基础材料与新材料

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出版者:天津大学出版社
作者:陈贻瑞
出品人:
页数:297
译者:
出版时间:1994-1
价格:20.00元
装帧:
isbn号码:9787561805770
丛书系列:
图书标签:
  • 材料科学
  • 新材料
  • 基础材料
  • 材料工程
  • 材料物理
  • 材料化学
  • 纳米材料
  • 复合材料
  • 金属材料
  • 高分子材料
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具体描述

《基础材料与新材料》对基础材料和新材料进行了较全面的介绍。全书共分七章,系统扼要地阐述了金属材料、无机非金属材料及聚合物材料的基本知识;在此基础上综述了非晶态材料、复合材料、功能材料的结构与性能的关系以及它们在工农业、国防、高科技等方面的应用;对材料领域最新发展趋势,例如灵巧材料、智能材料等的开发动向和前景也进行了介绍。《基础材料与新材料》内容丰富、取材新颖,很好地反映了当前材料领域的现状,可作为高等院校材料专业学生的教材,也可作为科技工作者的参考书。

《金属材料的结构与性能》 本书深入探讨了各种金属材料的核心构成、微观组织特性及其宏观性能之间的内在联系。我们将从原子尺度上的键合方式、晶体结构入手,逐层解析金属的塑性变形机制、强化原理以及各种缺陷(如位错、晶界、析出相等)对材料力学性能、物理性能的影响。 第一部分:金属材料基础 原子结构与化学键合: 简要回顾原子模型,重点阐述金属键的特点,理解其在金属材料中的普遍性以及对导电、导热性能的决定性作用。 晶体结构与晶格: 详细介绍常见金属的晶体结构,如面心立方(FCC)、体心立方(BCC)和六方密排(HCP)等,分析不同晶体结构的堆积方式、密排面和密排方向,并解释其与材料延展性的关系。 晶体缺陷: 深入研究点缺陷(空位、间隙原子、置换原子)、线缺陷(位错)和面缺陷(晶界、畴界)的存在形式、产生原因及其对材料强度、塑性、扩散等性能的影响。重点解析位错的滑移和攀移机制,这是金属塑性变形的微观基础。 相图基础: 介绍二元合金相图的构成要素、绘制原则和解读方法,包括相、相区、共晶、共析、包晶等重要概念。通过经典相图(如Fe-C相图的简化版本)说明相变对金属组织和性能的影响。 第二部分:金属的变形与强化 塑性变形机制: 详细阐述位错滑移和孪晶在金属塑性变形中的作用,分析不同晶体结构在不同应力状态下的变形特点。 固溶强化: 解释不同尺寸的溶质原子进入金属晶格如何阻碍位错运动,从而提高材料强度。 细晶强化: 论述减小晶粒尺寸如何增加晶界数量,抑制位错运动,从而显著提高材料的屈服强度和韧性。 沉淀强化: 详细介绍通过合金化和热处理在金属基体中析出第二相粒子,这些粒子作为阻碍物阻碍位错运动,是提高强度的重要手段。 形变强化(加工硬化): 解释金属在塑性变形过程中,位错密度增加,位错之间相互作用增强,导致材料强度和硬度升高的现象。 第三部分:金属材料的力学性能 强度与硬度: 深入理解屈服强度、抗拉强度、断裂强度等概念,以及它们与材料微观组织的关系。介绍洛氏硬度、布氏硬度等常用硬度测试方法及其意义。 塑性与韧性: 阐述延伸率、断面收缩率等塑性指标,以及韧性(特别是冲击韧性)的概念。重点分析脆性断裂与韧性断裂的微观机制,以及韧性转变温度(NDTT)的影响因素。 疲劳: 介绍材料在循环载荷作用下发生破坏的现象,包括疲劳极限、S-N曲线、裂纹萌生与扩展机制。 蠕变: 解释材料在高温恒定载荷作用下随时间缓慢变形的现象,以及蠕变速率、蠕变寿命等概念。 第四部分:常用金属材料简介 钢铁材料: 重点介绍碳钢、合金钢和不锈钢的成分、组织与性能特点,以及热处理(退火、正火、淬火、回火)对性能的影响。 有色金属及其合金: 介绍铝合金、铜合金、钛合金、镁合金等在航空航天、汽车、电子等领域的应用,并分析其独特的性能优势。 本书适合材料科学与工程、机械工程、金属材料等相关专业的学生、研究人员及工程技术人员阅读。通过系统学习,读者将能够深刻理解金属材料的本质,掌握分析和评价金属材料性能的方法,并为材料的选择、设计和应用提供坚实的理论基础。

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读后感

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《基础材料与新材料》这本书,在对材料的叙述上,并没有采取枯燥的罗列式写法,而是非常有逻辑地将基础材料与新材料之间的联系和演变过程清晰地展现出来。我能感受到作者在编排上的匠心独运。比如,在介绍新型合金时,作者常常会先回顾传统合金的性能瓶颈,然后引出为了克服这些瓶颈而开发的新型合金,例如高熵合金或金属玻璃。这种“承上启下”的写作方式,让我能更好地理解新材料诞生的必然性和其解决的实际问题。在阐述复合材料时,书中也巧妙地将传统复合材料(如玻璃钢)和先进复合材料(如碳纤维增强聚合物)并列介绍,从增强体、基体材料的选择,到界面设计和性能表征,都进行了细致的讲解。我尤其欣赏书中关于陶瓷基复合材料的部分,它详细解释了陶瓷脆性的弱点以及如何通过引入纤维增强来提高其韧性,这在高温航空航天领域具有极其重要的意义。作者在描述这些材料时,不仅仅是介绍它们是什么,而是更侧重于“为什么”以及“如何”。为什么需要这种新材料?它的核心技术是什么?它又将如何改变我们的生活?这种深入的探究,让我觉得这本书不仅仅是一本教材,更像是一次对材料科学发展史的生动回顾和对未来趋势的深刻洞察。

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《基础材料与新材料》这本书,在语言风格上,可以说是一种非常独特的结合体。它既有严谨的学术论述,又不失生动有趣的科普解读。作者在处理一些非常专业的概念时,会用通俗易懂的语言进行解释,并通过生动的比喻和形象化的描述,帮助读者建立直观的理解。例如,在讲解晶体缺陷时,书中用了“乐高积木”的比喻,形象地说明了不同类型缺陷对材料性能的影响。我又如,在介绍高分子网络结构时,作者用“蜘蛛网”的比喻,生动地展现了其强度和韧性的来源。同时,书中在描述一些前沿材料的特性和应用时,又会展现出一种饱含激情的笔触,让读者感受到材料科学的魅力和活力。它并没有刻意回避一些复杂的科学术语,而是在使用这些术语的同时,给予了清晰的界定和解释。我特别欣赏书中在介绍某些材料的发现历程时,所融入的人文情怀,这让冰冷的科学知识变得更加有温度。例如,关于某些材料的偶然发现,或者科学家们不懈努力克服技术难题的故事,都为这本书增添了不少色彩。总而言之,这本书在语言风格上,做到了科学性与趣味性的完美平衡,让我觉得阅读过程充满乐趣。

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我必须承认,《基础材料与新材料》这本书,在内容的深度和广度上,都给我留下了非常深刻的印象。它并没有局限于对某一种或某一类材料的简单介绍,而是系统地构建了一个材料科学的知识框架。从基础材料的分子结构、晶体学,到新材料在纳米、智能、生物等各个领域的应用,都得到了详尽的阐述。书中对不同材料体系的交叉与融合,也有着独到的见解。例如,书中在介绍高性能纤维增强复合材料时,不仅探讨了纤维本身的性能,还深入分析了纤维与基体之间的界面作用,以及如何通过纳米技术来优化这个界面,从而获得更优异的整体性能。此外,书中对于材料的失效机理和可靠性分析,也给予了足够的重视,这对于理解材料的实际应用和寿命有着重要的指导意义。我尤其被书中关于电子材料的部分所吸引,它从基础的半导体物理出发,逐步深入到集成电路、光电子器件等复杂系统,并展望了未来微电子和量子计算领域的发展前景。这种循序渐进、由浅入深的讲解方式,让我能够逐步建立起对复杂科学体系的理解。

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翻开《基础材料与新材料》的“新材料”篇章,我感觉像是打开了一个全新的宇宙。书中对各种前沿材料的介绍,简直让我大开眼界。比如,书中详细介绍了纳米材料的特性,包括其超高的比表面积、独特的量子效应,以及在催化、能源、生物医药等领域的颠覆性应用。特别是关于石墨烯的章节,作者不仅解释了它的二维结构和卓越的导电、导热性能,还展望了其在柔性电子、高性能复合材料等方面的巨大潜力,读完之后,我仿佛看到了一个充满无限可能的未来。接着,书中还深入探讨了智能材料,像形状记忆合金、光致变色材料、压电材料等等。这些材料能够响应外界刺激并改变自身性质,这本身就充满了科幻色彩。书中通过大量的研究案例和实验数据,向我展示了这些智能材料如何被应用于自修复涂层、传感器、驱动器等高科技领域。我尤其对书中关于生物基材料和可降解材料的介绍印象深刻,这不仅是技术上的创新,更是对环境保护的积极回应。了解这些材料的制备过程、性能优势以及它们在解决环境问题方面的应用,让我对可持续发展有了更深刻的理解和期待。本书在介绍新材料时,不仅列举了各种材料的名称和性能,更重要的是,它还剖析了这些材料背后的科学原理和技术挑战,以及它们可能带来的社会和经济影响。这种宏观与微观结合的视角,让我对新材料的认识更加全面和深入,也激发了我对材料科学未来发展的强烈好奇心。

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最近入手了这本《基础材料与新材料》,实在是因为我对材料科学一直有着浓厚的兴趣,尤其是在这个科技日新月异的时代,了解材料的最新进展,仿佛就能触摸到未来的脉搏。拿到书后,我迫不及待地翻开,首先映入眼帘的是对经典基础材料的深入剖析,比如那些支撑起我们日常生活的钢材、铝合金、塑料等等。作者并没有仅仅停留在材料的宏观性能介绍,而是深入到微观结构层面,讲解了晶体结构、原子键合、相变等基本概念,这对于我这样一个非专业读者来说,无疑是一次非常宝贵的科普。我尤其喜欢其中关于金属材料的章节,通过图文并茂的方式,详细介绍了不同合金的成分、性能差异以及它们在各个工业领域的应用。像是高强度钢在汽车制造中的关键作用,不锈钢在建筑和厨具中的普及,这些都让我对身边习以为常的物品有了更深的认识。此外,书中对聚合物材料的讲解也十分精彩,从高分子链的结构到不同添加剂对性能的影响,再到各种塑料的加工成型工艺,都娓娓道来,清晰易懂。作者在叙述过程中,善于用生动的比喻和实际的案例来解释复杂的理论,例如将高分子链比作一串项链,将交联反应比作搭积木,这些都大大降低了阅读门槛,让我在轻松愉悦的氛围中吸收了大量知识。这本书在基础材料的部分,可谓是做到了既广又深,既有理论深度,又不失实践指导意义,让我对材料科学的入门有了坚实的基础,也为我后续深入了解新材料打下了良好的铺垫。

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《基础材料与新材料》这本书在内容上,有一个非常明显的特点,那就是它在不断地强调基础研究与前沿技术之间的内在联系。作者在介绍每一种新材料时,往往会先追溯到其背后所依赖的基础理论,比如量子力学、固体物理、化学热力学等。这种严谨的学术态度,让我在理解新材料的复杂性能时,能够有扎实的理论支撑。我曾为书中关于金属间化合物的讲解所吸引,作者细致地阐述了其独特的晶体结构和电子性质,以及这些特性如何赋予了它们优异的高温强度和耐腐蚀性,使其在航空发动机和核工业等领域具有不可替代的地位。又比如,在论述新型催化材料时,书中并非简单介绍其催化效率,而是深入剖析了其纳米结构、表面缺陷以及与反应物之间的相互作用,这让我理解到,材料性能的提升,往往源于对微观世界深刻的理解和精准的调控。作者在处理一些前沿课题时,也显得非常客观,既展示了其巨大的潜力,也指出了当前存在的挑战和未来需要攻克的难关,比如在介绍超导材料时,书中就坦诚地讨论了常温超导的实现难度和意义。这种科学的审慎态度,让我在阅读时,既感到兴奋,又保持了理性的思考。

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我一直认为,一本好的科普读物,应该能够激发读者的好奇心,并引导他们去思考。《基础材料与新材料》在这方面做得非常出色。书中在介绍各种材料时,常常会抛出一些引人深思的问题,或者给出一些关于未来材料发展的畅想。比如,在讲解仿生材料时,书中会引导读者思考,大自然是如何在无数年的进化中,创造出如此精妙的材料体系,我们又如何能够从中获得灵感,设计出更高效、更环保的人工材料。又如,在关于能源材料的部分,书中详细介绍了太阳能电池、锂离子电池的原理和发展现状,并对下一代能源储存和转换技术进行了展望,这让我对清洁能源的未来充满了希望。我尤其喜欢书中关于智能制造中材料选择的讨论,它探讨了如何根据产品的性能要求、生产成本以及环境影响,来选择最合适的材料,这是一种综合性的思维方式。作者并没有直接给出答案,而是通过大量的案例分析和逻辑推理,引导读者自己去探索和发现。这种互动式的写作风格,让我感觉自己不仅仅是在被动地接收信息,而是在积极地参与到一场关于材料未来的思想对话中。

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读完《基础材料与新材料》,我最大的感受是,它是一本能够真正“点亮”我思维的书。书中不仅仅是传授知识,更重要的是,它能够激发我主动去思考和探索。我发现,作者在处理一些前沿材料时,并没有简单地将结论呈现给我,而是通过层层递进的分析,引导我一步步地去理解这些材料的本质。例如,在介绍形状记忆合金的工作原理时,书中会先从马氏体相变这个基础概念讲起,然后分析应力诱导马氏体转变,再到热诱导回复,整个过程严谨而清晰,让我对这一神奇材料的运作机制有了深入的理解。我又如,在讨论智能织物时,书中会从纤维的微观结构入手,分析其如何通过改变形变来响应温度或湿度,并将其与服装设计、可穿戴设备等应用场景联系起来。这种“由内而外”的讲解方式,让我不仅记住了知识,更学会了如何去分析和解决问题。这本书让我看到了材料科学的无限可能,也让我对未来的科技发展充满了期待。它鼓励我去观察生活中的材料,去思考它们背后的科学原理,并激发我去探索更多未知的领域。

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在阅读《基础材料与新材料》的过程中,我发现作者非常注重材料的应用导向。书中并非仅仅停留在理论层面,而是将大量的篇幅用于探讨各种材料在实际工程中的应用案例。从宏观的桥梁、建筑,到微观的电子器件、医疗植入物,几乎涵盖了我们生活的方方面面。例如,在介绍高性能混凝土时,书中详细阐述了其在高层建筑和复杂基础设施建设中的优势,并列举了多个标志性工程作为佐证。我又如,在讲解半导体材料时,书中不仅介绍了硅、锗等传统半导体,还重点介绍了第三代半导体材料(如氮化镓、碳化硅)在功率电子和高速通信领域的巨大潜力,并结合了5G通信、电动汽车等热门应用场景进行说明。这种将理论知识与实际应用紧密结合的写作方式,极大地增强了我的学习兴趣和对材料价值的认同感。我尤其喜欢书中关于生物医学材料的章节,其中关于医用高分子、生物陶瓷在人工器官、药物缓释系统中的应用,以及对生物相容性、降解性等关键性能的讨论,让我感受到了材料科学在改善人类健康方面的巨大贡献。通过这些鲜活的案例,我不仅学会了材料的性质,更理解了它们是如何被设计、制造并最终服务于人类社会的。

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《基础材料与新材料》这本书,在某种程度上,改变了我对“材料”这个概念的认知。在此之前,我可能只是将材料简单地理解为组成物品的“东西”。但通过这本书,我才真正认识到,材料是科技进步的基石,是塑造我们生活方式的关键。书中对各种材料的性能、制备、应用以及未来发展趋势的全面解读,让我看到了材料科学的巨大潜力和深远影响。我印象最深的是书中关于可持续材料和循环经济的讨论。作者不仅仅是介绍了可降解塑料或生物基材料,更是强调了材料的全生命周期管理,包括资源的获取、生产过程的能耗和污染,以及废弃物的回收和再利用。这让我意识到,选择和使用材料,不仅仅是技术问题,更是对环境和社会负责任的表现。书中关于新型能源材料的章节,也给我留下了深刻的印象,它让我看到了材料科学在应对全球能源挑战中所扮演的关键角色。总而言之,这本书不仅仅是一本关于材料的知识读物,更是一本关于如何运用材料创造更美好未来的思想启迪之作。

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