Properties of Materials

出版者:Oxford University Press, USA

作者:Robert E. Newnham

页数:390

出版时间:2005-1-27

价格:USD 85.00

装帧:Paperback

isbn号码:9780198520764

具体描述

Crystals are sometimes called 'Flowers of the Mineral Kingdom'. In addition to their great beauty, crystals and other textured materials are enormously useful in electronics, optics, acoustics, and many other engineering applications. This book describes the underlying principles of crystal physics and chemistry, covering a wide range of topics, and illustrating numerous applications in many fields of engineering using the most important materials. It has been written at a level suitable for science and engineering students and can be used for teaching a one- or two-semester course. Tensors, matrices, symmetry and structure-property relationships form the main subjects of the book. Whilst tensors and matrices provide the mathematical framework for understanding anisotropy, on which the physical and chemical properties of crystals and textured materials often depend, atomistic arguments are also needed to quantify the property coefficients in various directions. The atomistic arguments are partly based on symmetry and partly on the basic physics and chemistry of materials.After introducing the point groups appropriate for single crystals, textured materials and ordered magnetic structures, the directional properties of many different materials are described: linear and nonlinear elasticity, piezoelectricity and electrostriction, magnetic phenomena, diffusion and other transport properties, and both primary and secondary ferroic behaviour. With crystal optics (its roots in classical mineralogy) having become an important component of the information age, nonlinear optics is described along with the piezo-optics, magneto-optics and electro-optics, and analogous linear and nonlinear acoustic wave phenomena. Enantiomorphism, optical activity, and chemical anisotropy are discussed in the final chapters of the book.

用户评价

这本书的装帧设计和排版布局简直是一场视觉上的灾难，完全没有体现出它作为一本专业学术著作应有的严谨性。首先，印刷质量着实堪忧，有些页面的墨迹深浅不一，尤其是在涉及到高分辨率的微观结构图谱时，细节模糊不清，严重影响了对材料形貌的准确判断。更要命的是，章节之间的过渡处理得极其生硬，仿佛是几篇独立的研究报告被强行拼凑在一起。我尤其注意到，在关于电学性质和磁学性质的章节交界处，作者似乎忘记了告知读者，我们已经从半导体物理的讨论转向了铁磁共振的范畴，这种突兀感让人阅读体验大打折扣。试想，当你在努力理解一个复杂的霍尔效应测量结果时，突然被一个关于介电常数随温度变化的图表打断，那种思维的抽离感是难以忍受的。此外，书中引用的参考文献列表也显得年代久远且缺乏多样性，许多近十年内该领域取得的突破性进展和新兴材料（比如高熵合金或二维材料的最新进展）几乎没有被提及，这让这本书在专业性上打了折扣，显得有些滞后于时代的前沿发展。一个关于材料“性质”的著作，如果不能反映当前最热门的研究方向，其价值自然会大打折扣。

这本被寄予厚望的《Properties of Materials》读起来，感觉就像是翻开了一本被精心打磨但内容却有些失焦的百科全书。我原本期待能从中找到对材料科学核心概念的深入剖析，特别是关于原子结构如何决定宏观性能的那些精妙联系。然而，书中对基础理论的介绍显得过于浅尝辄止，仿佛只是为了凑齐章节而匆匆带过。例如，在讨论晶体结构对机械强度的影响时，作者似乎更热衷于罗列各种晶格常数和位错密度的数据，却未能深入探讨位错运动受应力场影响的具体微观机制。这样的叙述方式，对于一个希望建立扎实理论基础的初学者来说，无疑是令人沮丧的。我花了大量时间试图在章节之间建立起逻辑的桥梁，但往往发现，不同部分之间存在着明显的跳跃，缺乏一个清晰、连贯的叙事主线来引导读者。特别是在热力学性质那部分，公式推导过程的省略过多，使得原本就抽象的概念更加难以捉摸。与其说这是一本详尽的教材，不如说它更像是一本高质量的参考手册，适合那些已经对领域有一定了解，需要快速查找特定数据点的人，但对于渴望理解“为什么”的探索者来说，它提供的“是什么”显然是不够的。我对那种试图用大量图表替代深入解释的做法感到失望，毕竟，真正的洞察力来自于对现象背后物理原理的透彻理解，而非仅仅是数据的堆砌。

我必须承认，这本书在某些特定、非常细分的领域提供了令人惊艳的细节，这可能也是其最大的亮点所在，尽管这些亮点被淹没在整体的平庸之中。例如，在探讨高分子材料的粘弹性行为时，作者详细描述了Maxwell模型和Voigt模型在描述蠕变和应力松弛时的数学差异，并且给出了一个非常详尽的实验验证流程，这个部分写得非常扎实，几乎可以作为独立实验手册来使用。然而，这种高强度的聚焦并未能推广到全书。当我翻到关于复合材料的章节时，情况急转直下，描述变得极其概念化，对于纤维体积含量、界面结合强度这些决定复合材料性能的关键因素，作者仅仅停留在了定性的描述上，缺乏必要的定量分析模型。这种“时好时坏”的写作风格，让我怀疑作者对全书内容的掌控力是否足够全面。我希望作者能像对待高分子那部分一样，对复合材料的界面化学和力学传递机制进行深入的剖析，而不是草草收场。对于一本综合性的材料性质书籍而言，这种严重的结构性不均衡是难以容忍的，它使得读者无法形成对整个材料科学领域的全景认识。

这本书的术语使用和符号定义系统简直是一场噩梦，让任何试图用它进行跨学科交流的人感到无所适从。同一个物理量，在不同的章节中竟然使用了完全不一致的符号表示，这迫使我必须不停地在书的开头和结尾来回翻阅，以确认我正在看的究竟是应力符号还是应变率符号。举个例子，能量密度在第一部分用 $U$ 表示，到了热力学部分却变成了 $mathcal{E}$，而作者在正文中并未给出任何解释或统一标准化的声明。更令人费解的是，作者似乎对国际单位制（SI）有着某种程度上的偏爱，却又时常在例题中混用英制单位，而且单位转换的说明往往藏在脚注的最深处，或者干脆遗漏。这对于习惯了标准化的工程和物理界读者来说，无疑是极大的阅读障碍。如果一本材料科学的书籍，连基本的符号一致性和单位规范性都做不到，那么它在严谨性上就已经输了。我甚至怀疑这些内容是否经过了严格的同行评审或至少是细致的校对。我浪费了太多时间去追溯这些基础性的定义错误，而不是去学习材料的内在规律。

如果说有什么地方值得称赞，那就是书中附带的那些看似“额外”的案例研究，尽管它们与主干内容的关联性也时常值得商榷。这些案例，比如对特定合金在极端温度下服役性能的简短回顾，或者对某种新型陶瓷薄膜沉积过程的描述，确实提供了现实世界应用的视角。然而，这些案例往往以一种叙事性的、非技术性的口吻写成，缺乏支撑其结论的定量数据或模型支持。它们更像是散文，而非科学分析。我希望看到的，是这些案例如何巧妙地联系到前文介绍的材料结构与性质的基本原理，即展示理论是如何指导实践的。例如，在讨论了晶界扩散的理论后，能否引入一个案例来说明为何某个特定炉温下的烧结过程会导致晶界碳化物异常析出？这本书提供的是“发生了什么”的片段故事，而不是“为什么会发生”的科学解释链条。因此，这些案例更像是装饰品，而非教学工具。它们没有能够成功地将抽象的理论知识落地，反而因为缺乏严密的逻辑支撑，显得有些飘忽不定，使得整本书读起来像是一系列不相干的知识点的集合，缺乏有机性和深度。