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出版者:科学出版社

作者:吴文俊

出品人:

页数:380

译者:

出版时间:2003-3

价格:58.00元

装帧:精装

isbn号码:9787030107640

丛书系列:数学机械化丛书

图书标签:

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现代材料的结构与性能 一本深入探索材料科学核心原理与前沿应用的综合性著作 本书旨在为材料科学、化学工程、物理学以及相关领域的学生、研究人员和工程师提供一个全面而深入的指南，阐述构成我们日常和高技术世界的基础材料的微观结构、宏观性能及其相互关系。我们不再仅仅停留在描述材料的性质，而是深入剖析这些性质是如何由其原子排列、晶体结构、缺陷分布以及制备工艺所决定的。 第一部分：基础晶体学与缺陷理论 本部分奠定了理解所有固体材料的基础。我们从晶体学的基本概念入手，详细阐述了点阵、晶胞、布拉维点阵以及密堆积结构（如面心立方、体心立方和密排六方结构）。重点分析了米勒指数在描述晶面和晶向中的应用，这对于理解塑性形变和表面能至关重要。 随后，我们深入探讨了晶体结构中的缺陷。这些缺陷，虽然在理想晶体中不存在，却是决定材料宏观性能的关键因素。我们系统地分类并分析了点缺陷（空位、间隙原子、取代原子）、线缺陷（位错，包括刃位错和螺位错）以及面缺陷（晶界、孪晶界和相界）。通过引入爱肯斯特（Elser）理论和位错运动的机制分析，读者将理解硬化、蠕变和疲劳等机械性能的微观根源。特别地，本书详细阐述了位错在塑性形变过程中的攀移和交滑移现象，并结合电子显微镜的实际观察案例，使理论更具象化。 第二部分：热力学、动力学与相变 材料的稳定性与转变是热力学和动力学共同作用的结果。本部分从统计力学和吉布斯自由能的角度出发，构建了材料平衡状态的理论框架。我们详细讨论了相图的绘制与解读，包括二元和三元系统的相律应用，特别关注了共晶、共熔和固溶体形成时的热力学驱动力。 动力学方面，重点分析了扩散过程。我们不仅回顾了菲克第一和第二定律，还引入了原子级的扩散机制，如跳跃模型（Jump Theory）和扩散激活能的计算方法。在相变章节，我们区分了形核和长大过程，并结合经典的奥斯特瓦尔德熟化理论，解释了第二相粒子如何随时间演化以降低体系总能量。这部分内容对于理解热处理工艺的优化至关重要。 第三部分：结构与性能的量化关联 本部分是连接微观结构与宏观性能的核心桥梁。 机械性能： 我们超越了简单的弹性模量和屈服强度的测量，深入探讨了韧性、脆性转变温度（DBTT）的机制。对于高分子材料，引入了粘弹性模型，分析了蠕变和应力松弛的随时间变化的特性。对于复合材料，我们基于混合律和强度理论，阐述了纤维增强和颗粒增强体系的有效模量计算方法。 电学性能： 重点阐述了固体中的电荷载流子——电子和空穴——的输运机制。对于金属，我们应用布洛赫定理和费米能级概念解释导电性；对于半导体，我们详细分析了掺杂对能带结构的影响，以及霍尔效应在载流子浓度测量中的应用。对于介电材料，我们探讨了极化机制（如电子极化、离子极化和取向极化）及其在电容器和绝缘体中的应用。 热学性能： 我们从晶格振动（声子）的角度解释了热传导，区分了金属和陶瓷中的热传导主导机制。并探讨了热膨胀的微观起源，以及如何利用斯特恩（Stern）模型来预测材料的热稳定性。 磁学性能： 本章详细解析了磁畴的形成，基于朗之万理论和布洛赫壁概念，解释了顺磁性、抗磁性和铁磁性的起源。我们还深入分析了磁滞回线的形成过程，并介绍了软磁材料（如坡莫合金）和硬磁材料（如钕铁硼）的设计原理。 第四部分：先进材料的制备与表征 先进材料的性能往往与其精确的制备工艺息息相关。本部分介绍了当前主流的材料合成方法： 固态反应与烧结： 重点分析了粉末冶金工艺中的致密化过程、孔隙演化以及液相烧结对最终密度的影响。 薄膜技术： 详细阐述了物理气相沉积（PVD）和化学气相沉积（CVD）的原理、工艺参数控制及其在半导体和光学涂层中的应用。 快速凝固与非晶态材料： 介绍了超高冷却速率对晶体成核的抑制作用，以及玻璃态金属的独特优势，如高强度和耐腐蚀性。 在表征方面，本书强调了结构-性能验证的闭环过程。我们不仅介绍了扫描电子显微镜（SEM）和透射电子显微镜（TEM）在微观形貌和晶格成像中的应用，还重点讲解了X射线衍射（XRD）在晶体结构和残余应力分析中的定量解析方法，以及能量色散X射线光谱（EDS）对元素定性和定量的精确性。 本书的特色在于，每一个理论概念都辅以大量的工程实例和计算练习，确保读者能够将基础知识转化为解决实际工程问题的能力。通过对这四个层次的深入学习，读者将构建起一个坚实的、跨越尺度的材料科学认知体系。

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坦白说，这本书的专业术语密度是惊人的。我感觉自己每翻几页就得停下来查阅好几个新的定义或符号的精确含义。这绝对不是一本可以让你在通勤路上随便翻阅的消遣读物，它需要你全身心地投入，备好笔记本和计算工具。然而，一旦你成功地穿越了初期的专业术语“迷雾”，你会发现作者为我们打开了一个前所未有的视角。他所构建的理论框架，极大地提升了问题解决的效率和深度。书中提出的某些证明方法，简洁到令人惊叹，仿佛是揭示了事物背后最本质的数学结构。虽然过程艰辛，但最终获得的清晰度和掌控感，是其他同类书籍难以比拟的，这是一种智力上的极大满足。

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这本书的叙事脉络组织得非常巧妙，它没有采用那种线性的、按部就班的讲述方式，反而更像是一张不断延展和交织的网。作者似乎有意将不同领域看似孤立的概念，通过一些深层次的结构性相似性联系起来，形成一个宏大的知识图景。当我读到某个章节突然触及到另一个章节埋下的伏笔时，那种“原来如此”的顿悟感非常强烈。这种非线性的叙事要求读者必须保持高度的专注和对全书结构的把握，否则很容易在细节的海洋中迷失方向。我特别欣赏作者在处理历史脉络时所展现出的洞察力，他不仅仅是在罗列发现的时间顺序，更是在探讨这些思想是如何在特定历史背景下互相激发、互相制衡的，这让原本可能枯燥的理论发展过程充满了戏剧张力。

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这本书最让我印象深刻的是它所蕴含的哲学思辨色彩。虽然表面上是严密的逻辑推演和形式化的表达，但字里行间流露出的，是对“什么是计算”、“什么是证明的本质”这些终极问题的深刻追问。作者在某些关键的转折点，会突然跳出纯粹的数学语言，用一种近乎诗意的笔触来探讨理论的边界和局限性。这种在冰冷逻辑与温暖思辨之间的巧妙切换，使得全书的阅读体验层次更加丰富。它不仅仅是教你如何做计算或推导，更是在引导你去思考这些计算和推导背后的意义和可能性。对于那些不仅仅满足于“术”的研究者来说，这本书提供的思考维度是极具启发性的，它促使我们不断反思我们所依赖的工具的根基和未来走向。

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初读这本书，我最大的感受是作者那近乎于偏执的严谨态度。每一个论证步骤都像是经过千锤百炼的打磨，逻辑链条密不透风，几乎找不到任何可以被质疑的跳跃点。这种写作风格对于初学者来说，或许会带来一定的挑战，因为你无法指望作者会提供太多“拐杖”式的引导，他更倾向于将完整的框架铺陈开来，然后期待读者自己去填补其中的细节空隙。我花了相当长的时间去消化开篇几章奠定的基础概念，不得不承认，有些地方需要反复回溯和对照其他参考资料才能完全领会其深意。然而，正是这种近乎苛刻的求真精神，让这本书具备了极高的参考价值和权威性。它不是一本旨在“普及”的读物，而是一部旨在“构建”知识体系的严谨著作，适合那些已经具备一定专业背景，希望进一步深化理解的严肃读者。

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这本书的装帧设计颇为引人注目，那种略带磨砂质感的封面，配上沉稳的字体，给人一种厚重而又不失现代感的视觉冲击。我通常喜欢在书店里随意翻阅，但这本书在众多新书中脱颖而出，让我忍不住拿起来细细端详。内页的纸张选择也很考究，不反光且手感细腻，长时间阅读下来眼睛也不会感到疲劳，这对于一本内容可能需要深入钻研的学术性著作来说，是极为重要的细节体验。排版上，作者似乎非常注重读者的阅读体验，大段的文字间保持着恰当的留白，公式和图表的插入也显得井然有序，没有那种压迫感。尤其是那些复杂的符号和定理推导，清晰的格式让我在初次接触时就能快速抓住重点。总的来说，从物理层面来看，这本书无疑是一件制作精良的出版物，看得出编辑团队在制作过程中投入了大量的精力和心思，让人对即将展开的阅读旅程充满了期待。

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吴文俊先生说过，从事数学研究，要有良好的思维方式，在思想观念上要有所突破。

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不错的书，对古代中国的数学思想有了更深的体会。但是学术应该是去民族话的，整个机械化的思想还是非常值得借鉴的

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吴文俊先生说过，从事数学研究，要有良好的思维方式，在思想观念上要有所突破。

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不错的书，对古代中国的数学思想有了更深的体会。但是学术应该是去民族话的，整个机械化的思想还是非常值得借鉴的

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吴文俊先生说过，从事数学研究，要有良好的思维方式，在思想观念上要有所突破。