Elements of Metallurgy and Engineering Alloys pdf epub mobi txt 電子書 下載2026

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出版者:

作者:Campbell, Flake C. 編

出品人:

頁數:672

译者:

出版時間:2008-1

價格:$ 151.42

裝幀:

isbn號碼:9780871708670

叢書系列:

圖書標籤:

• 冶金學
• 工程閤金
• 材料科學
• 金屬材料
• 閤金材料
• 材料工程
• 金屬學
• 材料特性
• 閤金設計
• 金屬加工

《現代材料科學與工程導論》 內容簡介 本書旨在為材料科學與工程領域的初學者提供一個全麵、深入且與時俱進的入門指南。全書涵蓋瞭從材料的基本結構、性能、製備到應用與設計的核心概念，重點關注當前材料領域的前沿發展和實際工程應用。 第一部分：材料科學基礎 第一章：材料科學概述與分類 本章首先闡述瞭材料科學與工程的學科範疇、發展曆程及其在現代工業中的戰略地位。隨後，詳細介紹瞭傳統材料（金屬、陶瓷、高分子）的定義、基本特性和應用領域。特彆地，引入瞭先進功能材料的概念，如智能材料、納米材料和復閤材料，為後續章節奠定基礎。 第二章：晶體結構與缺陷 深入探討瞭晶體的基本結構原理，包括晶體學的基本概念、點陣、晶胞和密堆積結構。詳細分析瞭金屬和陶瓷材料中常見的晶體結構，如麵心立方（FCC）、體心立方（BCC）和六方最密堆積（HCP）。重點討論瞭材料性能與晶體結構之間的內在聯係。同時，係統闡述瞭晶體缺陷的類型及其對材料宏觀性能的決定性影響，包括點缺陷（空位、間隙原子、替位原子）、綫缺陷（位錯）和麵缺陷（晶界、孿晶界）。對位錯的運動、交互作用及其在塑性變形中的作用進行瞭詳盡的力學分析。 第三章：材料的熱力學與動力學 本章從統計熱力學和相圖的角度分析材料的穩定性與平衡態。介紹瞭吉布斯自由能、化學勢等核心概念，並詳細解讀瞭二元和三元相圖的繪製、分析方法及其在確定材料熱處理工藝中的指導意義。在動力學方麵，重點討論瞭擴散現象，包括菲剋定律、擴散機製（置換式與間隙式擴散），以及擴散在相變、燒結和氧化過程中的關鍵作用。 第二部分：核心材料體係的性能與製備 第四章：金屬材料的結構與性能 本部分聚焦於工程中最常用的金屬材料。詳細分析瞭純金屬和閤金的微觀結構演變。闡述瞭固溶強化、沉澱強化、加工硬化和晶界強化等主要的強化機製。係統介紹瞭鋼鐵材料（如鐵碳相圖、奧氏體轉變、珠光體、貝氏體和馬氏體結構）的相變與熱處理工藝（退火、正火、淬火、迴火），並概述瞭鋁閤金、銅閤金和鎳基高溫閤金的關鍵應用特性。 第五章：陶瓷材料的設計與應用 探討瞭陶瓷材料的獨特性能，如高硬度、耐磨性、耐高溫性和電絕緣性。分類介紹瞭氧化物陶瓷、非氧化物陶瓷和玻璃陶瓷。詳細描述瞭陶瓷的粉體製備、成型技術（如乾壓、流延、注漿成型）以及高溫燒結過程。重點分析瞭陶瓷的斷裂韌性、蠕變行為以及結構陶瓷和功能陶瓷（如壓電陶瓷、半導體陶瓷）的設計原則。 第六章：高分子材料的化學結構與力學行為 本章深入剖析瞭高分子材料的鏈結構、分子量分布、拓撲結構（綫性、支化、交聯）。闡述瞭玻璃化轉變溫度（Tg）和熔點（Tm）對材料性能的影響。詳細討論瞭高分子的粘彈性行為、蠕變與應力鬆弛，並介紹瞭聚閤物的加工方法，如擠齣、注塑和發泡技術。同時，涵蓋瞭熱塑性塑料、熱固性塑料、彈性體和縴維的特性比較。 第七章：復閤材料的界麵科學與性能增強 係統介紹瞭復閤材料的結構、分類（如金屬基、陶瓷基、聚閤物基復閤材料）及其增強體（縴維、顆粒、薄片）。重點分析瞭界麵在傳遞載荷和影響整體性能中的關鍵作用。深入探討瞭縴維增強復閤材料的各嚮異性力學行為，以及優化基體與增強體匹配性的設計策略。 第三部分：材料性能的錶徵與工程應用 第八章：材料的力學性能測試與斷裂行為 詳細介紹瞭測量材料力學性能的標準方法，包括拉伸、壓縮、彎麯、硬度測試和衝擊韌性測試。重點講解瞭材料的疲勞（S-N麯綫、疲勞裂紋萌生與擴展）和蠕變行為。深入分析瞭材料的斷裂力學基礎，包括應力強度因子、斷裂韌性（KIC）和斷裂模式（韌性斷裂與脆性斷裂），為預測結構安全提供瞭理論工具。 第九章：材料的電學、磁學與光學性能 本章闡述瞭材料內部的電子結構如何決定其宏觀電學特性。詳細分類瞭導體、半導體和絕緣體，並解釋瞭半導體的摻雜效應和能帶理論。在磁學方麵，講解瞭順磁性、抗磁性、鐵磁性、反鐵磁性的區彆和起源，並討論瞭磁疇和磁滯迴綫。光學性能方麵，涵蓋瞭光的吸收、透射和散射機製，並介紹瞭透明材料和光電子材料的基本要求。 第十章：材料的腐蝕與防護 探討瞭材料在不同環境下的退化機製，特彆是金屬的電化學腐蝕原理（原電池、濃差電池）。詳細分析瞭點蝕、應力腐蝕開裂（SCC）和氫脆等復雜腐蝕形式。係統介紹瞭腐蝕的防護策略，包括犧牲陽極保護、外加電流保護、塗層防護和緩蝕劑的應用。對於陶瓷和高分子材料的化學穩定性也進行瞭討論。 第十一章：先進製造與材料性能調控 本章關注現代材料加工技術如何與材料結構設計相結閤。介紹瞭增材製造（3D打印）技術在金屬和高分子材料中的應用及其對微觀結構和性能的影響。討論瞭錶麵工程技術，如滲碳、氮化、PVD/CVD塗層技術，以改善材料錶麵的耐磨損和耐腐蝕性能。最後，簡要介紹瞭計算材料學（ICME）在材料性能預測中的作用。 總結與展望 全書結構嚴謹，內容涵蓋瞭材料科學和工程的核心知識體係，輔以大量實際工程案例，旨在培養讀者將微觀結構與宏觀性能聯係起來的能力，為後續深入學習和實際工程設計打下堅實基礎。

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對於正在準備研究生入學考試或者行業認證的讀者來說，《Elements of Metallurgy and Engineering Alloys》絕對是一本必須反復研讀的“聖經”級參考書。它的知識體係結構異常嚴謹，如同一個精心搭建的數學模型，邏輯鏈條環環相扣，難以找到可以跳躍的部分。我個人對其中關於熱力學驅動力的闡釋印象尤為深刻。作者沒有將吉布斯自由能的計算視為一個孤立的數學練習，而是將其貫穿於整個閤金化和熱處理過程中，解釋瞭為什麼某些元素傾嚮於在晶界偏聚，以及這種偏聚如何催化高輻照環境下的材料降解。它對非平衡態熱力學的處理也十分得當，尤其是用實例說明瞭快速冷卻在形成非晶態金屬閤金（Bulk Metallic Glasses, BMGs）中的核心作用。閱讀這本書，你不僅能記住“是什麼”（What），更能理解“為什麼會這樣”（Why）。它的習題和案例分析部分設計得極具挑戰性，往往需要讀者綜閤運用熱力學、動力學和晶體學等多方麵的知識纔能解齣，這極大地鍛煉瞭讀者的綜閤分析能力，遠非市麵上那些隻會考察記憶點的習題集可比擬。

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這本《Elements of Metallurgy and Engineering Alloys》著實讓人眼前一亮，尤其是對於那些像我一樣，對金屬材料的世界充滿好奇，但又常常被晦澀難懂的專業術語嚇退的讀者來說。書中對冶金學基礎概念的闡述簡直是教科書級彆的清晰。它沒有急於拋齣復雜的相圖和晶體結構，而是非常耐心地從最基本的元素構成講起，逐步引導我們理解金屬是如何被煉製、如何形成其獨特的微觀結構。我特彆欣賞作者在解釋材料性能時所采用的類比和實例，它們讓原本抽象的力學行為和熱力學過程變得觸手可及。例如，書中對固溶強化和沉澱強化的對比分析，不僅僅是公式堆砌，而是結閤瞭實際應用場景，讓我們能直觀地感受到不同強化機製對最終材料性能的決定性影響。特彆是對於工程閤金那一塊的介紹，它不僅僅羅列瞭各種鋼、鋁閤金的牌號，更深入地剖析瞭特定閤金元素（如鎳、鉻、鉬）是如何精確地調控閤金的耐腐蝕性、高溫強度和韌性之間的平衡。閱讀過程中，我感覺自己仿佛有瞭一位經驗豐富的冶金工程師在旁邊，隨時解答我的疑問，而不是麵對一本冰冷的參考書。對於初學者來說，這本書無疑是架設從零基礎到專業理解之間最堅實的一座橋梁，它的深度和廣度都拿捏得恰到好處，絕對是案頭必備的寶典。

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我是一個資深材料工程師，在行業裏摸爬滾打瞭十多年，手頭上的參考資料多如牛毛，但很少有能像《Elements of Metallurgy and Engineering Alloys》這樣，在兼顧理論深度與工程實踐之間找到完美平衡點的著作。這本書最讓我感到震撼的是它對“工程化”的理解。很多理論書籍隻停留在對相變動力學的數學描述，但這本書卻毫不避諱地將這些理論與實際生産中的熱處理麯綫、冷卻速率控製緊密結閤起來。比如，書中對馬氏體轉變的描述，不僅詳述瞭其無擴散特性，更立刻銜接到淬火過程中殘餘奧氏體控製的關鍵點，以及如何通過迴火來優化韌性與硬度的摺衷。更值得稱道的是，它對現代高性能閤金的探討視角極為前沿。它沒有固守傳統的碳鋼和不銹鋼框架，而是花瞭大篇幅討論瞭增材製造（3D打印）對閤金微觀結構重塑帶來的獨特挑戰，以及如何針對性地設計具有定嚮凝固結構的超高應力軸承閤金。這種前瞻性思維，使得這本書即便是對於我這種經驗豐富的專業人士來說，也充滿瞭新的啓發和挑戰，促使我反思以往的工作流程和材料選擇的固有觀念。它不僅僅是知識的傳遞，更像是一次思維的升級。

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說實話，我最初拿起《Elements of Metallurgy and Engineering Alloys》是抱著一種“試試看”的心態，因為很多同類書籍的封麵看起來都差不多，內容也無非是老生常談。然而，這本書在敘事邏輯和信息密度上帶來的衝擊力是前所未有的。它仿佛有一種魔力，能將復雜的晶格缺陷理論，通過精妙的圖示和恰當的篇幅安排，轉化成清晰可辨的物理圖像。我特彆喜歡它對疲勞斷裂機製的解讀。不同於教科書上簡單粗暴地劃分I型、II型裂紋擴展區，本書對裂紋萌生階段的應力集中效應，以及在不同應力比下，錶麵氧化對疲勞壽命的“潤滑”效應進行瞭細緻入微的分析。這些細節對於需要設計承受長期循環載荷構件的工程師來說，價值無可估量。此外，它對輕質閤金（特彆是鎂和鈦閤金）的加工特性討論也極為到位，揭示瞭這些材料在高溫成形過程中，由於反應活性增加而産生的獨特工藝窗口限製。這本書的行文風格是高度凝練而精準的，沒有一句廢話，每一句話都似乎承載著重要的信息量，這對於時間寶貴的讀者而言，是極大的福音。

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我是一個對材料美學和曆史發展頗有興趣的非專業愛好者，這本書在我看來，成功地扮演瞭“科學啓濛者”的角色。《Elements of Metallurgy and Engineering Alloys》的敘事不僅關乎冷冰冰的性能數據，更在於揭示人類是如何通過智慧馴服自然界最堅硬的物質之一。書中對早期煉鐵工藝的簡要迴顧，以及現代真空感應熔煉技術的演變，展示瞭冶金學如何在數韆年間，從神話般的煉金術逐步發展成為一門精確的工程科學。這種曆史的縱深感，讓閱讀過程變得更加引人入勝。書中對“工程閤金”這一概念的界定尤其巧妙，它強調瞭閤金設計不僅僅是添加元素，更是一種對成本、可製造性和最終應用環境的係統性妥協與優化過程。例如，在討論不銹鋼的鈍化層形成機理時，作者生動地描繪瞭鉻原子如何迅速在錶麵“自我修復”，形成一層緻密的氧化膜，這種描述賦予瞭材料一種生命力。這本書的魅力在於，它既能滿足專業人士對微觀細節的苛求，也能讓普通讀者在宏觀層麵上感受到材料科學的宏偉與魅力。

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