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出版者:中国劳动社会保障出版社

作者:姜波

出品人:

页数:144

译者:

出版时间:2005-8

价格:16.00元

装帧:

isbn号码:9787504552167

丛书系列:

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• 机械工程
• 机械基础
• 机械原理
• 机械设计
• 工程力学
• 材料力学
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• 机械设备

《工程材料学导论》 本书导读：深入理解现代工程的基石 在这个技术飞速发展的时代，材料科学与工程已成为推动人类社会进步的核心驱动力之一。从宏伟的土木工程到精密的航空航天器，从日常的电子产品到尖端的生物医学植入物，每一种创新背后都凝结着对材料性能的深刻理解与精准调控。然而，要真正掌握这些复杂的技术，必须首先建立起坚实的理论基础——理解材料的本质、结构与行为。 《工程材料学导论》正是这样一本旨在为理工科学生、工程师及技术人员提供全面、系统且深入的材料学基础知识的教科书。它并非仅仅罗列各种材料的性能数据，而是致力于构建一个从原子尺度到宏观应用的全景图景，揭示材料的“为什么”，而不仅仅是“是什么”。 --- 第一部分：材料的微观世界——结构与键合 本书的开篇将带领读者进入物质世界的微观层面，这是理解所有材料特性的起点。 第一章：材料的原子基础与晶体结构 本章详细阐述了原子在自然界中的排列方式。我们将探讨晶体结构的基本概念，如晶胞、晶格常数、密堆积结构（如面心立方FCC、体心立方BCC、六方最密堆积HCP）。通过透彻分析不同晶体结构对材料宏观力学性能（如延展性、强度）的影响机制，读者将理解为何金属表现出韧性，而陶瓷则往往易碎。此外，本章还将引入晶体缺陷理论——点缺陷、线缺陷（位错）和面缺陷的重要性，特别是位错如何在塑性变形中起关键作用，这是金属加工和强化的核心所在。 第二章：材料中的化学键与能带理论 材料的宏观性质根植于其内部的原子间相互作用力。本章深入解析了初级化学键（离子键、共价键、金属键）和次级化学键（范德华力、氢键）的本质。随后，引入能带理论，系统性地阐述了材料导电性的起源——如何通过能带结构区分导体、半导体和绝缘体。这种基于量子力学的理解，是设计新型电子材料和光电器件的理论基石。 第三章：非晶态结构与微观形貌 并非所有材料都拥有完美的晶体结构。本章聚焦于非晶态材料（如玻璃、某些聚合物），分析其无序结构对热学和力学性能的影响。同时，通过电子显微镜（SEM, TEM）等成像技术，讲解如何观察和分析材料的微观形貌，理解晶粒尺寸、晶界对材料整体性能的决定性影响。 --- 第二部分：四大工程材料体系的深度剖析 在掌握了微观基础后，本书将聚焦于四大类核心工程材料，分别探讨它们的制备工艺、性能特点及其应用范围。 第四章：金属材料的强化与相变 金属是现代工业的支柱。本章系统考察了铁碳合金（钢和铸铁）的相图（特别是Fe-C相图），这是冶金学中最核心的知识。详细讲解了热处理过程（退火、正火、淬火、回火）如何通过控制相变（如奥氏体、铁素体、渗碳体）来精确调控钢的硬度、强度和韧性。此外，也将探讨铝合金、铜合金等非铁金属的特点及其在航空航天和电气工业中的应用。 第五章：陶瓷材料的结构、性能与应用 陶瓷以其出色的耐高温性、耐磨损性和化学稳定性而著称，但通常伴随着脆性。本章剖析了传统陶瓷（如氧化铝、碳化硅）的离子和共价键特性如何导致其高硬度与低延展性。重点讨论了陶瓷的增韧技术，如晶界钉扎、裂纹偏转，以及现代先进结构陶瓷（如氮化硅）在极端环境下的应用潜力。 第六章：高分子材料的粘弹性与加工 高分子材料（塑料、橡胶、纤维）因其轻质、易加工和可设计性强而日益重要。本章解释了聚合物的分子结构（如线型、支化、交联）如何决定其粘弹性行为——即其时间依赖性变形特性。深入探讨了玻璃化转变温度（Tg）的概念及其对材料使用温度范围的界定。同时，涵盖了主要的聚合反应类型和成型加工方法（注塑、挤出）。 第七章：复合材料的设计与界面控制 复合材料通过结合不同材料的优点来获得传统单一材料无法比拟的性能。本章详细介绍了复合材料的类型（如纤维增强、层状结构），重点分析了增强体与基体之间的界面结合对载荷传递效率的关键作用。读者将学习如何根据预期用途（如提高刚度、降低密度）来设计纤维的体积比、方向和类型。 --- 第三部分：材料性能的关联与演化 本书的后半部分着眼于材料在实际服役环境下的动态行为，这是连接基础理论与工程实践的桥梁。 第八章：材料的热学与电学性能 本章深入探讨了材料如何响应热能和电能的输入。详细分析了热传导（晶格振动与自由电子）和热膨胀的机制。在电学方面，除了第一部分建立的能带理论基础外，本章将应用其来分析半导体的掺杂原理、介电材料的性能，并介绍磁性材料的基本分类与应用。 第九章：材料的力学行为与断裂韧性 这是工程应用中最为关键的一环。本章超越了简单的应力-应变曲线，引入了塑性变形的本构关系。着重讲解了疲劳（循环载荷下的损伤累积）和蠕变（高温下的长期应变）的机理与预测模型。最后，系统介绍断裂力学的基本原理，特别是应力强度因子和断裂韧性（KIC）的概念，为评估结构安全性提供量化工具。 第十章：材料的腐蚀与防护 材料的失效不仅仅是机械性的。本章聚焦于材料的电化学腐蚀，阐释腐蚀的发生机理、影响因素（如环境介质、电位）。详细介绍了几种主要的防腐蚀策略，包括缓蚀剂、牺牲阳极保护法以及表面涂层技术，确保材料在长期服役中的可靠性。 第十一章：材料的性能测试与无损评估 为了验证设计和质量控制，对材料进行准确的测试至关重要。本章涵盖了主要的静态力学性能测试（拉伸、压缩、硬度），以及动态性能测试（冲击、疲劳）。同时，介绍了无损检测（NDT）技术，如超声波探伤、射线检测等，如何帮助工程师在不破坏构件的情况下评估其内部缺陷和剩余寿命。 --- 结语：面向未来的材料设计 《工程材料学导论》旨在培养读者一种系统化的思维模式：即通过理解材料的微观结构，预测其宏观性能，并最终指导工程应用。本书的每一章节都紧密联系，层层递进，确保读者不仅知晓材料的特性，更能理解这些特性背后的物理和化学原理。掌握了这些知识，方能在应对未来工程挑战，如轻量化、能源存储和生物兼容性等前沿课题时，游刃有余。本书提供了一个扎实的平台，让工程师能够从根本上“设计”出具有特定功能的材料，而不是仅仅“选择”现有材料。

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这本书的排版和装帧真是让人眼前一亮，拿到手的时候就觉得很有分量，纸张的质感也相当不错，阅读体验首先就得到了保障。不过，当我翻开目录，试图寻找一些关于基础机械原理的入门知识时，却感到了一阵小小的困惑。我原本期待的是那种系统梳理力学基本定律、材料特性与常用机构详解的经典教材结构，能帮我扎实地打下一个坚实的基础。然而，这本书似乎更侧重于某些特定领域的深入探讨，内容显得有些跳跃，对初学者来说，可能缺少了那种由浅入深、循序渐进的引导。比如，它在某个复杂的传动系统分析上花费了大量的篇幅，图解精妙绝伦，但对最基础的力的平衡分析、扭矩的概念引入，却处理得比较含糊，仿佛默认读者已经掌握了这些知识。这种“高手过招”式的叙述风格，无疑能让专业人士感到酣畅淋漓，但对于渴望从零开始理解机械世界运作规律的我来说，却像是在攀登一座陡峭的山峰，每一步都需要自己去费力地寻找前人的足迹，而不是有清晰的路径指示。如果内容能更均衡一些，增加一些更详尽的、面向新手的案例解析和基础概念的巩固环节，想必会更具普适性和指导意义。

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这本书的语言风格着实是走了一条相当前卫的路线，完全不像传统理工科教材那种严谨、刻板的教科书腔调。我必须承认，作者的文笔是相当流畅且富有洞察力的，它试图用一种更贴近实际工程实践的视角去阐述复杂的概念，这一点很值得称赞。然而，这种“口语化”的表达在某些关键时刻，却带来了理解上的障碍。当讨论到一些核心的、需要精确定义的物理概念时，过于灵活的措辞反而模糊了其精确的内涵。比如，在描述材料疲劳极限时，我感觉作者更倾向于用一系列生动的比喻来构建画面感，而不是直接给出标准化的定义和计算公式。这使得我在尝试将书中的理论与标准的工程规范进行对照验证时，遇到了困难。我需要花费额外的精力去“翻译”作者的描述，将其还原成标准的工程术语。这让我不禁想，如果一本基础类的书籍，能够在保持其独特风格的同时，对那些至关重要的、需要统一标准的术语提供更明确、更无可辩驳的定义，那么它在作为工具书的价值上，将会得到极大的提升。目前的版本，更像是一本深入的见解分享录，而非一本可供快速查阅和引用的基础手册。

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这本书的装帧和整体设计理念似乎更倾向于“未来感”和“创新性”，而非传统的实用主义。纸张的光滑度和色彩选择都偏向于现代印刷的风格，这一点在美学上无疑是成功的。但是，当我尝试在书页上做笔记时，却发现钢笔的墨水似乎很容易洇开，这对于一本需要反复研读、标记重点的教材来说，是一个非常实际的缺陷。更令人遗憾的是，本书的章节划分和逻辑组织似乎是围绕着作者的某个特定研究项目或者某个新兴技术路线展开的，而非遵循公认的、已经被广泛接受的机械工程学科的知识体系脉络。这导致我很难将书中的内容有效地整合到我已有的知识框架中去。它像是一扇通往某个小众、精深领域的侧门，而不是打开通往整个机械学大门的正面主路。寻找特定知识点的过程常常需要依赖书后的索引，而索引的编排似乎也带有强烈的个人色彩，使得查找效率不高。总而言之，它在呈现方式上极具特色，但在作为一本“基础”参考书的实用性和普适性上，却显得有些力不从心。

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从内容深度来看，这本书显然是为已经具备相当工程背景的读者准备的。它对一些高级的优化算法和仿真模型的介绍，展现了作者极高的专业水准和前沿视野。我被书中对某一特定机械系统动态响应的分析方法深深吸引，其数学推导的严密性和逻辑的连贯性是毋庸置疑的。但是，这些精彩的篇章占据了全书的绝大部分，使得那些被归类为“基础”的内容显得微乎其微，甚至可以说是被一笔带过。当我试图理解这些高深模型的输入参数是如何从最基本的机械原理推导出来的，却发现缺失了中间关键的桥梁。这就像直接从一楼跳到了十楼，中间的九层楼梯被省略了。对于我这样的学习者而言，这种结构带来的挫败感是显而易见的——我看到了成就的顶峰，却无法清晰地看到支撑它的地基是如何砌成的。或许，作者的意图是希望读者能通过其他资源去补足这部分知识，但这无疑降低了本书作为一本“基础”读物的完整性和自洽性。

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这本书在配图和图示方面的处理，给我留下了深刻的印象，尤其是那些剖视图和爆炸图，线条清晰，层次分明，极大地辅助了对复杂结构的理解。然而，这种对“视觉呈现”的偏爱，似乎在某种程度上牺牲了“文字解释”的细致程度。很多关键步骤的说明，都是通过一张精美的图来完成的，但文字部分却只是简单地指代了图上的编号。例如，在讲解一个棘轮机构的工作原理时，我需要反复地在文字和图示之间来回切换，试图拼凑出完整的逻辑链条。我理解图示的力量，特别是在机械领域，一张好的图胜过千言万语，但这不意味着文字的解释可以如此精简。我更希望看到的是，文字能够独立地、完整地阐述“为什么”和“如何做”，而图示则作为强有力的补充和印证，而不是主要的解释载体。如果能增加更多详细的文字注解，特别是那些关于设计意图和操作原理的深入阐述，这本书的实用价值将会得到质的飞跃。

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