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出版者:第1版 (2000年1月1日)

作者:李培元编

出品人:

页数:739

译者:

出版时间:2000-2

价格:60.0

装帧:平装

isbn号码:9787508301846

丛书系列:

图书标签:

• 火力发电
• 水处理
• 水质控制
• 循环水处理
• 给水处理
• 排水处理
• 化学水处理
• 电厂化学
• 电力工程
• 环保工程

《现代工程材料学导论》 图书简介 第一部分：材料科学基础与工程应用 本书旨在为工程技术人员、材料学研究者以及相关专业学生提供一个全面、深入且与时俱进的现代工程材料学基础知识体系与应用指南。我们深知，材料的创新与发展是推动现代工业进步的核心驱动力之一，因此，本书的编写严格遵循从微观结构到宏观性能，再到实际工程应用的设计逻辑。 第一章：工程材料的本质与分类 本章首先界定了“工程材料”的范畴，阐明其区别于普通材料的特殊性——即必须满足特定的机械、热学、电学、化学等性能要求，并能在苛刻的工作环境下长期可靠运行。我们将详细介绍工程材料的五大基本分类：金属材料、无机非金属材料（陶瓷）、高分子材料（聚合物）、复合材料以及新型功能材料。每类材料的结构特点、典型代表（如钢铁、铝合金、工程塑料、碳化硅等）及其在现代工业中的核心地位将被清晰阐述。重点探讨了原子排列、晶体结构（如体心立方、面心立方、六方密堆积）如何决定材料的宏观力学行为。 第二章：材料的微观结构与性能关联 这是理解材料科学的核心章节。我们深入探讨了材料的微观尺度特征：从晶体缺陷（点缺陷、线缺陷、面缺陷、体缺陷）对材料塑性、强度、导电性的影响。特别是对位错理论的详尽解析，解释了金属塑性变形的机理。此外，还引入了非晶态结构（如玻璃）的特征，以及晶界在材料性能中的双重作用（既是强化因素，也是腐蚀的薄弱环节）。本章利用高分辨率电子显微镜（TEM/SEM）的成像原理，展示了如何通过结构表征技术来指导材料的设计与优化。 第三章：机械性能的量化与评估 本章聚焦于材料在受力状态下的响应。详细介绍了拉伸、压缩、弯曲、扭转等基本力学性能测试方法，包括应力-应变曲线的读取与分析（屈服强度、极限抗拉强度、模量、韧性、塑性）。着重讲解了材料的疲劳性能——循环载荷下的破坏机制，包括S-N曲线的构建、疲劳裂纹的萌生、扩展与断裂韧性的概念（$K_{IC}$）。同时，深入探讨了材料在高温下的蠕变行为及其对长期可靠性设计的影响。 第二章：热力学与相图分析 热力学原理是理解材料加工和服役的基础。本章阐述了吉布斯相律、化学势以及相变的驱动力。核心内容是相图（二元及三元）的读取与应用，特别是Fe-C合金（钢铁）体系的冷却曲线和相区分析，这是理解热处理工艺的基石。此外，还涉及固态相变（如析出、共析、共晶）对材料微观组织和性能的决定性作用。 第二部分：关键材料体系的深入剖析 第五章：金属材料——结构钢与特种合金 本章聚焦于应用最广泛的金属材料。首先回顾了钢铁的分类（碳素钢、低合金钢、高合金钢）及其冶金学基础。详细解析了热处理工艺（退火、正火、淬火、回火）如何通过改变马氏体、贝氏体、珠光体等组织来赋予钢材所需性能。随后，转向高性能合金，如不锈钢（奥氏体、铁素体、马氏体及双相不锈钢）的耐腐蚀机制；高温镍基或钴基高温合金在航空航天领域的应用及抗氧化涂层技术。 第六章：高分子材料：结构、加工与老化 高分子材料以其轻质、易加工和可设计的特性，在消费电子和汽车工业中占据重要地位。本章从分子链结构（线型、支化、交联）入手，区分了热塑性塑料与热固性树脂的性能差异。讲解了聚合反应动力学，以及玻璃化转变温度（Tg）和熔点（Tm）对材料应用范围的限制。重点讨论了高分子材料的老化机理（热氧化、光降解、水解）及稳定剂的应用。 第七章：先进陶瓷与玻璃材料 陶瓷材料以其优异的耐高温、耐磨损和绝缘性而著称。本章区分了结构陶瓷（如氮化硅、碳化硅）与功能陶瓷（如压电陶瓷、铁电陶瓷）。详述了陶瓷的制备技术，尤其是粉末冶金和烧结过程中的致密化难题。重点分析了陶瓷的脆性本质——如何通过晶界工程和引入增韧机制（如纤维增韧）来提高其断裂韧性。 第八章：复合材料：性能的协同效应 复合材料是实现“1+1>2”材料性能的典范。本章系统阐述了复合材料的基本组分（基体与增强相），并详细分类：纤维增强复合材料（FRP）、颗粒增强复合材料和层状复合材料。重点分析了各向异性力学行为的理论预测模型（如混合律），以及碳纤维增强环氧树脂（CFRP）在结构减重中的应用挑战与制造工艺（如RTM、预浸料铺放）。 第三部分：材料的加工、服役与新兴领域 第九章：材料的加工成形与连接技术 材料性能的实现离不开精确的成形工艺。本章涵盖了金属的塑性加工（锻造、轧制、挤压）、铸造方法（熔模铸造、压力铸造）的控制要点。对于高分子材料，讲解了注塑、挤出、吹塑等热塑性加工过程中的剪切速率和温度控制。此外，还详细论述了现代焊接技术（TIG、MIG、激光焊）对焊缝组织和热影响区性能的影响，以及粘接技术在异种材料连接中的关键作用。 第十章：材料的腐蚀与防护 腐蚀是工程结构失效的主要原因之一。本章从电化学原理出发，阐述了金属在湿热环境下的阳极溶解和阴极反应。重点分析了常见腐蚀形式，如均匀腐蚀、点蚀、缝隙腐蚀和应力腐蚀开裂（SCC）。详细介绍了腐蚀防护策略，包括阴极保护（牺牲阳极法与外加电流法）、表面转化膜处理（如钝化）以及高性能涂层（如防腐涂料和热喷涂技术）的选用与失效分析。 第十一章：先进功能材料与前沿探索 本章展望了材料科学的未来方向。重点介绍智能材料（如形状记忆合金、压电与磁致伸缩材料）的工作原理及其在传感和驱动领域的应用。探讨了纳米材料（如量子点、碳纳米管、石墨烯）因尺寸效应带来的性能跃迁，以及如何通过原子级尺度的设计来开发新型电子、催化和储能材料。 结论与展望 全书最后总结了材料科学的跨学科特性，强调了计算材料学（如第一性原理计算、分子动力学模拟）在加速新材料发现中的重要性，并鼓励读者将理论知识应用于解决实际工程中的材料选择和失效分析问题。 本书结构严谨，图表丰富，理论推导清晰，旨在成为工程师和科研人员案头必备的参考手册。

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这本书的装帧和排版给我留下了非常深刻的印象。封面设计简洁大气，采用了一种沉稳的深蓝色调，配上清晰的白色字体，一下子就显得专业且权威。内页的纸张质量非常好，触感温润，即便是长时间阅读也不会感到刺眼。更值得称赞的是它的图文排版。对于像我这样需要结合实际操作理解理论的读者来说，书中那些精细的流程图、设备剖面图以及各种数据表格，简直就是福音。图示的标注非常清晰，每一个细节都处理得恰到好处，让人能迅速定位到关键信息点。而且，作者在章节间的过渡非常自然流畅，不像有些技术书籍那样生硬地堆砌知识点，而是像一位经验丰富的工程师在娓娓道来，让人在阅读中感觉不到时间的流逝。我尤其欣赏它在复杂概念阐述时所采用的逻辑结构，总能从宏观入手，再逐步深入到微观机制，这种层层递进的方式极大地降低了理解门槛。整体而言，从物理形态到内部逻辑结构，这本书的制作水平无疑是行业内的顶尖水准，光是捧在手里，就能感受到它所蕴含的厚重知识量和匠心打磨。

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这本书在语言风格上展现出一种极其克制而精准的学术魅力。它很少使用夸张的形容词，所有论断都建立在扎实的实验数据和公认的理论模型之上，读起来让人感到无比踏实和信服。作者在选择术语时非常严谨，对一些容易混淆的概念（例如浊度和SDI值的细微差别）都给予了详细的辨析，确保了读者不会因为术语理解偏差而产生误判。特别是涉及到法规和标准的部分，书中引用了最新的国家或国际标准文本的关键条款，并附带了解读，这对于从事合规性工作的专业人士来说，是极其宝贵的“活文档”。我几乎可以想象，作者在编撰时，一定是反复推敲每一个句子的措辞，以确保其表述的无懈可击。这种对精确性的极致追求，使得这本书在被用作培训教材或作为工程设计依据时，其权威性得到了充分的保障。它不是一本读完就束之高阁的书，更像是一本需要经常翻阅、随时可以查询关键信息的“案头工具书”。

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如果要用一个词来概括这本书给我的感受，那就是“系统性思维的培养器”。很多技术手册往往只关注“点”，即某个设备的运行参数或某种故障的排除方法，但这本书却展现了一个完整的水循环管理体系的全景图。作者通过对整个水处理流程的分解与重组，引导读者去思考不同子系统之间的相互影响和耦合关系。例如，当系统优化某个环节（比如提升了预处理效率）时，作者会立即分析这对后续的精处理阶段（如反渗透膜的清洗周期和药剂消耗）可能产生的影响，这种全局观的训练，对于培养未来的水务管理者至关重要。我发现，在阅读过程中，我不再仅仅关注“我的那个反应器”如何工作，而是开始思考“整个电厂的水平衡”如何才能达到最高效、最经济的运行状态。这本书的价值已经超越了单纯的技术手册，它更像是一本关于“系统优化与决策”的培训教材，强迫读者跳出舒适区，从更宏大、更复杂的工程视角去审视问题。

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这本书的叙事风格非常贴近工程实践的第一线，完全没有那种高高在上、脱离实际的学术腔调。作者似乎非常清楚一个电厂运行人员在面对突发状况时最需要什么信息，因此，书中大量的篇幅被用来探讨各种“边界条件”下的应对策略。比如，它没有简单地介绍某种药剂的作用原理，而是详细分析了在进水水质波动剧烈、或者系统负荷突然变化时，如何调整投加剂量和控制参数才能维持出水水质的稳定，这种“预案式”的讲解对我解决日常工作中遇到的疑难杂症提供了直接的指导。我注意到，作者在论述过程中，经常引用一些实际电厂的案例数据进行佐证，这些来自真实环境的反馈比纯理论推导更有说服力，也让书中的知识点更具“落地性”。阅读时，我仿佛在与一位资深的现场专家进行一对一的交流，他不仅告诉你“是什么”，更重要的是告诉你“为什么会这样”以及“我应该怎么做”。这种强调解决问题的导向性，是许多理论书籍所欠缺的，也正是这本书对我价值最大的地方。

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这本书的深度和广度达到了一个令人惊叹的平衡点。一方面，它在基础理论的阐述上做到了无可挑剔的严谨性，对水化学反应动力学、膜分离技术的物理化学基础等核心原理的探讨，足以满足高阶研究生的要求；另一方面，它对于新兴技术的跟进速度也令人印象深刻。例如，关于近年来备受关注的“零排放”技术路线，书中不仅梳理了现有的蒸发结晶和MVR技术的优劣，还对一些正在试验阶段的创新型预处理工艺进行了前瞻性的介绍。这种对新旧知识的整合能力，使得这本书的参考价值能够跨越数年的时间周期。我特别欣赏作者在跨学科知识融合上的功力，比如在讨论腐蚀控制时，它巧妙地引入了材料科学的视角，解释了不同金属材料在特定水质环境下的微观电化学行为，而不是停留在简单的钝化膜描述上。这种立体化的知识结构，极大地拓宽了我的专业视野，让我意识到水处理绝非孤立的技术领域，而是与能源、材料、环境科学紧密交织的复杂系统工程。

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