冶金过程物理化学 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:航空工业出版社

作者:唐仲和，刘天良编

出品人:

页数:0

译者:

出版时间:

价格:28.00元

装帧:

isbn号码:9787801830715

丛书系列:

图书标签:

• 冶金
• 物理化学
• 冶金过程
• 物理冶金
• 化学冶金
• 金属材料
• 热力学
• 动力学
• 相平衡
• 扩散

好的，以下是一本名为《材料科学基础：从原子到宏观性能》的图书简介，字数约1500字。 --- 图书名称：材料科学基础：从原子到宏观性能 内容简介 在当今科技飞速发展的时代，材料是支撑人类社会进步的基石。从航空航天到生物医学，从能源转换到信息技术，一切创新都离不开对材料性能的深入理解与精妙设计。《材料科学基础：从原子到宏观性能》一书，旨在系统、全面地阐述材料科学的核心原理与应用，构建起从微观结构到宏观性能之间的完整桥梁。本书内容覆盖面广，逻辑严谨，不仅适合作为高等院校材料科学、化学工程、物理学等专业的本科生及研究生教材，也为从事材料研发、工艺设计和质量控制的工程师及科研人员提供了一本扎实的参考手册。 全书共分为六个主要部分，层层递进，构建起一个完整的材料科学知识体系。 第一部分：材料科学的基石——原子结构与化学键 本部分是理解所有材料行为的基础。我们从物质的微观世界出发，详细探讨了原子的电子结构、量子力学基础及其在周期表中的表现。重点解析了不同类型的化学键——离子键、共价键、金属键以及范德华力——是如何决定材料的内能、晶体结构和基本物理性质（如熔点、硬度）。通过对晶体结构和非晶态结构的深入分析，读者将理解材料的排列方式如何直接影响其宏观机械性能。此外，本章还介绍了晶体缺陷的概念，阐明了点缺陷、线缺陷和面缺陷在材料加工和使用过程中的关键作用。 第二部分：结构决定性能——晶体学与微观结构控制 结构是材料性能的决定性因素。本部分深入阐述了晶体学原理，包括密堆积、晶面指数、晶带指数等，并介绍了X射线衍射（XRD）等结构表征技术的基本原理。随后，我们将目光聚焦于合金的热力学基础，通过相图的解读，讲解了平衡状态下多组分体系的相变规律，这是理解材料加工工艺（如固化、析出）的关键。重点章节详细剖析了固态相变，包括形核与长大机制、扩散理论及其在材料热处理中的应用，如固溶处理、沉淀强化等。 第三部分：机械性能的奥秘——形变、断裂与疲劳 机械性能是材料应用中最受关注的方面之一。本部分系统地研究了材料在外力作用下的响应。首先，我们讨论了弹性变形的本质，以及杨氏模量、泊松比等弹性常数的物理意义。随后，深入解析了塑性变形的微观机制，即位错的运动与交互作用，并以此解释了加工硬化、蠕变等现象。在断裂力学方面，本书介绍了裂纹的萌生与扩展，重点阐述了脆性断裂和韧性断裂的区别，以及断裂韧性KIC的意义。疲劳是工程结构失效的主要原因，因此，本章投入大量篇幅讲解了疲劳的机制、S-N曲线的构建以及高周疲劳与低周疲劳的差异化处理方法。 第四部分：电、磁与热的耦合——功能材料的物理特性 现代工程对材料的功能性要求日益提高。本部分转向功能材料的物理性质。在电学方面，我们区分了导体、半导体和绝缘体的能带结构，并探讨了掺杂、载流子迁移率等关键参数如何影响电子器件的性能。对于磁性材料，本书解释了磁畴、磁化过程、居里温度等概念，并对软磁材料和硬磁材料的结构特点及其应用（如变压器、永磁体）进行了对比分析。热性能部分则关注材料的热传导、热膨胀及热力学稳定性，这对于设计高温或温变环境下的应用至关重要。 第五部分：工程中的材料——金属、陶瓷与聚合物 本部分将理论知识应用于实际的工程材料分类中。 金属与合金： 聚焦于铁碳合金（钢和铸铁）的组织演变和性能调控，探讨了非铁金属（如铝、钛、镁合金）在航空航天中的特殊应用。 陶瓷材料： 阐述了陶瓷材料的高硬度、耐高温和电绝缘性的来源，并区分了氧化物、非氧化物陶瓷的制备难点与应用领域。 高分子材料： 详细介绍了聚合物的链结构、结晶度、玻璃化转变温度（Tg）及其对机械性能的松弛效应。同时，讨论了复合材料的增强机制和界面作用。 第六部分：材料的制造与表征 材料的性能不仅取决于其内在结构，还受到加工历史的深刻影响。本部分概述了先进的材料制备技术，包括凝固技术（铸造）、塑性加工（轧制、锻造）以及粉末冶金技术。在材料表征方面，除了第一部分提及的XRD，本书还着重介绍了扫描电子显微镜（SEM）、透射电子显微镜（TEM）在微观形貌和晶体结构分析中的强大能力，以及热分析（DSC/TGA）和力学性能测试（拉伸、硬度测试）的标准流程。 《材料科学基础：从原子到宏观性能》的编写特色在于其跨学科的视野和对“为什么”的深入探究。它不满足于简单介绍材料的性能数据，而是始终追溯这些宏观现象背后的微观机制和热力学驱动力，引导读者建立起材料科学的完整认知框架。通过大量图表、实例分析和计算习题，本书致力于培养读者运用科学原理解决实际工程问题的能力。

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这本书的深度和广度，让我意识到，我们目前对许多基础热力学过程的理解仍然是处于一个“有效模型”的阶段，而非绝对真理。它对“非平衡态”现象的讨论尤其令人震撼。当大部分教材还沉浸在接近平衡态的稳定分析时，这本书大胆地深入到了快速淬火、强激光辐照等极端条件下的材料响应。它引入了非线性动力学和混沌理论的元素来描述熔体快速凝固过程中可能出现的瞬态结构，这完全颠覆了我之前对于凝固过程是“平滑”演变的固有印象。这种对前沿和复杂领域的探索，让这本书立刻脱离了“标准参考书”的范畴，而更像是一部“未来研究展望”。阅读过程中，我时常会陷入一种“原来如此，但又感到自己知识储备不足”的矛盾状态。对于那些期望快速获得解决特定工程问题的读者来说，它可能显得有些“绕远路”，但对于真正想在材料科学领域深耕，想触及学科边界的学者而言，这本书无疑是提供了一个至关重要的、高屋建瓴的战略视角。

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这部书的装帧实在是太精美了，封面那种略带磨砂质感的深蓝色，配上烫金的字体，拿在手里就感觉沉甸甸的，充满了知识的厚重感。我特意选了个周末的下午，泡了一壶清茶，打算好好沉浸其中。刚翻开目录，我就被它详尽的章节划分给吸引住了。它似乎没有采用传统教材那种生硬的分类法，而是更侧重于将复杂的材料科学领域进行逻辑上的拆解，从宏观的晶体结构演变，到微观的原子尺度的能量势垒分析，过渡得极其自然。比如，关于扩散理论的那一章，作者似乎花了大量的篇幅去阐述费克定律在不同温度梯度和应力场下的修正模型，这对于我们实际操作中处理高温合金的微观组织变化非常有指导意义。我尤其欣赏它在理论推导过程中，总是会适当地穿插一些历史背景和早期学者的思想碰撞，这让枯燥的公式背后多了一份人文色彩，读起来不那么乏味，反而能激发你对科学探索精神的敬畏。不过，说实话，初次接触这方面的读者可能会觉得开篇的数学推导略显密集，需要多花些时间去适应作者的思维节奏，但这恰恰也说明了其内容的深度和严谨性，绝非泛泛而谈的科普读物。

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这本书的排版和图示设计，透露出一种极为严谨的学院派风格，但同时也注意到了阅读的舒适性，这平衡得相当到位。字体选择是那种清晰锐利的衬线体，使得长篇大论的文字段落也能保持很好的可读性。然而，最让我印象深刻的是那些复杂的示意图——它们不是那种廉价的黑白线条图，而是采用了多层次的颜色编码来区分不同的相界、能级或流线。特别是关于晶界迁移和位错缠结的动态过程图解，每一个箭头和阴影的运用都精准地传达了能量驱动力的方向和大小，即便是没有深厚的理论背景，也能直观地感受到材料在应力下的“挣扎”。不过，有一点小小的建议，就是某些涉及三维晶格结构的示意图，如果能增加一些交互式的说明或者附带的数字资源链接（虽然我知道这可能超出了纸质书的范畴），对于理解那些复杂的点阵缺陷模型会更有帮助。总的来说，作者在视觉传达上投入的精力是巨大的，确保了读者在处理高密度信息时，视觉疲劳感得到了最大程度的缓解。

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我必须得说，这本书在案例分析的选取上，简直是教科书级别的典范。它没有停留在抽象的理论模型上空谈，而是将复杂的化学热力学原理，紧密地结合到了实际的工业流程中。比如，在讨论氧化还原平衡态时，作者没有只给出吉布斯自由能的计算公式，而是立刻转向了电解铝生产中的拜耳法过程优化，详细分析了温度、压力波动对氧化铝溶解度和杂质去除效率的微妙影响。更让人眼前一亮的是，它甚至引入了计算流体力学（CFD）的视角来辅助分析熔炉内的传热传质过程，这在同类著作中是相当少见的跨学科整合。当我看到那一组关于高温炉渣稳定性的相图分析时，我立刻联想到了前阵子试验中遇到的一个难题——高温下某些难熔氧化物的析出问题。这本书提供的分析框架，让我豁然开朗，找到了一个全新的、更系统化的思考路径去重新审视我的实验数据。总而言之，对于一线工程师或者研究生来说，这本书的实践指导价值远远超出了它的理论深度，它更像是一本随时待命的“工业疑难解析宝典”。

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我花了整整一个多月的时间才断断续续地读完这本书，感觉就像经历了一次高强度的思维健行。这本书的叙事风格非常冷静、客观，几乎不带任何主观色彩的褒贬，完全专注于事实和逻辑的推演。它在处理那些存在争议性的理论模型时，采取了一种极其审慎的态度——先是清晰地阐述A学派的观点，接着详细剖析B学派的反驳，最后往往以一套更加普适的统计力学框架来尝试调和两者，这种处理方式极大地提升了读者的批判性思维能力。它强迫你不能轻易接受任何结论，而是必须自己去验证每一步推导的合理性。我发现自己不得不频繁地停下来，对照着其他参考资料去验证书中引用的经典实验数据，这极大地拓宽了我的知识广度，不仅仅是停留在材料本身，还涉及到了分析测试技术的发展脉络。这本书更像是一位沉默但极其博学的导师，他不会直接给你答案，而是铺设好整个知识迷宫的地图，引导你亲自去探索。

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