具体描述
工程力学（高等学校教材），ISBN：9787040193312，作者：陈传尧
好的，以下是一份为一本名为《工程力学》的图书撰写的、不包含其内容的详细简介。 --- 《材料科学基础：性能、结构与应用》 导言：塑造现代世界的基石 在人类文明的演进历程中，我们对物质世界的理解与驾驭能力，始终是推动技术进步的核心驱动力。从早期的青铜器到如今的超导材料与纳米器件，材料的选择与设计，直接决定了工程技术的边界与未来。本书《材料科学基础：性能、结构与应用》旨在为读者构建一个全面、系统且深入的材料科学知识框架，它不是关于如何计算结构受力，而是聚焦于物质本身的内在奥秘——原子层面的排列、宏观层面的表现，以及它们如何在严苛的工程环境中协同作用。 本书深刻剖析了材料的微观结构与宏观性能之间的内在联系，这正是材料科学这门交叉学科的魅力所在。我们着重探讨的材料范畴涵盖了金属、陶瓷、高分子聚合物以及复合材料，力求展示每种材料体系独特的物理化学特性与工程价值。 第一部分：结构之源——材料的微观世界 材料的性能，归根结底源于其内部的结构。本部分将引导读者深入原子与晶体层面，理解材料科学的底层逻辑。 第一章：晶体结构与缺陷理论 我们首先从周期性的晶格结构入手，详述面心立方（FCC）、体心立方（BCC）及密排六方（HCP）等基本晶体结构的几何特征及其对材料塑性的影响。随后，重点讨论晶体缺陷的分类与重要性。点缺陷（空位、间隙原子、取代原子）如何影响扩散速率；线缺陷——位错的存在如何解释金属的塑性变形机制；面缺陷（晶界）如何成为晶粒间相互作用的关键区域。对缺陷的理解是后续讨论材料力学响应的基础。 第二章：相变与热力学基础 材料的性能往往与其所处的平衡或非平衡状态密切相关。本章引入材料热力学基础，如吉布斯自由能的概念，解释相变发生的驱动力。我们将详细分析二元合金相图（如Fe-C系以外的经典合金系统），重点阐述固溶、析出、共晶等关键相变过程。理解相变动力学——形核与长大，是控制材料微观结构、从而调控宏观性能的关键。 第三章：扩散机制与动力学 原子间的迁移是材料加工与服役过程中至关重要的过程，例如热处理强化、表面改性等。本章深入探讨宏观可观测的扩散现象背后的微观机理，包括菲克定律的应用、扩散系数的温度依赖性（阿伦尼乌斯关系），以及晶界、空位等缺陷对扩散速率的显著影响。 第二部分：性能展现——材料的物理与力学特性 掌握了结构基础后，本书将聚焦于材料在不同外部刺激下的响应，这是材料工程应用的核心。 第四章：机械性能的表征与机制 本章系统梳理金属、陶瓷和聚合物的经典力学性能测试方法（拉伸、压缩、弯曲、冲击）。我们不仅关注屈服强度、抗拉强度、硬度等静态指标，更深入剖析材料的韧性与脆性行为。特别地，对于金属，本章详细阐述了位错运动、加工硬化以及冷加工与退火对强度的循环影响。对于陶瓷和高分子材料，则侧重于其对裂纹扩展的抵抗能力及蠕变行为。 第五章：电学、磁学与光学性能 现代工程对材料的功能性要求日益提高。本章涵盖了电子结构与材料导电性的关系，区分导体、半导体与绝缘体。针对磁性材料，我们探讨了磁畴理论、居里温度以及软磁与硬磁材料的应用领域。在光学方面，将讨论透明度、折射率及其在光电子器件中的应用潜力。 第六章：腐蚀与老化：材料的服役环境挑战 材料在实际环境中，特别是潮湿、高温或化学侵蚀条件下，性能会发生不可逆的劣化。本章集中讨论金属的电化学腐蚀机理（如原电池、应力腐蚀开裂），以及高分子材料的光氧化、热氧化和水解老化过程。提供了缓蚀剂的选择、保护涂层设计等工程应对策略。 第三部分：材料家族及其工程应用 本部分将前两部分学到的基础原理应用于三大核心材料体系，并展望前沿复合材料领域。 第七章：金属材料的合金设计与热处理 重点分析结构钢、不锈钢以及铝合金、钛合金等关键工程金属的微观结构控制技术。详细介绍淬火、回火、渗碳、时效硬化等热处理工艺如何精确调控晶粒尺寸、析出相分布，以实现强度、韧性的优化平衡。 第八章：陶瓷与玻璃：高硬度与耐热性的奥秘 探讨陶瓷材料（氧化物、非氧化物）因其强共价键而带来的优异耐高温、耐磨损特性，同时分析其内在的脆性问题。阐述先进陶瓷（如氮化硅、碳化硅）在结构件（发动机部件）和功能件中的应用，以及玻璃的非晶态结构特点。 第九章：高分子聚合物的结构与粘弹性 高分子材料因其轻质、易加工和可设计性强而应用广泛。本章侧重于聚合物的分子链结构（结晶度、玻璃化转变温度Tg）如何决定其粘弹性行为。深入探讨橡胶、塑料、纤维的拉伸取向、交联反应及其在包装、医疗和结构工程中的专业用途。 第十章：复合材料：协同效应的设计 复合材料通过结合不同材料的优势，突破了单一材料的限制。本章系统介绍纤维增强复合材料（如碳/环氧树脂）和颗粒增强复合材料的界面设计、增强相的有效性分析，以及层合板的各向异性力学行为。 结论与展望：面向未来的材料创新 本书的终极目标是培养读者从微观结构预测宏观性能，并能基于此进行材料选择与创新设计的思维模式。未来的材料科学将聚焦于自修复材料、能源存储材料（电池电极、燃料电池膜）以及先进功能薄膜的开发，这些都建立在对本教材所涵盖的结构与性能基本原理的深刻理解之上。掌握了这些基础，便能站在前沿，驾驭下一次工业革命的浪潮。 --- 本书特点： 结构-性能耦合分析： 始终贯穿“结构决定性能”的主线，避免孤立地讲解物理现象。 丰富的工程案例： 将理论知识嵌入到实际的材料选择与失效分析案例中，增强实用性。 跨学科视角： 融合了物理化学、固态物理和工程热力学的概念，构建材料科学的完整体系。
作者简介
目录信息
读后感
评分
评分
评分
评分
评分
用户评价
评分
评分
评分
评分
评分
相关图书
本站所有内容均为互联网搜索引擎提供的公开搜索信息，本站不存储任何数据与内容，任何内容与数据均与本站无关，如有需要请联系相关搜索引擎包括但不限于百度，google,bing,sogou 等
© 2026 book.quotespace.org All Rights Reserved. 小美书屋 版权所有