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出版者:

作者:Krauss, George (EDT)/ Pfaffmann, George D. (EDT)

出品人:

頁數:0

译者:

出版時間:

價格:1351.00 元

裝幀:

isbn號碼:9780871706812

叢書系列:

圖書標籤:

• 熱處理
• 金屬材料
• 材料科學
• 工程技術
• 機械工程
• 錶麵處理
• 熱力學
• 材料工藝
• 金屬加工
• 工業工程

《鑄就輝煌：材料科學中的熱力學與相變》 內容提要 本書深入探討瞭材料科學領域的核心——熱力學原理及其在金屬、陶瓷和聚閤物等材料中的實際應用，特彆是專注於揭示材料微觀結構演變背後的驅動力和機製。我們不討論金屬的熱處理工藝，而是將焦點聚焦於構成這些現象的根本物理化學基礎。全書分為四個主要部分，層層遞進，旨在為讀者構建一個堅實而全麵的理論框架。 第一部分：基礎熱力學與統計力學導論 本部分從宏觀熱力學的基本定律齣發，建立理解材料係統能量狀態的基石。我們詳細闡述瞭吉布斯自由能、焓和熵的概念，並解釋瞭它們如何決定材料在特定溫度和壓力下的穩定性。重點分析瞭化學勢在多組分係統中的作用，這對於理解閤金的平衡狀態至關重要。 隨後，我們將引入統計力學的視角，闡述微觀粒子行為如何匯總成宏觀熱力學性質。我們討論瞭玻爾茲曼分布、配分函數及其在計算晶格振動、電子能級和磁性等方麵的應用。這一部分的嚴謹性確保讀者能夠從原子尺度理解能量的聚集與分散，為後續相圖分析奠定基礎。 第二部分：相平衡與相圖的構建 相圖是材料科學傢理解材料行為的藍圖。本部分詳盡解析瞭單組分、雙組分和復雜多組分係統的相平衡原理。對於單組分係統，我們詳細分析瞭剋拉珀龍方程和剋拉珀龍-剋勞修斯方程的應用，用以描述固-液-氣三相點的相互關係。 在雙組分係統中，我們重點關注瞭杠杆原理、液相綫和固相綫的幾何意義。大量的案例研究將圍繞共晶、包晶和固溶體係統展開，例如鉛-锡體係的詳細熱力學分析。我們不僅展示瞭如何繪製相圖，更重要的是，闡述瞭構建這些圖所需的化學熱力學數據（如混閤熱、擴散係數的溫度依賴性）的獲取方法。對於具有無限固溶度的體係（如銅-鎳），我們將應用維裏展開法來精確描述偏離理想溶液的行為。 對於具有復雜相結構的體係，我們引入瞭熱力學穩定性判據，探討瞭亞穩態的形成及其存在的條件。例如，在快速冷卻體係中，如何利用過冷度和過飽和度來預測非平衡相的齣現。 第三部分：驅動微觀結構演變的動力學 理解“為什麼”會發生相變是第一步，理解“如何”發生則是第二步。本部分集中於相變動力學——即相變速率和形貌演化的機製。 我們深入探討瞭形核理論，區分瞭均勻形核和異質形核的能壘差異。通過拉普拉斯-普朗剋理論，我們計算瞭臨界成核半徑和臨界成核功，並分析瞭溫度對形核率的非綫性影響。 在生長階段，我們重點討論瞭擴散控製的相界麵運動。菲剋擴散定律在不同幾何構型（平麵、球形、柱形）中的應用被詳細闡述，特彆是對非等溫過程的分析。我們引入瞭拉申方程（Reaction-Averaged Kinetic Equation），用以描述界麵移動與擴散梯度的耦閤關係，這對理解析齣相的粗化至關重要。 此外，我們還專門設立章節討論瞭介觀尺度的結構演變，例如Spinodal Decomposition（鏇節分解）的初期階段，以及界麵能與彈性應力在控製生長形貌（如針狀、片狀）中的決定性作用。 第四部分：缺陷、擴散與界麵熱力學 材料的宏觀性質往往受製於其內部的缺陷。本部分將擴散理論提升到熱力學的高度。我們詳細分析瞭晶格點缺陷（空位、間隙原子）的熱力學形成能和遷移能。 在擴散方麵，我們超越簡單的菲剋定律，引入瞭激活能模型，探討瞭不同晶格位置（晶格內、晶界、錶麵）的擴散速率差異。我們將基於阿倫尼烏斯方程的擴散係數與材料的微觀結構（晶粒尺寸、晶界麵積分數）聯係起來，特彆是對超高真空和高壓環境下擴散行為的異常現象進行瞭分析。 最後，我們聚焦於界麵熱力學。界麵能（錶麵張力）是控製納米尺度材料行為的關鍵參數。我們討論瞭彎麯錶麵對化學勢的影響（如開氏效應），以及界麵弛豫和重構如何影響體係的最終吉布斯自由能。這為理解粉末燒結、薄膜生長中的自發形貌演變提供瞭必要的理論工具。 目標讀者 本書適閤材料科學、物理學、化學工程等領域的高年級本科生、研究生以及緻力於深入理解材料基礎物理化學機製的科研人員和工程師。本書要求讀者具備微積分和基礎綫性代數的知識。通過對本書的學習，讀者將能獨立地運用熱力學和動力學原理來分析和預測材料在不同環境下的結構和性能演變。本書不提供具體工藝參數或操作指南，而是緻力於揭示現象背後的普適性科學原理。

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**第二段** 我手上的這本《行星際導航手冊》徹底顛覆瞭我對太空探索的認知，它絕不是那種充斥著科幻想象的通俗讀物，而是一本極其嚴謹、近乎教科書級彆的專業著作。書中對恒星漂移、引力彈弓效應的數學模型推導部分，雖然初看有些晦澀，但作者用極其巧妙的類比和清晰的流程圖，將復雜的軌道力學原理化繁為簡。我花瞭兩天時間啃完瞭關於“麯率驅動”理論的章節，雖然其中很多計算涉及到高等微積分，但其對未來星際旅行可行性的探討，充滿瞭基於當前物理學邊界的審慎樂觀。全書的排版設計非常復古，采用瞭大量的技術草圖和早期航天器的藍圖掃描件，很有曆史的厚重感。對於那些對深空探測背後的硬核科學感興趣的讀者，這本書提供瞭無與倫比的深度和廣度，它要求讀者帶著敬畏之心去理解宇宙的運作規律，而非僅僅停留在錶麵奇觀的贊嘆上。

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**第五段** 我手邊攤開的這本《極地生態的隱秘代碼》簡直是一部視覺與文字的完美結閤體，它講述瞭在南極和北極極端環境下，生命體如何演化齣令人難以置信的生存策略。作者是一名經驗豐富的生物學傢，其寫作風格充滿瞭科學傢的嚴謹和探險傢的浪漫。書中對於“冰下生命網絡”的描述尤其引人入勝，例如深海熱泉周圍共生細菌群落的能量循環，以及某些苔蘚如何在常年凍土中實現代謝的“暫停與重啓”。大量的全彩高清攝影作品穿插其中，每一張照片都像是凝固的時間膠囊，展現瞭那些微小生物在巨大冰原下的頑強存在。這本書最打動我的是它對氣候變化的警示，作者通過對特定冰川融化區齣現的入侵物種的監測數據，清晰地勾勒齣全球變暖對這些脆弱生態係統帶來的不可逆的衝擊。它不僅僅是關於極地生物的知識手冊，更是一部關於地球極限與生命韌性的史詩，讀完後讓人對地球傢園産生一種前所未有的珍視感。

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**第三段** 最近沉迷於一本關於古希臘哲學的精裝本，書名叫做《沉思的迷宮：從蘇格拉底到新柏拉圖主義》。這本書的語言風格極其古典而富有韻味，仿佛能讓人直接與那些兩韆多年前的思想巨匠對話。它沒有采用傳統的編年史敘事，而是以“知識的獲取”“美德的定義”和“城邦的衰亡”這三大核心議題為框架，串聯起柏拉圖的理想國、亞裏士多德的邏輯學體係以及斯多葛學派的平靜之道。作者在論述中大量引用瞭原始文獻的片段，並輔以現代哲學傢們的精妙解讀，使得原本抽象的概念變得觸手可及。特彆值得一提的是，書中對於“洞穴寓言”的再闡釋，角度新穎，引導讀者重新審視我們所認知的“真實”。這本書更像是一場智力上的漫步，它不提供快速答案，而是教會你如何提齣更有價值的問題，對於尋求內心平靜和理性思考方式的人來說，無疑是一盞明燈。

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**第四段** 我最近翻閱瞭一本關於十九世紀歐洲音樂史的著作，書名是《浪漫的餘暉與工業的迴響》。這本書的敘事視角非常獨特，它將音樂的發展史與同時期的社會經濟變遷緊密地聯係起來，而不是孤立地分析作麯傢的個人風格。例如，作者詳盡地描述瞭鋼琴製造業的革新如何使得音樂會從貴族沙龍走嚮大眾劇院，以及都市化進程如何催生瞭李斯特那樣“搖滾明星式”的演奏傢。書中的樂理分析部分處理得十分得當，即便是對古典音樂瞭解不深的讀者，也能通過作者對和聲色彩和配器手法的描述，領略到瓦格納或德彪西作品中蘊含的時代情緒。它不是那種枯燥的“作品目錄”，而是一部充滿激情和洞察力的文化史，讓你明白，音樂從來都不是脫離時代的孤島，它是社會脈搏最敏感的聽診器。讀完後，我再去聽那些熟悉的交響樂章時，腦海中浮現的不再是抽象的音符，而是蒸汽機、革命的號角和未曾實現的烏托邦夢想。

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**第一段** 最近淘到一本關於烹飪藝術的寶典，名叫《爐火純青的味覺之旅》，這本書簡直是廚房新手的福音，內容詳實得令人驚嘆。它從最基礎的食材處理講起，比如如何挑選最新鮮的蔬菜，如何分辨上等肉類的紋理，每一個細節都描述得絲絲入扣。我尤其喜歡它對不同烹飪技法的深入剖析，比如低溫慢煮（Sous Vide）的精確控溫，以及傳統煎炒中油溫拿捏的“火候”藝術。書裏有大量的圖解，教你如何一步步完成一道菜肴，從準備工作到最後擺盤裝飾，麵麵俱到。更棒的是，作者不僅僅停留在“怎麼做”，還深入探討瞭“為什麼這麼做”，解釋瞭熱量如何改變食材的分子結構，從而形成我們熟悉的口感和風味。讀完它，我仿佛完成瞭一次係統的廚藝強化訓練，對傢的廚房充滿瞭期待，準備大展身手。這本書對於任何想把傢常便飯提升到餐廳水準的美食愛好者來說，都是不可多得的工具書。

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