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出版者:机械工业出版社

作者:程晓民 编

出品人:

页数:194

译者:

出版时间:2004-1

价格:19.80元

装帧:简裝本

isbn号码:9787111139195

丛书系列:

图书标签:

• 机械制图
• CAD
• 机械设计
• AutoCAD
• SolidWorks
• Pro/ENGINEER
• UG
• Creo
• 计算机辅助设计
• 工程图学
• 制造业

好的，以下是一本名为《现代工程材料学》的图书简介，旨在详细描述其内容，而不涉及《机械CAD》的相关信息，并力求自然流畅。 --- 现代工程材料学 第一章 引言：材料科学的基石与时代驱动力 本章首先勾勒出工程材料在现代社会中的核心地位。从航空航天的轻量化结构到生物医学植入体的精密制造，再到能源领域的储能与转化，材料的选择、设计与性能优化始终是决定工程项目成败的关键因素。我们将探讨材料科学的学科范畴、发展历史，并着重分析当前驱动材料研究与创新的主要社会需求，例如可持续发展、极端环境下的可靠性以及功能集成化。 本章将介绍理解材料科学所需的三个基本支柱：材料的微观结构、材料的性能以及材料的加工与使用。我们强调，只有深入理解这三者之间的内在联系（即材料科学的核心理念），才能有效地进行理性设计和可靠应用。同时，本章也会引入材料的分类体系，为后续章节对特定材料类别的深入探讨打下坚实的理论基础。 第二章 晶体结构与缺陷工程：从原子排列到宏观特性 材料的宏观性能与其内部的原子排列方式息息相关。本章聚焦于晶体学基础，详细阐述了晶体结构的基本概念，包括晶格、晶胞、晶带理论等。我们将对比分析体心立方（BCC）、面心立方（FCC）以及六方最密堆积（HCP）等常见金属晶体结构的几何特征及其对材料塑性和韧性的影响。 随后，本章的核心将转移到材料内部的晶体缺陷。我们将系统性地解析零维（点缺陷，如空位和间隙原子）、一维（线缺陷，如位错）、二维（面缺陷，如晶界和孪晶界）以及三维缺陷（如孔隙和夹杂物）的形成机制、运动规律及其对材料力学性能（屈服强度、加工硬化）的决定性作用。特别地，本章将引入“缺陷工程”的概念，阐释如何通过控制位错的运动和晶界的形成来人为调控材料的强度和硬度。 第三章 动力学过程与相变：材料的演化路径 材料的性能并非固定不变，它们随着温度和时间的推移而发生演变。本章深入探讨材料中的热力学驱动力和动力学机制。我们将从非平衡态热力学出发，解析扩散现象，包括Fick定律、扩散激活能以及不同扩散机制（晶间扩散、晶界扩散）的相对重要性。 相变是理解材料处理工艺的关键。本章详细分析了固态下的相变理论，重点关注相图的解读与应用。通过对二元合金体系（如Fe-C体系）相图的深入剖析，我们将解释相的形成、析出和共存条件。此外，本章还将详细介绍热处理过程中的关键相变，例如奥氏体分解、珠光体/贝氏体转变，以及这些转变如何影响最终产品的微观组织和机械性能。 第四章 结构材料 I：金属的形变、强化与断裂力学 金属材料因其优异的强度、延展性和导电性，在工程中占据核心地位。本章集中研究金属的塑性变形机制——位错滑移和孪生。我们将量化分析加工硬化过程，并介绍主要的金属强化机制，包括固溶强化、晶粒细化强化（Hall-Petch关系）、第二相粒子强化（沉淀硬化）和加工硬化。 力学性能的评估是工程设计的核心。本章引入断裂力学的基本原理。我们将阐述弹性、弹塑性与完全塑性状态下的应力奇异性，重点分析Griffith裂纹扩展理论和Irwin断裂韧性（$K_{IC}$）的概念。此外，还将详细讨论疲劳（高周疲劳与低周疲劳）、蠕变和应力腐蚀开裂（SCC）等失效模式，并提供预测和防止这些失效的方法。 第五章 结构材料 II：陶瓷与高分子材料的特性与挑战 本章将视角转向非金属结构材料。 陶瓷材料部分，我们将分析陶瓷的高硬度、耐高温性和化学惰性，并解释离子键和共价键在决定其脆性方面的作用。重点介绍氧化物、非氧化物陶瓷的制备工艺（如粉末冶金、烧结技术），以及如何通过引入晶界增强和微裂纹抑制技术来改善其固有的脆性问题。 高分子材料部分，则侧重于长链分子结构对宏观性能的影响。我们将探讨聚合物的粘弹性行为、玻璃化转变温度（$T_g$）和熔点。内容涵盖热塑性塑料与热固性塑料的区别，纤维增强复合材料的力学模型（如混合律），以及高分子材料在老化、溶胀和蠕变方面的特殊性。 第六章 功能材料的崛起：电、磁与光学性能调控 随着技术向着更“智能”的方向发展，材料的功能性日益凸显。本章是关于现代材料学的关键组成部分。 在电学性能方面，我们将深入研究导体、半导体与绝缘体的能带理论，解析本征半导体与掺杂半导体的载流子行为。对于新兴的电子材料，如铁电材料、压电材料和导电聚合物，我们将探讨其结构与电学响应的耦合机制。 在磁学性能方面，本章讲解磁性的起源（居里-外斯定律），区分顺磁性、抗磁性、铁磁性与亚铁磁性。重点介绍永磁材料的设计原理（如稀土永磁体）以及软磁材料在变压器和电感器中的应用。 光学材料部分，将关注材料对光的吸收、透射和辐射特性，讨论透明陶瓷、光纤材料以及半导体发光器件（LEDs）的工作原理。 第七章 先进制造技术与材料的互动关系 材料的性能不仅取决于其本身，更与制造过程密切相关。本章探讨先进制造工艺对材料微观结构和最终性能的反馈效应。 我们将分析增材制造（3D打印）过程中，快速熔化与凝固对材料晶粒尺寸、残余应力场以及孔隙率的影响。在先进连接技术（如搅拌摩擦焊、激光焊接）中，如何控制热影响区（HAZ）的微观组织变化以避免性能下降。此外，本章还会讨论表面工程技术，如PVD/CVD涂层、渗碳/渗氮处理，这些技术如何通过在材料表面构建功能性梯度层来显著提高耐磨性和抗腐蚀性。 第八章 可持续性、生物材料与前沿展望 本章着眼于材料科学的未来方向与社会责任。我们将探讨绿色材料设计的原则，包括材料的生命周期评估（LCA）、可回收性、生物可降解聚合物以及利用替代能源和低毒性元素开发新材料的策略。 在生物材料领域，本章会介绍用于组织工程、药物输送和植入体（如骨替代材料、血管支架）的材料要求，探讨生物相容性、生物活性和可降解性的设计考量。 最后，本章将对量子点、拓扑材料、高熵合金等前沿材料进行概述，展望它们在下一代信息技术和能源系统中的巨大潜力。 --- 本书特色： 本书内容深度聚焦于材料的原子尺度行为与宏观工程性能之间的桥梁构建，配有大量基于实际工程案例的微观结构图谱和性能分析，旨在为材料工程师、结构设计师和研发人员提供一套系统、前沿且实用的理论工具箱。本书不偏重于特定软件工具的使用，而是强调材料科学的普适性原理。

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这本书的广度与深度令人印象深刻，它不仅仅局限于软件本身的功能演示，更上升到了一个战略层面。它探讨了如何将设计成果有效地转化为企业内部的工作流，比如如何更好地进行版本控制、如何与其他部门（如有限元分析FEA或CAM）进行数据交换时的格式兼容性问题。这种“跳出软件看软件”的视角，使得这本书的价值远超一本单纯的操作手册，更像是一份现代制造业设计部门的“运营心法”。特别是关于大型装配体的管理章节，作者分享了一些非常实用的策略，比如如何利用轻量化组件来提高系统响应速度，这在处理复杂的机械总成时至关重要。我甚至发现，书中所提及的一些设计规范和标准，与我公司内部正在推行的行业标准高度吻合，这让我感觉自己手中的这本书不仅是学习资料，更是一份经过验证的行业最佳实践集锦。它让我从一个只会“画图”的操作员，逐渐向一个懂得“管理设计资产”的工程师转变。

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说实话，我拿到这本书时，对它的期待其实是有点打折扣的，总觉得这类工具书难免枯燥。然而，翻开它之后，我立刻被其独特的叙事节奏所吸引住了。它仿佛是慢炖了一锅老汤，火候的把握恰到好处，既有坚实的基础理论支撑，又不乏趣味性的案例延伸。作者显然是深谙教学之道的，他似乎总能预判读者在学习某个难点时可能会产生的困惑，并在那个节点立刻给出详细的“避坑指南”和替代方案的比较分析。例如，它对参数化设计中“设计意图驱动”的阐述，简直是醍醐灌顶，让我明白了为什么有些模型在修改时会“崩溃”，而有些则能灵活应对。这种前瞻性的指导，极大地减少了我自己试错的时间成本。书中的配图清晰度非常高，不同层次的视图和剖面图展示得一丝不苟，甚至连鼠标点击的路径都被标注得清清楚楚，这对于长时间对着电脑屏幕学习的人来说，简直是福音，大大降低了阅读疲劳感。

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这本书给我最大的冲击是它对“设计思维”的重塑。许多关于CAD的书籍都倾向于介绍工具的强大，但这本书却着重强调了工具背后的哲学——即如何用最简洁、最高效的几何语言来表达复杂的机械功能。作者在讲解曲线和曲面造型时，所用的词汇非常考究，仿佛在描绘雕塑的线条，而不是计算机代码。这种对细节美学的强调，让我在后续的设计中，开始主动去追求模型的边界的平滑过渡和拓扑结构的合理性，而不仅仅是满足于“能用”就行。它让我明白了，一个优秀的设计，不仅要满足功能要求，还必须具备内在的和谐与优雅。读完这本书，我感觉自己对机械设计这门学科的理解维度被拓宽了，它让我看到了技术实现与艺术表达之间那条微妙而迷人的界限。这绝对是一本值得反复研读、常置案头的“内功心法”。

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这本书的文字功底实在是太扎实了，那种老派工匠精神透过字里行间都能扑面而来。它没有过多渲染高科技的炫酷，而是沉稳地聚焦于“精度”和“可靠性”这两个核心价值。阅读过程中，我感受到的不是冰冷的软件指令集，而是一种对工程美学的深刻追求。作者在描述几何公差和表面粗糙度要求时，那种近乎苛刻的严谨态度，让人不得不重新审视自己以往设计中的那些“差不多”的想法。书中对不同行业应用场景的区分讨论尤其精妙，比如航空航天和汽车零部件在建模策略上的细微差别，这绝不是随便翻几本手册就能总结出来的经验。我尤其喜欢它在讲解约束条件时所采用的比喻，非常形象生动，一下子就突破了三维空间思维的障碍。它教会我的不仅仅是如何在屏幕上画图，更是如何像一个真正的工程师一样去思考——如何预见潜在的干涉、如何优化模型的计算效率，以及如何确保设计意图能够百分之百地被制造环节准确接收。这本书，更像是一本关于“精确表达”的艺术指南。

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天哪，这本书简直是为我量身定做的！我一直对传统制造工艺和现代设计软件的结合充满好奇，但市面上的书要么过于理论化，要么操作指导得过于简化，让人抓不住重点。这本书的排版和内容组织简直是教科书级别的典范，每一个章节的逻辑衔接都无比顺畅，仿佛有一位经验丰富的老工程师在手把手地教你。它深入浅出地讲解了从基础的二维绘图到复杂的三维实体建模的每一个关键步骤，对于软件界面的介绍详尽得让人安心，生怕遗漏任何一个工具的用法。更让我惊喜的是，书中穿插了大量实际工程案例的分析，那些图纸上的数据和参数不再是冰冷的数字，而是转化为了具体的、可触摸的零件和装配体。我清晰地看到了一个设计概念是如何一步步通过软件的魔力，最终转化为可以投入生产的蓝图的。这种实战性极强的叙述方式，让我感觉自己不仅仅是在学习软件操作，更是在理解整个产品生命周期的设计哲学。对于初学者来说，这无疑是一盏指路明灯；对于有一定基础的人来说，这本书里蕴含的优化技巧和高级功能解读，也绝对能带来质的飞跃。

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