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出版者:科学出版社

作者:贺晔

出品人:

页数:280

译者:

出版时间:2000-1-1

价格:19.80元

装帧:平装(无盘)

isbn号码:9787030037800

丛书系列:

图书标签:

• 计算机软件技术
• 软件工程
• 编程基础
• 数据结构
• 算法
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• 计算机基础
• 软件技术

《现代工程材料学导论》 书籍简介 本书概述 《现代工程材料学导论》旨在为工程技术领域、材料科学初学者以及相关专业人士提供一个全面而深入的材料科学基础知识框架。本书立足于21世纪工程实践对新材料的迫切需求，系统阐述了传统工程材料（如金属、陶瓷、高分子）的微观结构、性能、制备工艺及其在实际工程应用中的行为规律，并重点聚焦于前沿的功能材料和智能材料领域。本书的编写遵循“基础理论先行，应用实例驱动”的原则，力求在夯实理论基石的同时，紧密结合工业界最前沿的技术发展和应用挑战。 第一部分：材料科学基础——微观结构与宏观性能的桥梁 第一章：材料科学的本质与发展脉络 本章首先界定“材料”在现代工程中的核心地位，探讨材料科学的学科范畴、研究方法及其在国民经济中的战略意义。详细梳理了从冶金时代、高分子时代到信息材料时代的发展历程，特别是当前“新材料革命”的驱动力——纳米技术和计算模拟的兴起。本章将引导读者建立宏观性能与微观结构之间存在内在联系的科学思维。 第二章：晶体结构与缺陷理论 详细解析了金属、陶瓷等晶体材料的七大晶系、常见的晶体结构（如体心立方、面心立方、六方最密堆积）。重点阐述了晶体学基础知识，包括晶面指数、晶向指数的确定方法及晶格常数计算。随后，深入探讨了材料力学性能的根源——晶体缺陷。内容涵盖点缺陷（空位、间隙原子、取代原子）、线缺陷（位错）及其在塑性变形中的作用，以及面缺陷（晶界、堆垛层错）对材料性能的影响。这是理解材料加工和性能调控的关键。 第三章：材料的热力学与动力学基础 本章聚焦于材料转变的驱动力和速率。从热力学基本定律出发，阐述了相图的构建原理，包括单组分、二元（如铁碳合金相图的简化）相图的判读，理解平衡状态的稳定性和非平衡态转变的可能性。动力学部分则详细介绍了扩散理论，包括Fick定律及其在材料热处理过程中的应用，以及形核与长大机制，为理解材料的时效演变奠定理论基础。 第二部分：经典工程材料的结构与性能 第四章：金属材料及其合金化 本章系统介绍各类工程金属，包括黑色金属（钢铁材料）和有色金属（铝、铜、钛及其合金）。重点分析了合金化对金属微观结构（固溶强化、析出强化、晶界强化）的调控效果。针对钢铁材料，深入剖析了奥氏体、铁素体、渗碳体等相变，并详细讲解了退火、正火、淬火、回火等热处理工艺对钢材最终力学性能（强度、韧性、硬度）的决定性影响。同时，探讨了金属的腐蚀机制和防护策略。 第五章：陶瓷材料的本征特性与制备 陶瓷材料因其耐高温、高硬度、电绝缘性等特性，在极端环境下具有不可替代的优势。本章首先分类介绍了氧化物陶瓷、非氧化物陶瓷（如碳化物、氮化物）和复合陶瓷。重点讨论了陶瓷材料的离子或共价键合特性如何导致其本质上的脆性，并引入断裂韧性的概念。制备工艺方面，详述了粉末冶金法、固相烧结法以及先进的快速成型技术。 第六章：高分子材料的分子结构与宏观行为 本章聚焦于有机高分子材料，从其线形、支化、交联的分子结构入手，解释了聚合物的粘弹性行为。详细介绍了合成高分子（如聚乙烯、尼龙、环氧树脂）和天然高分子（如橡胶、纤维素）的结构特征。着重讲解了玻璃化转变温度（Tg）和熔点对材料使用性能的影响，并阐述了加工成型技术，如注塑、挤出和模压工艺。 第三部分：前沿与功能材料的探索 第七章：复合材料的设计与界面工程 复合材料被视为解决单一材料性能局限性的有效途径。本章系统介绍纤维增强复合材料（如碳纤维增强环氧树脂）和粒子增强复合材料的力学性能预测模型（如混合律、逆混合律）。深入探讨了基体与增强相之间的界面粘结对整体性能传递的关键作用，以及制造过程中的缺陷控制技术。 第八章：功能材料——电子、磁性与光学特性 本章转向具有特定功能输出的材料，这是现代信息技术和能源领域的核心。详细介绍了半导体材料（如硅、砷化镓）的能带理论、载流子输运机制及其在集成电路中的应用。磁性材料部分涉及铁磁性、抗磁性和居里温度的概念，以及磁记录介质的工作原理。光学材料方面，涵盖了透明导电氧化物和光纤材料的基础知识。 第九章：智能与纳米材料的未来展望 本章展望了材料科学的未来发展方向。重点介绍了形状记忆合金（如NiTi）和压电材料等智能材料的工作机制及其在传感器和驱动器中的应用。纳米材料部分，讨论了尺寸效应如何赋予材料全新的物理化学性质，如量子点、碳纳米管和石墨烯的基础结构、合成挑战及其在催化、储能领域的颠覆性潜力。 本书特色与适用对象 本书的特色在于其内容的广度和深度实现了良好的平衡。理论推导清晰严谨，但避免了过于深奥的数学推导，确保本科生能够理解。每章末均附有“关键概念回顾”和“工程实践问答”，强化知识点的掌握和实际应用能力的培养。书中配有大量清晰的结构图、相图和性能曲线。 适用对象： 机械工程、电子工程、土木工程、航空航天工程等工程学科的本科生和研究生。 从事材料研发、产品设计、质量控制的工程师和技术人员。 希望系统了解现代材料科学体系的跨学科研究人员。

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