有效地設計、選擇和加工滿足特定需求的工程材料。

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哇，我最近在讀的這本書，簡直是為我打開瞭一扇新的大門！它涉及的領域非常廣泛，從基礎的物理原理到前沿的生物技術都有涉獵。比如，書中對量子力學和相對論的闡述，深入淺齣，讓我這個非物理專業的讀者也能窺見宇宙運行的奧秘。更讓我驚喜的是，作者在探討人工智能的發展時，不僅分析瞭技術層麵的突破，還深入剖析瞭倫理和社會影響，讓人讀後深思。書中穿插的案例分析非常生動，比如利用大數據分析全球氣候變化趨勢的章節，邏輯嚴密，數據詳實，讓人信服。作者的文筆也極具感染力，仿佛一位經驗豐富的嚮導，帶著我們探索知識的無人區。這本書的結構設計非常巧妙，各個章節之間既有獨立的價值，又能相互關聯，形成一個完整的知識體係，讀完後感覺自己的知識結構得到瞭極大的完善。我特彆喜歡其中關於未來能源的討論，書中描繪的未來場景既充滿希望又不失嚴謹的科學基礎，讓人對人類的未來充滿期待。

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這本書帶給我一種強烈的“迴到本源”的感覺。它的核心似乎是對“本質”的追問，貫穿於對自然、社會乃至人類意識的探索之中。書中對古代哲學，特彆是東方智慧的引用和闡釋，顯得非常精妙，它將老莊的辯證思想與現代物理學的多維空間理論巧妙地聯係起來，構造瞭一個宏大的哲學框架。作者在描寫曆史事件時，總是能抽離齣來，從更深層次的人性角度去剖析動機和後果，這使得曆史不再是簡單的年代順序，而是一部關於人性的史詩。閱讀過程中，我多次停下來，默默迴味那些富有哲理的語句，它們像珍珠一樣散落在字裏行間，需要細細品味纔能體會其光芒。這本書不僅僅是知識的傳遞，更像是一次精神的洗禮，它挑戰瞭我的既有認知，促使我重新審視自己與世界的關係。讀完後，感覺心靈得到瞭極大的淨化和提升。

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這本書的深度和廣度實在令人驚嘆，我簡直不敢相信作者是如何駕馭如此多復雜的主題的。它更像是一部百科全書，但又遠遠超齣瞭傳統百科全書的範疇。我尤其對其中關於古典文學作品的深度解析印象深刻。作者以全新的視角解讀瞭莎士比亞和歌德的經典，不僅梳理瞭曆史背景，還挖掘瞭作品中隱藏的哲學思想和心理學意涵。讀起來完全沒有枯燥感，反而像是在與作者進行一場高水平的學術對話。書中對藝術史的梳理也非常精彩，從文藝復興到現代主義，每段時期的藝術風格演變都分析得鞭闢入裏，配圖的選擇也極具匠心，每一幅畫作都仿佛在講述一段塵封的故事。此外，書中對全球化背景下不同文化衝突與融閤的探討，視角獨特，充滿瞭人文關懷，讓我對當今世界的復雜性有瞭更深刻的理解。這本書無疑是那種可以反復閱讀、每次都能發現新亮點的寶藏。

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這本書的敘事風格簡直是一股清流！它擯棄瞭那種闆著臉說教的教科書式寫作，而是采用瞭非常富有個人色彩和哲理思辨的筆調。我尤其欣賞作者在探討經濟學原理時所采用的“講故事”的方式。書中沒有堆砌復雜的數學模型，而是通過講述幾個虛擬但極具代錶性的商業案例，將供需關係、市場失靈等概念講解得淋灕盡緻。讀起來感覺就像是聽一位睿智的長者在分享他的人生智慧。書中關於社會心理學的章節也十分引人入勝，作者詳細分析瞭從眾心理、權威效應等現象，並結閤瞭大量曆史事件進行佐證，讓人不得不佩服其深厚的功底。作者的語言組織充滿瞭節奏感，長短句結閤得恰到好處，讀起來酣暢淋灕。我感覺自己不僅吸收瞭知識，更重要的是，被作者的思維方式深深地感染瞭，開始習慣於從更宏大、更本質的角度去看待身邊的現象。

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我必須承認，這本書的難度不低，但它帶來的迴報是巨大的。它專注於探討復雜係統的構建與解耦，特彆是對於生物神經網絡與城市交通係統的對比分析，簡直是天纔般的洞察。作者毫不避諱地引入瞭大量的數學建模和拓撲學概念，但我發現，通過作者清晰的圖示和層層遞進的解釋，這些原本令人望而生畏的理論變得可以理解和掌握。書中關於混沌理論的應用實例非常震撼，它揭示瞭看似隨機的現象背後隱藏的規律，讓我對“確定性”和“隨機性”的邊界有瞭新的認識。這本書的專業性極強，但作者的專業精神也體現在對每一個細節的精益求精上，腳注和參考文獻的標注極其嚴謹，體現瞭作者紮實的學術背景。對於那些尋求硬核知識、不滿足於膚淺錶述的讀者來說，這本書絕對是首選。

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