MCCGRAW-HILL DICTION OF MATERIALS SCIENCE

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出版者:7-09999
作者:McGraw-Hill
出品人:
页数:397
译者:
出版时间:2003-7
价格:179.0
装帧:
isbn号码:9780071421768
丛书系列:
图书标签:
  • 材料科学
  • 工程材料
  • 麦格劳-希尔
  • 词典
  • 科学技术
  • 专业词典
  • 材料工程
  • 金属材料
  • 高分子材料
  • 陶瓷材料
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具体描述

Derived from the world-renowned McGraw-Hill Dictionary of Scientific and Technical Terms, Sixth Edition, this vital reference offers a wealth of essential information in a portable, convenient, quick-find format. Whether you're a professional, a student, a writer, or a general reader with an interest in science, there is no better or more authoritative way to stay up-to-speed with the current language of materials science and technology or gain an understanding of its key ideas and concepts.

  Written in clear, simple language understandable to the general reader, yet in-depth enough for scientists, educators, and advanced students, the McGraw-Hill Dictionary of Materials Science:

  * Features 11,000 entries encompassing the language of materials science and technology

  * Contains synonyms, acronyms, and abbreviations

  * Provides pronunciations for all terms

  * Includes terminology from such fields as biomaterials, chemical engineering, cryogenics, crystallography, electricity and electromagnetism, electronics, fluid mechanics, graphic arts, inorganic and organic chemistry, metallurgy, optics, physical chemistry, polymer chemistry, physics, textiles, and thermodynamics

  * Includes an appendix containing measurement conversion tables, tables of useful data, and charts

  * Based on the McGraw-Hill Dictionary of Scientific and Technical Terms - for more than a quarter century, THE standard international reference.

  Carefully reviewed for clarity, completeness, and accuracy, the McGraw-Hill Dictionary of Materials Science offers an unmatched standard of excellence.

《材料科学手册》 一、引言 《材料科学手册》是一部致力于全面、深入剖析现代材料科学核心概念、理论体系、研究方法以及前沿应用的权威性参考著作。本书旨在为材料科学领域的科研人员、工程师、学生以及相关行业从业者提供一个系统、详实的知识平台,帮助读者构建扎实的理论基础,掌握前沿的研究工具,并深刻理解材料在现代科技发展中的关键作用。从基础的原子结构与晶体学,到复杂的量子力学原理在材料性质中的体现;从宏观的材料力学行为,到微观的缺陷与相变控制;从传统的金属、陶瓷、聚合物,到新兴的纳米材料、智能材料、生物材料,《手册》都力求做到覆盖全面,解释清晰,并紧密结合实际应用。 二、内容深度与广度 本书的内容编排精心设计,以逻辑递进的方式,从微观到宏观,从基础到应用,层层深入。 (一)基础理论基石 1. 原子结构与化学键合: 手册首先从材料最基本的构成单元——原子入手,详细阐述了原子模型、电子壳层结构、原子轨道以及各种化学键(离子键、共价键、金属键、范德华力)的形成机制和对材料性质的影响。读者将深入理解不同键合类型如何决定了材料的电学、热学、力学和光学特性。 2. 晶体结构与缺陷: 晶体学是理解固体材料微观结构的关键。手册系统介绍了各种晶体结构(如面心立方、体心立方、六方密堆积等),单位晶胞的概念,以及如何通过X射线衍射等方法来确定晶体结构。更重要的是,手册详细讲解了各种晶体缺陷(点缺陷、线缺陷、面缺陷、体缺陷)的类型、形成原因、数量级以及它们对材料宏观性能(如强度、塑性、扩散)的决定性影响。 3. 相图与相变: 相图是描述物质在不同温度、压力和成分下的稳定相的图形表示。手册深入探讨了二元和三元相图的解读方法,包括相区、共晶点、共析点、包晶点等关键特征。同时,详细阐述了各种相变过程(如固态相变、熔化、凝固、沉淀)的热力学和动力学原理,以及如何通过控制相变来优化材料性能。 (二)材料性能与行为 1. 力学性能: 材料的力学性能是其在承受外力作用下的表现,包括强度、硬度、韧性、塑性、疲劳、蠕变等。手册不仅解释了这些性能的定义和测试方法,更重要的是深入剖析了其微观根源,例如位错的运动如何导致塑性变形,裂纹的扩展如何引发断裂,以及晶界、第二相粒子等对力学性能的强化作用。 2. 电学与磁学性能: 手册详细分类讲解了金属导电、半导体导电和绝缘体特性背后的电子能带理论。对于半导体,深入探讨了掺杂、载流子输运、PN结等核心概念。在磁学方面,介绍了顺磁性、抗磁性、铁磁性、反铁磁性等不同磁畴的形成机理,以及磁畴壁的移动如何影响磁滞回线,并展望了磁性材料在存储、传感等领域的应用。 3. 热学性能: 热导率、热容、热膨胀是材料在热载荷下的重要响应。手册解释了这些性能的微观机制,如晶格振动(声子)和自由电子对热传导的贡献。同时,探讨了热障材料、形状记忆合金等在热学应用方面的设计原理。 4. 光学性能: 光与材料的相互作用产生了反射、透射、吸收、折射、散射等现象。手册深入解析了不同材料的光学性质如何与其电子结构、晶体结构以及表面形貌相关联,并介绍了光学材料在透镜、光纤、显示器、太阳能电池等领域的应用。 (三)材料分类与工艺 1. 金属与合金: 手册系统介绍了各种重要的金属材料(如铁、铝、铜、钛等)及其合金的性能特点、相图、强化机制(固溶强化、沉淀强化、晶界强化、形变强化)以及常见的加工工艺(铸造、锻造、轧制、焊接)。 2. 陶瓷材料: 详细阐述了氧化物陶瓷(如氧化铝、氧化锆)、非氧化物陶瓷(如碳化物、氮化物)以及复合陶瓷的结构、性能优势(高硬度、耐高温、耐腐蚀)和挑战(脆性)。介绍了陶瓷的制备工艺,如粉末冶金、烧结、注射成型等。 3. 聚合物材料: 深入分析了聚合物的基本结构(单体、链、交联)、分子量分布、结晶度以及形变行为。手册涵盖了热塑性塑料、热固性塑料、弹性体等各类聚合物,并讨论了它们的合成、加工(注塑、挤出、吹塑)以及在包装、纺织、电子等领域的广泛应用。 4. 复合材料: 重点介绍了不同材料组合(如纤维增强聚合物、颗粒增强金属基体、层状材料)的优势,即“整体性能优于各组分性能之和”。手册深入探讨了界面设计、增强体与基体之间的匹配、加载方式对复合材料性能的影响。 (四)前沿材料与新兴技术 1. 纳米材料: 聚焦于尺寸效应带来的独特性能,如量子尺寸效应、表面效应。手册详细介绍了纳米颗粒、纳米线、纳米管、量子点等纳米材料的制备方法(如化学合成法、物理气相沉积法)以及在催化、能源、医疗、电子等领域的潜在应用。 2. 智能材料: 探讨了能够响应外部刺激(如温度、电场、磁场、光)并发生可逆变化的材料。例如,形状记忆合金、压电陶瓷、光致变色材料、液晶材料等,及其在传感器、驱动器、自修复材料等方面的应用前景。 3. 生物材料: 关注与生物体相容、可降解或具有特定生物功能的材料。手册介绍了用于组织工程、药物输送、植入物等领域的生物医用材料,包括天然聚合物、合成聚合物、陶瓷和金属。 4. 能源材料: 深入探讨了用于能量存储(如锂离子电池电极材料、超级电容器材料)、能量转换(如太阳能电池材料、燃料电池催化剂)和能量储存(如氢储存材料)的各类材料。 5. 环境材料: 关注材料在环境保护领域的应用,如污染物吸附材料、催化转化材料、环境监测传感器材料等。 三、研究方法与表征技术 为了科学地研究材料,手册系统地介绍了各类先进的实验技术和理论计算方法: 1. 显微技术: 详细讲解了光学显微镜、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、原子力显微镜(AFM)等成像技术,以及它们在观察材料微观形貌、晶体结构、缺陷等方面的应用。 2. 光谱技术: 介绍了X射线衍射(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)、俄歇电子能谱(AES)、拉曼光谱、红外光谱等,用于分析材料的化学成分、晶体结构、电子态和化学键。 3. 热分析技术: 涵盖了差示扫描量热法(DSC)、热重分析(TGA)、动态力学分析(DMA)等,用于研究材料的热转变、热分解、玻璃化转变等热学行为。 4. 力学测试: 详细说明了拉伸试验、压缩试验、弯曲试验、硬度试验、疲劳试验、断裂韧性试验等,以及如何从试验数据中提取关键的力学性能参数。 5. 理论计算与模拟: 介绍了第一性原理计算(如密度泛函理论 DFT)、分子动力学模拟(MD)、蒙特卡洛方法等计算工具,如何用于预测材料的电子结构、力学性能、热力学性质以及模拟材料的动力学过程。 四、应用导向与未来展望 《材料科学手册》不仅关注理论深度,更强调理论与实践的结合。书中每个章节都力求与实际工程应用相联系,通过案例分析,展示材料的科学原理如何在航空航天、汽车制造、电子信息、能源开发、生物医疗、环境保护等各个领域得以实现。手册还将对未来材料科学的发展趋势进行展望,包括如何设计具有特定功能的“按需定制”材料,如何实现材料的可持续发展,以及新材料在解决人类面临的重大挑战(如气候变化、能源危机、健康问题)中的作用。 五、结论 《材料科学手册》是一部集科学性、系统性、前沿性于一体的综合性参考书。它为读者提供了一个探索材料科学无限可能的起点,无论是希望深入理解现有材料的奥秘,还是致力于开发下一代突破性材料,本书都将是不可或缺的宝贵资源。通过掌握其内容,读者将能够更好地理解物质世界,并在材料科学领域做出贡献。

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如果要用一个词来形容这本书的阅读体验,那一定是“沉浸式”。作者的文字功底非常深厚,尤其是在处理那些具有高度数学抽象性的物理模型时,他总能找到一种既保持科学严谨性又易于人类大脑理解的表达路径。很多复杂的微观机制,比如电子在外场作用下的能带结构变化,在书中被分解成了若干个易于消化的逻辑步骤,仿佛是作者在为你进行一对一的私人辅导,每一步的推理都清晰可见,让你忍不住想一口气读完。而且,书中的引用和参考文献的组织方式也体现了极高的学术素养,它们并非简单地罗列,而是巧妙地嵌入在论述的上下文之中,指引读者可以去深入探索哪些经典文献,这对于提升自身的学术规范和研究起点非常有帮助。总而言之,这是一本真正意义上的“工具书”——不仅能在需要时提供精准的答案,更能培养读者独立思考和深入探究的科学精神。

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从内容覆盖的广度和深度来看,这本书简直可以算作是材料科学领域的一部小型百科全书了。它的知识体系构建得非常扎实,从最基础的原子结构、电子态到宏观的力学、热学、电学性质,各个模块之间的衔接过渡如行云流水。我之前在准备一个关于高分子材料的交叉项目时,发现书中关于聚合反应动力学和链结构-性能关系的章节,提供了一个非常全面且细致的框架。很多其他教材只会孤立地介绍某一种性能,而这本书却能将材料的微观结构、合成方法与最终表现出来的宏观特性紧密地联系起来,形成一个完整的闭环。更令人印象深刻的是,作者对不同材料体系(如金属、陶瓷、聚合物、复合材料)的处理方式,展现出了一种极高的平衡感。它没有偏袒任何一个分支,而是平等地给予了足够的篇幅来阐述各自的核心理论和应用难点,确保了读者能够建立起一个全面、不偏科的学科认知。这种广博的视角,对于希望从事跨学科研究的人来说,简直是无价之宝。

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这本书的实用价值和教学参考性也是其一大亮点,简直是实验室和课堂的完美结合体。书中穿插了大量的“案例分析”和“实验设计启发”的部分,这些内容往往不是教科书式的理论复述,而是直接指向实际操作中可能遇到的问题和解决方案。例如,在讲述相图分析时,它没有仅仅给出铁碳相图的结构,而是模拟了实际工业退火过程中冷却速率对最终微观组织的影响,并配上了相应的金相照片作为佐证。这种与实践紧密结合的叙述方式,让书本知识瞬间“活”了起来,极大地增强了学习的主动性和针对性。对于我这种需要将理论快速转化为实验操作的研究生来说,这种“即插即用”的知识点组织方式,比纯理论的堆砌要高效得多。它不仅教会了我们“是什么”,更潜移默化地教会了我们“该如何去做”以及“为什么这样做”。

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这本书的排版设计着实让人眼前一亮,那种沉稳又不失现代感的字体选择,在大量的专业术语面前显得格外友好。初次翻阅时,我就被它那种清晰的脉络结构所吸引,从基础概念的引入到复杂理论的深入探讨,过渡得极其自然流畅,完全没有一般教材那种生硬的割裂感。特别值得称赞的是,书中对于那些抽象的物理化学过程的描述,不仅仅停留在文字层面,许多精心绘制的示意图和流程图,简直是化抽象为具象的典范。我记得有一次在研究晶体缺陷与材料性能的关系时,那个关于位错运动的动态图示,比我之前看过的任何文献都更能让我迅速抓住核心要点。而且,书中的图例往往都配有详尽的注释和数据支持,这使得读者在学习过程中能够不断地进行交叉验证,极大地提升了学习的深度和可信度。装帧的质量也相当不错,即便是经常翻阅和携带,书页依然保持得很好,这对于一本需要长期参考的工具书来说,是非常重要的加分项。这种对细节的极致追求,让人感觉作者和出版社在编纂过程中确实投入了大量的心血和专业考量。

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这本书的叙述风格,说实话,一开始读起来有点像是在听一位经验极其丰富的行业前辈在娓娓道来。它没有那种高高在上的学术腔调,反而充满了对初学者友好的耐心和对复杂概念的巧妙拆解能力。我尤其欣赏作者在处理那些前沿交叉领域时的那种宏观视野和批判性思维的引导。比如,在讨论新型能源材料的制备工艺时,作者不仅仅罗列了已有的技术路径,更深入地分析了每种路径背后的热力学限制和动力学挑战,甚至还对未来可能的技术突破方向进行了合理的推测和探讨。这种“知其然,更知其所以然”的讲解方式,极大地激发了我对这个领域的探索欲,让我不再满足于简单的记忆公式或现象,而是开始主动去思考背后的物理机制。对我而言,一本优秀的专业书籍,应该是一盏指路的明灯,而不是一本冰冷的资料汇编。这本书无疑做到了后者,它成功地将晦涩难懂的科学原理,转化成了一系列可以被逻辑串联起来的知识体系,让人在阅读过程中能够持续保持高度的专注度和兴奋感。

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