金属材料工程专业实验教程 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:冶金工业出版社

作者:那顺桑 编

出品人:

页数:203

译者:

出版时间:2004-1

价格:22.00元

装帧:简裝本

isbn号码:9787502434175

丛书系列:

图书标签:

• 金属材料
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《材料科学基础》 内容概述： 《材料科学基础》是一部系统性、理论性兼具的经典教材，旨在为读者构建坚实的材料科学认知框架。本书内容涵盖了材料的微观结构、性能与加工工艺之间的内在联系，深入浅出地剖析了晶体结构、点缺陷、线缺陷、面缺陷等微观结构特征如何影响材料的力学、电学、磁学、热学和光学性能。本书特别强调了材料在原子、分子、晶体等不同尺度上的行为规律，为理解和设计新型功能材料奠定了理论基础。 第一部分：材料的微观结构与缺陷 晶体结构基础： 本部分详细介绍了晶体学的基本概念，包括晶格、基元、晶胞、晶向、晶面等。通过对常见晶体结构（如面心立方、体心立方、六方密堆积、金刚石立方等）的深入解析，使读者能够理解金属、陶瓷、聚合物等不同材料的原子排列方式。书中运用大量的图示和模型，直观地展示了不同晶体的空间排列，帮助读者建立清晰的立体认知。此外，还介绍了非晶态材料的结构特征，并与晶体结构进行对比分析，强调了长程有序与短程有序的区别。 点缺陷及其影响： 本章深入探讨了材料中的点缺陷，包括空位、置换原子、间隙原子等。详细阐述了这些缺陷的形成机理、浓度变化规律（如温度依赖性），以及它们对材料扩散、电导率、光学性质等宏观性能产生的关键影响。通过分析点缺陷的统计分布和热力学稳定性，读者能够理解材料在不同温度下的行为差异。 线缺陷（位错）及其力学行为： 本部分是材料力学性能理解的核心。详细介绍了刃型位错、螺型位错及其混合型位错的结构和运动机制。书中通过生动的图解和抽象的模型，解释了位错的滑移和攀移过程，以及这些过程如何导致材料的塑性变形。同时，还讨论了位错的产生、湮灭、交联和缠结等现象，以及它们对材料强度、硬度和韧性的影响。通过对位错理论的掌握，读者可以理解金属材料塑性变形的基本原理，并为后续的热处理和强化机制学习打下基础。 面缺陷（晶界、畴界等）及对性能的影响： 本章关注材料内部的二维缺陷，如晶界、层错、畴界等。详细阐述了晶界的结构特征、能量及其对材料扩散、晶粒生长、电学和磁学性能的影响。特别强调了晶界在多晶材料中的重要作用，以及如何通过控制晶粒尺寸来调控材料性能。对于铁电、铁磁材料，则详细介绍了畴界的形成、移动及其对宏观电学和磁学行为的贡献。 第二部分：材料的性能与表征 力学性能： 本部分系统阐述了材料在各种外力作用下的响应，包括强度、硬度、韧性、疲劳、蠕变等。详细介绍了拉伸试验、压缩试验、弯曲试验、冲击试验等经典的力学性能测试方法，并对测试结果的解读和分析进行了深入讲解。书中通过分析应力-应变曲线，揭示了弹性变形、塑性变形、断裂等过程的力学本质。重点讨论了材料的强化机制，如固溶强化、沉淀强化、形变强化、晶界强化等，为材料设计提供了指导。 电学性能： 本章深入探讨了材料的导电、绝缘、半导体特性。详细介绍了电阻率、电导率、介电常数、半导体掺杂等概念，并分析了温度、缺陷、晶粒尺寸等因素对电学性能的影响。对于不同类别的材料（金属、陶瓷、聚合物、半导体），分别介绍了其典型的电学行为和应用。书中还涉及了电荷输运机理，如电子和空穴的运动，以及材料在电场作用下的极化现象。 磁学性能： 本部分全面介绍了材料的磁学分类（顺磁性、抗磁性、铁磁性、亚铁磁性、反铁磁性），并分析了不同磁性材料的微观磁结构和磁畴行为。详细阐述了磁化强度、磁导率、矫顽力、磁滞回线等关键磁学参数，以及它们对材料在磁场中表现的影响。书中讨论了磁畴壁的移动和转动机制，以及这些过程与材料宏观磁响应的关系。 热学性能： 本章关注材料的热传导、热膨胀、比热容等热学性质。详细介绍了热导率、热膨胀系数、居里温度、玻璃化转变温度等重要参数，并分析了材料的微观结构和原子键合方式如何影响这些热学性能。书中讨论了热量在材料中的传递机制，以及材料在温度变化过程中的尺寸变化和相变行为。 光学性能： 本部分介绍了材料与光相互作用的基本原理，包括光的吸收、反射、透射、折射、衍射和散射。详细阐述了材料的折射率、消光系数、透光率、反射率等光学参数，并分析了电子能带结构、晶体结构、表面形貌等因素对光学性能的影响。书中讨论了不同材料（透明材料、半透明材料、不透明材料）的光学特性及其在光学器件中的应用。 第三部分：材料的相变与热处理 相图与相变： 本章系统介绍了一维、二维和三维相图的绘制方法和解读技巧，深入分析了固-液、固-固、固-气等不同类型的相变过程。重点讲解了相变的驱动力（自由能）、相界面的形成与移动，以及相变对材料组织和性能的影响。书中通过二元合金相图的实例，详细阐述了固溶体、化合物、共晶、共析等相的形成过程。 热处理原理与工艺： 本部分是材料加工与性能调控的关键。详细介绍了退火、正火、淬火、回火等经典的热处理工艺，并深入分析了不同热处理过程中材料内部组织结构的变化及其对性能的影响。书中重点阐述了退火的目的是消除内应力、细化晶粒、改善加工性能；正火的目的是细化晶粒、提高强度和韧性；淬火的目的是获得高硬度马氏体组织，为后续回火提供基础；回火的目的是降低淬火脆性，获得所需的综合力学性能。 相变动力学： 本章从动力学角度分析相变过程，包括形核和长大的机制。详细介绍了阿甫蒂（Avrami）方程等描述相变速率的动力学模型，并分析了温度、冷却速率、杂质等因素对相变动力学的影响。通过理解相变动力学，可以更精确地控制材料的微观组织，从而获得期望的宏观性能。 第四部分：材料的制备与加工 金属材料的制备与加工： 本部分介绍了金属材料从矿石到成品的加工过程，包括冶炼、铸造、轧制、锻造、焊接、粉末冶金等。详细阐述了各种加工方法的原理、工艺流程、设备特点以及对材料组织和性能的影响。 陶瓷材料的制备与加工： 本章介绍了陶瓷材料的制备方法，如粉体制备、成型（压制、挤压、注浆）、烧结等，以及陶瓷的加工技术，如切削、磨削等。重点讨论了烧结过程对陶瓷致密化和性能提升的关键作用。 聚合物材料的制备与加工： 本部分介绍了聚合物的合成方法（如加聚、缩聚），以及聚合物的成型加工技术，如注塑、挤出、吹塑、压延等。重点分析了加工过程对聚合物分子链取向、结晶度等微观结构的影响。 《材料科学基础》通过系统性的理论阐述和丰富的实例分析，旨在帮助读者建立起对材料科学的全面认识，掌握材料性能与结构之间的内在联系，并为进一步深入学习材料的特定领域（如金属材料工程、陶瓷材料工程、高分子材料工程等）打下坚实的基础。本书适合高等院校材料科学与工程、冶金工程、机械工程等相关专业的本科生和研究生阅读。

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这本书的装帧质量和排版设计也值得一提。作为一本实验教程，纸张的厚度和光泽度都非常适合在实验台上频繁翻阅，不容易被沾染的试剂腐蚀或轻易撕坏。更重要的是，它的图表清晰度极高，许多关键的实验装置示意图和结果曲线图，即使用放大镜观察，细节依然纤毫毕现。我发现很多其他教材为了节省成本，往往将图表处理得很模糊，导致我们不得不去查阅原始期刊文献。这本书在这方面做得非常厚道。此外，每章末尾附带的“思考与讨论”环节是我的最爱。这些问题往往不是简单的概念回顾，而是要求我们将不同章节的知识点进行交叉验证和综合分析，例如，要求结合热处理曲线预测最终的晶粒尺寸分布，并设计实验来验证这一预测。这种设计真正培养了读者的批判性思维和系统集成能力，它不再是一个被动的操作指南，而是一个主动的思维激发器。

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我是一个工作了几年、现在准备考研深造的在职工程师。在实际工作中，我对材料的失效分析和新材料的引入越来越感到力不从心，迫切需要系统地回顾和深化我的实验技能。这本书的出现，恰好填补了我知识体系中的一个重要缺口。它的深度远超本科阶段使用的普通实验指导书，尤其在涉及到复杂相变、疲劳断裂等前沿实验技术时，书中引用的文献和案例都非常具有前瞻性。比如，书中对扫描电子显微镜（SEM）和透射电子显微镜（TEM）的实验操作要求和图像判读标准，给出了极高的操作门槛和详尽的图解，这对我理解微观形貌与宏观性能之间的内在联系至关重要。此外，书中对实验安全规范的强调也体现了极高的专业素养，这在工业环境中是不可或缺的一环。这本书的编排方式，更像是资深教授对年轻研究人员的一份“实战手册”，它不光教你怎么做实验，更教你如何像一个真正的材料科学家那样去思考和设计实验方案。

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说实话，刚翻开这本书的时候，我对它抱有很高的期望，但又担心内容过于陈旧或者过于偏重某一特定领域。然而，这本书展现出了一种令人惊喜的平衡感。它没有盲目追求最新的、尚未成熟的实验方法，而是稳扎稳打地将那些经过时间检验的、最核心的金属材料实验技术打磨到了极致。比如，在进行高温蠕变实验的章节中，作者详细对比了不同应力水平下试样的变形行为曲线，并对如何准确控制环境气氛和温度梯度给出了非常实用的操作建议。这种对细节的执着，使得即便是经验丰富的实验人员，也能从中汲取新的灵感。我特别留意了书中关于“绿色制造”背景下的材料表征部分，它开始引入一些非破坏性检测技术在常规实验中的应用，这显示出编著者紧跟时代步伐的学术视野。整本书的语言风格保持了一种冷静、客观的学术叙述，没有多余的渲染，全是干货，这对于需要快速定位关键信息的读者来说，效率极高。

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这本《金属材料工程专业实验教程》的封面设计简洁明了，封面上印着清晰的金属微观结构图，让人一眼就能感受到其专业性和严谨性。我是在为我的毕业设计寻找可靠的实验参考资料时偶然发现这本书的。拿到手后，我立刻被它详实的内容和清晰的逻辑结构所吸引。书中对不同金属材料（如钢、铝合金、钛合金等）的力学性能测试、显微组织观察、热处理工艺控制等环节进行了极其细致的阐述。特别是关于拉伸、冲击、硬度测试的实验步骤，作者不仅给出了标准的操作流程，还深入剖析了可能出现的误差来源和应对措施，这一点对于我们学生来说简直是福音。许多教材往往只注重理论，而这本书完美地弥补了实践指导的空白，让抽象的理论知识瞬间变得触手可及。我特别欣赏它在实验数据分析部分的处理方式，它提供了一套系统的、经过验证的分析框架，帮助我们如何从海量的实验数据中提取出有价值的结论，而不是仅仅停留在数据的罗列上。总的来说，这本书的结构安排非常合理，从基础的材料制备到高级的性能表征，层层递进，对于初学者建立完整的实验思维体系大有裨益。

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对于一个刚刚接触金属材料学的本科生来说，面对复杂的实验设备和晦涩的理论知识，很容易产生畏难情绪。这本《金属材料工程专业实验教程》就像一位耐心、知识渊博的导师，循循善诱地引导我进入这个奇妙的微观世界。书中对基本概念的引入非常平易近人，比如，它会用非常直观的比喻来解释“位错”的概念，而不是直接抛出复杂的晶体学公式。在讲解金相分析时，它不仅展示了各种酸蚀液的配方，还详细说明了不同蚀刻剂对不同晶体结构材料的“选择性”腐蚀原理，这才是理解金相图背后的物理意义的关键。我尤其喜欢它在各个实验项目之间建立的联系，比如，它会指出“如果你在A实验中发现材料的脆性增加，请回顾B实验中关于碳含量对马氏体转变的影响”。这种前后呼应的结构，让整个学习过程不再是零散知识点的堆砌，而是一个连贯的知识网络构建过程。这本书的价值在于，它成功地将科学的严谨性、工程的实用性以及教学的启发性完美地融合在了一起。

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