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出版者:西安交通大学出版社

作者:

出品人:

页数:208

译者:

出版时间:1999-03

价格:10.80

装帧:平装

isbn号码:9787560510941

丛书系列:

图书标签:

• 大学物理
• 物理实验
• 实验教学
• 高等教育
• 理工科
• 物理学
• 实验报告
• 教学参考书
• 大学生
• 实践教学

现代材料科学基础 本书旨在为读者构建一个全面而深入的现代材料科学知识体系。它不仅仅是一本教科书，更是一部引导读者理解物质世界奥秘的工具书，尤其侧重于材料的结构、性能、加工与应用之间的内在联系。全书内容紧密围绕新材料的开发与应用展开，涵盖了从原子尺度到宏观尺度的多层次结构分析，以及由此衍生的热力学、动力学行为。 第一部分：材料的微观结构与性能基础 本部分重点剖析材料的原子排列、晶体结构及其缺陷。我们将详细介绍晶体学的基本原理，包括点阵、晶胞、布拉格衍射等概念。随后，深入探讨各类晶体缺陷（如空位、位错、晶界）如何主导材料的宏观力学性能，例如塑性变形、断裂韧性等。 晶体结构与对称性： 涵盖了金属、陶瓷、聚合物等主要材料类型的晶体学特征。通过空间群理论，解释了材料的各向异性与各向同性。 材料的热力学： 聚焦于相平衡、相变动力学。阐述了吉布斯相律在多组分、多相系统中的应用，以及扩散在材料热处理过程中的作用机制，例如固溶体的形成与稳定。 电子结构与能带理论： 采用量子力学基础，解释了金属、半导体、绝缘体导电性能的本质区别。详细分析了费米能级、能带结构对光学、电学特性的影响。 第二部分：主要材料体系的特性与制备 本部分将材料的分类细化，深入探讨三大基础材料——金属合金、陶瓷、高分子材料的特殊性能和现代制备工艺。 一、金属材料： 不再局限于传统的黑色金属，而是将重点放在高性能合金的设计上。 结构合金： 深入研究钢铁材料的高温强度、抗蠕变性，以及新型铝、钛、镍基超合金在航空航天领域的应用。特别讨论了梯度材料和复合材料的界面工程。 功能金属材料： 探讨形状记忆合金（SMA）、磁性材料（如永磁体和软磁体）的物理机制，以及这些材料如何通过调控微观结构实现特定功能。 二、陶瓷材料： 侧重于先进陶瓷，如结构陶瓷、功能陶瓷和生物医用陶瓷。 结构陶瓷的韧化： 分析了氧化物、非氧化物陶瓷（如SiC、Si3N4）的烧结过程、晶粒控制技术。重点讨论了增韧技术，例如纤维增韧、裂纹偏转机制。 电子与光学陶瓷： 阐述了铁电体、压电体、半导体陶瓷的介电常数、电阻率与其结构畸变的关系。 三、高分子材料： 从分子链结构出发，解释宏观性能的涌现。 聚合反应与分子量分布： 介绍加聚、缩聚反应的动力学控制，以及分子量对粘弹性行为的影响。 形变与松弛行为： 详细解析玻璃化转变温度（Tg）的概念，以及高分子材料在不同温度和应力作用下的时间-温度依赖性行为（蠕变与应力松弛）。 第三部分：材料的加工、连接与表面工程 材料的性能不仅取决于其内在成分，更依赖于其成型和表面处理技术。本章将聚焦于现代制造的挑战。 先进成形技术： 区别传统铸锻造与增材制造（3D打印）的差异。探讨增材制造中层间粘结、残余应力控制的关键技术。 材料连接： 深入焊接、粘接、钎焊等连接技术的冶金学基础。分析异种材料连接界面处的物理化学反应及其对连接强度的影响。 表面改性与防护： 阐述了提高材料耐磨损、耐腐蚀性能的手段。包括热喷涂、离子注入、PVD/CVD薄膜沉积技术的工作原理及应用实例。 第四部分：材料的性能表征与无损检测 精确的材料表征是材料科学研究的基础。本部分系统介绍当前最前沿的分析技术。 结构分析技术： 详述X射线衍射（XRD）在晶体结构确定中的应用；扫描电子显微镜（SEM）与透射电子显微镜（TEM）在微观形貌观察和晶格缺陷成像中的作用。能量色散X射线光谱（EDS）和波谱（EELS）用于元素分析。 力学性能测试： 除了常规的拉伸、压缩、硬度测试外，重点介绍疲劳、断裂力学（如断裂韧性KIC测定）和高温蠕变寿命预测模型。 无损检测（NDT）： 介绍超声波检测、声发射技术在评估材料内部损伤和结构完整性方面的原理和应用。 结语：未来材料的发展趋势 本书最后探讨了材料科学面向未来的挑战，包括可持续性材料的开发（如生物降解材料、高熵合金）、智能响应材料（如自修复材料）的研究前沿，以及材料信息学在加速新材料发现中的潜力。本书力求提供一个扎实、前瞻的知识框架，以适应快速发展的工程需求。

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这本书的装帧设计真的很有年代感，那种略带泛黄的纸张和朴实的封面，一下子就把我带回了那个需要一丝不苟对待每一个实验操作的年代。我记得第一次翻开它，就被里面那种严谨到近乎苛刻的实验步骤描述给震撼到了。它不像现在很多教材那样追求花哨的图表和轻松的语言，这本书更像是一位经验丰富的老教授，用他沙哑却坚定的声音，一步一步地指导你如何搭建电路，如何读取精密仪器的数据。我对其中关于误差分析的部分印象尤为深刻，它没有简单地给出一个公式，而是深入剖析了系统误差和随机误差的物理根源，甚至探讨了测量工具本身的局限性对结果的深远影响。读到那几页时，我仿佛能感受到当年那些物理学家们在面对实验结果的微小偏差时，那种既兴奋又焦虑的复杂心境。这本书的价值，就在于它不仅仅是教你“怎么做”，更是在教你“为什么这么做”，以及“如何思考”实验本身。它需要的不仅仅是动手能力，更需要的是一种沉静的、近乎哲学的思考态度。

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这本书的排版风格简直就是一场视觉上的“极简主义”修行。几乎看不到多余的修饰，所有的内容都以最直接、最纯粹的文字和公式呈现。这种风格对于习惯了丰富插图和色彩导引的新一代读者来说，无疑是一种挑战，但对我个人而言，却是一种难得的心灵净化。当我专注于那些密密麻麻的公式和推导过程时，外界的一切喧嚣似乎都消散了。我特别喜欢它在引入新概念时所采用的论证逻辑，层层递进，环环相扣，就像在编织一张精密的逻辑之网，让你无处可逃，只能顺着它的思路前进。阅读这本书的过程，与其说是学习物理知识，不如说是在进行一场智力上的“攀登”。每攻克一个复杂的理论推导，或者理解一个晦涩的实验原理，都会带来一种巨大的成就感，这种感觉是浮光掠影式的知识点学习所无法比拟的。它要求你坐下来，拿出笔和纸，和它进行一场长时间的、深入的对话。

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如果说现代实验教材是精心铺设的跑道，那么这本书更像是一片未经开发的原始森林，充满了未知的挑战和需要自己披荆斩棘才能发现的宝藏。它的习题部分尤其具有代表性，常常不给明确的已知量，而是给出一些看似无关的背景信息，需要读者自己去构建完整的物理模型，确定需要哪些外部条件才能求解。这种“开放式”的训练方式，极大地锻炼了我的问题定义能力和资源整合能力。它不提供现成的解决方案，而是提供了一套解决问题的思维工具箱。读完这本书，我感觉自己不再是一个被动接受知识的容器，而是一个主动出击、尝试去理解和改造世界的探索者。这种由内而外带来的能力跃升，才是这本书真正无价之处。

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我对这本书中那些关于实验设备操作的细节描述感到由衷的敬佩。它不像某些现代手册那样，将设备操作简化为几个“点击”或“拖拽”的动作，而是详尽地描述了每一个旋钮、每一个接口在不同状态下可能产生的物理效应。例如，关于如何校准精密天平的章节，作者花了大篇幅讲解了如何排除气流干扰，如何找到真正的大气平衡点，这在如今很多简化了的实验流程中是看不到的。这种对“本真”实验精神的还原，使得这本书具有了一种历久弥新的魅力。它迫使读者去关注那些常被忽略的“环境因素”和“工具特性”，真正理解“测量”本身就是对世界的一种干预，并且这种干预必须被审慎对待。这本书不是让你学会一个标准流程，而是让你掌握一套处理任何意外情况的底层思维框架。

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这本书的语言风格带有一种非常鲜明的时代烙印，那种用词的精准和句式的严谨，几乎可以用“咬文嚼字”来形容，但这种严谨恰恰是它力量的来源。它从不使用任何口语化的表达，所有的描述都像是经过了无数次推敲的法律条文。这种阅读体验非常独特，你不能指望像听故事一样轻松地吸收信息，你必须保持高度的警觉性，生怕遗漏了某个副词或者某个限定词带来的细微含义转变。我记得有一次，我反复琢磨一个关于“瞬时值”与“平均值”的描述长达半小时，最终才明白作者通过一个微妙的措辞变化，巧妙地区分了两种不同的物理情境。这本书培养的不仅仅是物理技能，更是一种对语言精确性的极致追求，这对于任何需要严密逻辑的工作领域都是宝贵的财富。

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