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出版者:化学工业

作者:潘传九

出品人:

页数:186

译者:

出版时间:1996-11

价格:18.00元

装帧:

isbn号码:9787502516857

丛书系列:

图书标签:

• 化工机械
• 检测
• 实验
• 化工设备
• 机械工程
• 工业检测
• 实验教学
• 设备维护
• 故障诊断
• 过程控制

《材料科学基础原理与应用》 图书简介： 《材料科学基础原理与应用》是一部系统深入地阐述材料科学核心理论、研究方法以及在现代工业中广泛应用的权威著作。本书旨在为材料科学领域的初学者构建坚实的理论基础，同时为资深研究人员提供前沿的视角和宝贵的参考。全书内容涵盖了从微观原子结构到宏观材料性能的各个层面，力求在原理阐释与实际应用之间建立起一座坚实的桥梁。 第一章：材料的微观结构与键合 本章将从原子和电子的尺度出发，深入剖析构成物质的基本单元。我们将详细探讨不同种类的原子键合，包括离子键、共价键、金属键以及范德华力，并分析它们如何决定材料的宏观性质。读者将理解为何某些材料具有高强度而另一些则易于断裂，为何某些材料导电而另一些则绝缘。此外，本章还会介绍晶体结构的概念，包括晶格、晶面、晶向以及各种常见的晶体结构（如体心立方、面心立方、密排六方等），并阐述晶界、位错等晶体缺陷对材料性能的影响。理解这些微观层面的知识，是掌握材料行为的关键。 第二章：材料的力学性能 力学性能是衡量材料能否承受外力作用的关键指标。本章将系统介绍材料的各种力学性能，包括弹性、塑性、强度、韧性、硬度、疲劳强度和蠕变。我们将深入解析应力-应变曲线，解释屈服强度、抗拉强度、断裂伸长率等重要参数的物理意义。本书将详细阐述不同变形机制，如位错滑移、孪晶等，并讨论强化机制，如固溶强化、细晶强化、沉淀强化和形变强化，说明如何通过调控材料微观结构来提高其力学性能。此外，本章还将介绍断裂力学的基础理论，分析裂纹扩展的机制以及断裂韧性的概念，为理解材料在实际应用中的失效行为提供理论支持。 第三章：材料的热学性能 热学性能决定了材料在温度变化下的行为，这在许多工程应用中至关重要。本章将重点阐述材料的比热容、导热系数、热膨胀系数以及热导率等关键参数。我们将讨论热传导的基本原理，包括傅里叶定律，并分析影响材料导热性能的因素，如原子排列、晶界以及电子和声子的作用。此外，本章还将探讨热应力产生的机制，以及材料在高温下的相变和热稳定性。这些知识对于设计耐高温材料、隔热材料以及热管理系统具有直接指导意义。 第四章：材料的电学性能 电学性能是现代电子技术和能源领域的基础。本章将深入探讨不同材料的导电性，并将其划分为导体、半导体和绝缘体。我们将详细介绍金属的导电机制，包括自由电子模型。对于半导体，本书将阐述本征半导体和掺杂半导体的导电机制，介绍载流子、能带理论以及PN结的形成和工作原理，为理解半导体器件的运行奠定基础。此外，本章还将讨论介质材料的电学性能，如介电常数、击穿电压，以及铁电性和压电性等特殊电学现象。 第五章：材料的磁学性能 磁学材料在信息存储、电机、传感器等领域发挥着不可替代的作用。本章将全面介绍材料的磁学分类，包括顺磁性、抗磁性、铁磁性、反铁磁性和亚铁磁性。我们将深入解析磁畴、磁畴壁的形成和运动，以及磁滞回线的物理意义。本书将详细阐述不同磁性材料的微观磁性起源，并重点介绍硬磁材料和软磁材料的特性及应用。此外，还将探讨巨磁阻效应、隧道磁电阻效应等先进磁性现象及其在传感器和存储器件中的应用。 第六章：材料的光学性能 光学性能决定了材料与光相互作用的方式，这在光学器件、显示技术和照明领域至关重要。本章将详细介绍材料的折射率、反射率、透射率以及吸收光谱。我们将讨论光的传播、反射、折射、衍射和干涉等基本光学现象。本书还将介绍不同材料的光学行为，包括透明材料、半透明材料和不透明材料。此外，还将探讨液晶、光学纤维、LED和激光器等材料在光学器件中的应用，以及光电器件的工作原理。 第七章：金属材料及其应用 金属材料以其优良的力学性能、导电性和导热性，在工程领域占据核心地位。本章将系统介绍常见金属材料，包括各种钢铁（碳钢、合金钢、不锈钢）、铝合金、铜合金、钛合金等。我们将深入分析不同合金的成分、微观组织对其性能的影响，并重点介绍热处理工艺（如退火、淬火、回火、时效）如何调控金属材料的性能。本书将详述这些金属材料在航空航天、汽车制造、建筑工程、能源工业等领域的广泛应用，并探讨新一代高性能金属材料的研发方向。 第八章：陶瓷材料及其应用 陶瓷材料因其优异的耐高温性、耐腐蚀性、高硬度和良好的绝缘性，在极端环境下和电子领域得到广泛应用。本章将介绍传统陶瓷（如氧化物陶瓷、氮化物陶瓷）和先进陶瓷（如碳化物陶瓷、复合陶瓷）。我们将详细阐述陶瓷的制备工艺，包括粉体制备、成型、烧结等，并分析其微观结构（如晶粒、气孔）对宏观性能的影响。本书将重点介绍陶瓷在高温结构件、电子元器件、生物陶瓷、耐磨材料等方面的应用，并展望陶瓷基复合材料的发展。 第九章：聚合物材料及其应用 聚合物材料以其轻质、易加工、可设计性强的特点，成为现代社会不可或缺的材料。本章将系统介绍热塑性聚合物、热固性聚合物以及弹性体。我们将深入分析聚合物的分子结构、链构象、结晶行为以及玻璃化转变温度等关键概念，并阐述这些微观因素如何影响其力学、热学和化学性能。本书将详细介绍聚合物的合成方法、加工技术（如注塑、挤出、吹塑）以及各种改性方法，如填充、共混、交联。此外，还将重点介绍聚合物在包装、纺织、汽车、电子、医疗等领域的应用，并关注生物降解聚合物和可再生聚合物的发展。 第十章：复合材料及其应用 复合材料是将两种或两种以上不同材料（基体和增强体）通过物理或化学方法结合而成的多相材料，其性能往往优于单一组分材料。本章将详细介绍纤维增强复合材料（如碳纤维增强聚合物、玻璃纤维增强聚合物）、颗粒增强复合材料以及层状复合材料。我们将深入分析基体材料和增强材料的匹配关系，以及界面在复合材料性能中的作用。本书将重点介绍复合材料的设计原则、制备工艺以及其在航空航天、汽车、体育器材等领域的突出应用。此外，还将探讨智能复合材料、纳米复合材料等前沿领域。 第十一章：纳米材料的制备与性能 纳米材料是材料科学研究的前沿领域，其独特的尺寸效应和表面效应赋予了其非凡的性能。本章将介绍纳米材料的制备方法，包括自上而下法（如研磨、刻蚀）和自下而上法（如化学合成、气相沉积）。我们将重点阐述纳米材料的尺寸效应，如量子尺寸效应、表面效应和界面效应，以及这些效应如何影响材料的光、电、磁、热和力学性能。本书将介绍纳米颗粒、纳米线、纳米管、量子点等不同形态的纳米材料，并探讨其在催化、医药、电子、能源等领域的潜在应用，以及相关的安全性和环境影响问题。 第十二章：材料的失效分析与耐久性 材料失效是工程实践中必须面对的重要问题。本章将系统介绍材料的各种失效模式，包括疲劳、断裂、腐蚀、磨损、蠕变等。我们将深入分析导致这些失效的微观机理，并介绍相应的失效分析方法，如金相分析、扫描电镜分析、能谱分析等。此外，本书还将重点阐述材料的耐久性概念，以及提高材料抗老化、抗腐蚀、抗磨损等性能的策略，包括表面处理、防护涂层、合金设计等。理解材料的失效机制和提高其耐久性的方法，对于保证工程安全和延长产品寿命至关重要。 第十三章：材料的计算模拟与表征技术 计算模拟和先进的表征技术是现代材料科学研究的有力工具。本章将介绍常用的材料计算模拟方法，如密度泛函理论（DFT）、分子动力学模拟、有限元分析等，阐述它们如何在微观和宏观尺度上预测材料的性能。同时，本章还将详细介绍多种先进的材料表征技术，包括X射线衍射（XRD）、透射电子显微镜（TEM）、扫描电子显微镜（SEM）、原子力显微镜（AFM）、X射线光电子能谱（XPS）、俄歇电子能谱（AES）以及拉曼光谱等，并解释如何通过这些技术来分析材料的微观结构、化学成分和表面特性。 第十四章：绿色材料与可持续发展 随着全球对环境保护和可持续发展的日益关注，绿色材料的研究和应用变得尤为重要。本章将探讨环境友好型材料的设计理念和发展趋势，包括可再生材料、生物降解材料、低毒性材料以及循环利用材料。我们将介绍生物基聚合物、天然纤维复合材料、纳米催化剂在环境保护中的应用。此外，本章还将讨论材料生命周期评估（LCA）的方法，以及如何通过材料创新来实现可持续发展目标，为构建绿色经济和和谐社会贡献力量。 《材料科学基础原理与应用》力求内容严谨、体系完整、图文并茂，旨在为读者提供一个全面、深入的材料科学知识体系。本书适合高等院校材料科学与工程、化学工程、机械工程、物理学等相关专业的学生和研究人员阅读，也可作为工程师、技术人员以及对材料科学感兴趣的广大读者深入学习的参考。

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在评估一本专业书籍时，我总会关注它的前沿性和知识更新速度。化工检测技术日新月异，尤其是数据处理和人工智能辅助诊断的引入，是衡量一本教材是否落伍的重要标准。这本书在这一点上给我带来了不小的惊喜。虽然它是一本侧重于传统机械检测基础的实验书，但在部分章节的“拓展阅读”或“未来展望”部分，编者巧妙地引入了最新的技术趋势。比如，它提到了如何利用便携式光谱仪进行快速材料鉴别，以及如何将振动信号数据导入到初步的机器学习模型中进行趋势预测。这些内容没有喧宾夺主，而是作为对基础知识的有力补充和拓展，引导读者思考如何将经典检测方法与现代信息技术结合。这种平衡了经典与前沿的编排方式，确保了这本书在未来几年内仍具有很高的参考价值，而不是很快就被技术发展所淘汰，这对于我们这些希望长期深耕此领域的学习者来说，是极其重要的考量因素。

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坦率地说，我对于很多实验指导书的“动手性”评价都很低，很多书写出来的实验流程，似乎脱离了现实中设备的具体布局和操作约束。然而，《化工机械检测实验》在“可操作性”这一块做得非常到位，它似乎充分考虑了实验环境的复杂性。它在描述每一个操作步骤时，都细致地标注了环境条件的要求——比如“相对湿度不应超过60%”或者“进行磁粉检测前，表面温度需控制在15°C至35°C之间”等等。更绝的是，它还为一些关键测量点提供了三维视角示意图，帮助读者在实际操作中快速定位到设备上对应的检测部位，避免了因定位错误导致数据失真。这表明编撰者不仅精通检测原理，更对现场作业的实际困难有着深刻的理解。这种对细节的执着追求，使得这本书的指导价值远超一般的理论参考，它真正做到了让理论“落地”，让实验“可做”。

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作为一名刚入职的工艺工程师，我发现自己对工厂里那些老旧设备的“病理学”诊断能力还比较薄弱。我希望能找到一本既能覆盖基础原理，又能涵盖常见设备老化模式的书籍。这本实验手册在这方面的深度表现令人惊喜。它不像其他入门书籍那样只关注标准件的检测，而是针对化工行业特有的高压容器、反应釜搅拌桨叶以及管道腐蚀等典型失效模式，设计了专门的检测案例。我特别注意到其中关于疲劳裂纹扩展速率评估的部分，它没有用过于晦涩的数学模型来搪塞过去，而是提供了一套非常实用的、基于现场金相分析和荧光渗透检测结果的评估流程图。这套流程图逻辑清晰，每一步都有对应的操作规范和判断标准，简直就是一份可以直接带到现场使用的“故障排除快速指南”。它真的帮助我构建了一个系统的、从宏观到微观的设备健康评估框架，大大增强了我面对突发设备问题的信心。

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我最近开始着手准备一个与流体输送系统相关的项目，急需一本能够深入浅出讲解各类无损检测技术的参考书。我在市面上对比了许多同类书籍，很多都过于偏重理论推导，公式堆砌得让人望而却步，真正能将检测原理与实际操作流程紧密结合的实在难寻。这本《化工机械检测实验》在我的阅读体验中，最出彩的地方在于它对“为什么要做这个检测”和“如何从数据中解读故障”这两个核心问题的解答。例如，在谈及超声波探伤时，它不仅仅罗列了声波在介质中传播的物理定律，更重要的是，它通过大量的实测波形图和对应的机械缺陷照片进行了对比分析，让我清晰地理解了“回波时间”和“信号强度”是如何直接关联到裂纹的深度和尺寸的。这种“理论支撑操作，操作印证理论”的叙事方式，极大地提高了我的学习效率。它更像是一位经验丰富的老工程师在手把手地带着你入门，而不是冷冰冰的教科书，这对于我们这些需要快速将知识转化为实际技能的人来说，价值无法估量。

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这本《化工机械检测实验》的封面设计和装帧质感给我留下了非常深刻的第一印象。书皮采用了一种略带哑光的材质，触感扎实，翻阅时能感受到纸张的厚重和品质，这对于一本理工科的专业教材来说至关重要，毕竟它需要经受住实验室环境的磨损。我尤其欣赏封面上那张略显抽象的、带有精密仪器线条的图案，虽然看不出具体是哪种检测设备，但那种机械的美感和严谨的气息扑面而来，让人对接下来的内容充满期待。内页的排版布局也做得相当考究，图文混排的区域划分清晰明了，黑白图的清晰度和线条的锐利程度都达到了极高的标准，即使是复杂的机械结构示意图，也能够让人一目了然。我特意翻阅了几页，发现其中对实验步骤的描述部分，采用了加粗和缩进的格式，这对于在动手操作时快速定位关键信息简直是福音。总的来说，从视觉和触觉上来说，这本书绝对称得上是理工科教材中的精品，完全符合我对于一本高质量实验指导书的所有期许，让人在尚未深入内容前，就对其专业性和实用性产生了强烈的信任感。

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