工程化学基础实验

工程化学基础实验 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

出版者:西南交通大学出版社
作者:童志平
出品人:
页数:239
译者:
出版时间:2006-9
价格:23.00元
装帧:简裝本
isbn号码:9787811044119
丛书系列:
图书标签:
  • 工程化学
  • 化学实验
  • 基础化学
  • 化工基础
  • 实验教学
  • 高等教育
  • 大学教材
  • 分析化学
  • 物理化学
  • 应用化学
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具体描述

全书由实验基础、常用实验仪器和基本操作技术、常用测量仪器、实验内容、附录等五个部分组成。共编写了48个实验,其中验证理论教学内容和训练化学实验基本操作的基础实验18个;综合型、设计型实验16个;研究创新型实验8个;个性化实验6个。内容包括:化学实验基础知识和基本操作技术;化学基本原理实验和化学物理量的测定;常见元素及化合物的性质及化合物的制备、提纯和分析检测;常见离子的分离鉴定;化学及其技术在环境监测、工程建设和日常生活中的应用及附录等。 本书可供非化学、化工类各专业学生的公共基础实验课使用,也可作为化学、化工工作者进行教学、科研和实际工作的参考书。

《材料性能与制备导论》 本书旨在为化学、材料科学、物理学以及相关工程领域的初学者提供一个系统而全面的材料性能与制备基础知识框架。我们深入探讨了材料的微观结构如何决定其宏观性质,并详细介绍了多种关键的材料制备技术。 核心内容概述: 第一部分:材料的微观结构与宏观性能 原子与分子世界的基石: 本部分首先回顾了原子结构、化学键合(离子键、共价键、金属键、范德华力)以及分子间作用力的基本概念。我们将这些微观层面的知识与材料的宏观表现紧密联系起来,例如,不同化学键的强度直接影响材料的熔点、硬度和导电性。 晶体结构与非晶态材料: 深入解析了金属、陶瓷和聚合物等材料常见的晶体结构,包括点阵、基元、晶面和晶向的概念。我们将通过具体的实例,如面心立方(FCC)、体心立方(BCC)和六方密堆积(HCP)结构,解释它们如何影响材料的力学性能,如延展性和强度。同时,我们也探讨了玻璃、橡胶等非晶态材料的结构特点及其独特的性能。 缺陷与性能的关联: 材料的性能并非只由理想结构决定,缺陷的存在至关重要。本部分详细介绍了点缺陷(空位、填隙原子、取代原子)、线缺陷(位错)和面缺陷(晶界、层错)的类型、形成机制以及它们对材料力学性能(如屈服强度、加工硬化)、扩散行为和电学性质的影响。我们将通过理解位错的运动来解释金属的塑性变形。 相图的解读与应用: 相图是理解多组分材料行为的关键工具。本书将系统性地介绍二元相图的构成元素,如纯组元、固溶体、化合物、共晶反应、共析反应等。通过对相图的学习,读者将能够预测在不同温度和成分下材料的相组成和微观结构,从而指导材料的退火、固溶处理等热处理工艺,优化材料性能。我们将以经典的铁碳相图为例,深入分析钢和铸铁的相变过程及其对性能的影响。 力学性能表征: 本部分重点介绍了评价材料抵抗外力作用能力的各项力学性能指标,包括弹性模量、泊松比、屈服强度、抗拉强度、伸长率、断面收缩率、硬度(布氏、洛氏、维氏)以及冲击韧性。我们将详细阐述拉伸试验、硬度试验等典型试验的原理和操作,并解释如何从试验数据中获取有用的信息。同时,也会初步介绍疲劳和蠕变等与时间相关的力学行为。 热学与电学性能: 探讨了材料的导热性、比热容、热膨胀系数以及导电性、介电常数、电阻率等关键热学和电学性能。我们将分析这些性能与材料内部微观结构(如电子结构、晶格振动、载流子类型和浓度)之间的联系。例如,金属的良好导电性源于自由电子的流动,而陶瓷的绝缘性则与其离子键和电子的束缚有关。 光学与磁学性能: 介绍材料与光相互作用的现象,如反射、折射、透射、吸收和散射,以及由此产生的颜色、透明度、荧光等光学性质。同时,我们也深入研究材料的磁性,包括顺磁性、抗磁性、铁磁性、反铁磁性和亚铁磁性,并解释这些磁行为与材料内部电子自旋和轨道运动的关系。 第二部分:关键材料制备技术 金属材料的制备: 详细介绍金属冶炼的基本原理,包括矿石的富集、还原以及合金的熔炼。重点阐述铸造(砂型铸造、金属型铸造、熔模铸造)、锻造(模锻、自由锻)、轧制、挤压、拉拔等成形工艺,分析不同工艺对材料微观组织和性能的影响,以及热处理(退火、正火、淬火、回火)在改善金属材料性能中的作用。 陶瓷材料的制备: 介绍陶瓷原料的准备(球磨、混合)、成型(压制、注浆、挤出)和烧结过程。我们将探讨烧结温度、时间、气氛等因素如何影响陶瓷的致密度、晶粒生长和最终性能。同时,也会涉及先进陶瓷的制备技术,如等离子喷涂、粉末冶金等。 高分子材料的制备: 深入讲解聚合反应(自由基聚合、离子聚合、缩聚、加聚)的机理,以及由此产生的不同分子量分布和结构。介绍高分子材料的加工成型方法,如注塑成型、挤出成型、吹塑成型、压延成型和纤维纺丝等。我们将分析这些工艺如何影响高分子链的排列和取向,进而影响材料的力学和热学性能。 复合材料的制备: 复合材料因其优异的性能组合而备受关注。本部分将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)和颗粒增强复合材料的制备方法,包括层压成型、缠绕成型、真空辅助树脂灌注(VARTM)等工艺。我们将重点讲解基体与增强体的界面结合对整体性能的重要性。 薄膜与表面处理技术: 介绍制备功能性薄膜和改性材料表面的关键技术,包括物理气相沉积(PVD,如溅射、蒸发)、化学气相沉积(CVD)、溶胶-凝胶法等。我们将阐述这些技术如何控制薄膜的厚度、组成和微观结构,以及它们在电子、光学和防护涂层领域的应用。 本书特色: 理论与实践紧密结合: 在讲解理论知识的同时,穿插了大量实际应用案例,帮助读者理解材料科学在工程领域中的重要作用。 图文并茂,深入浅出: 大量使用图表、示意图和显微照片,力求将复杂的概念以最直观的方式呈现给读者。 循序渐进,逻辑清晰: 内容组织从基础概念到复杂技术,由微观到宏观,结构严谨,便于读者系统学习。 强调性能与结构的关联: 贯穿全书的核心思想是理解材料的微观结构如何决定其宏观性能,为读者提供一个深入的视角。 本书适合所有对材料性能、制备及其应用感兴趣的学生和从业人员。通过学习本书,读者将能够建立起扎实的材料科学与工程基础,为后续更深入的专业学习和研究打下坚实的基础。

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读后感

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用户评价

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这本书的语言风格,透露出一种非常资深、却又极其谦逊的学术态度。它很少使用那种夸张的、鼓吹性的词汇来形容某个理论的“伟大”或某个实验的“重要性”。相反,作者的叙述是沉稳而客观的,仿佛在陈述一个已经被时间检验过的真理。我特别喜欢它在引入一些较难的概念时,会先从一个非常贴近生活的现象或者一个简单的宏观观察入手。例如,在讨论界面现象时,它不是直接给出吉布斯吸附等温线,而是先描述了肥皂是如何清洁污垢的,以及为什么有些液体容易铺展而有些会聚成球。通过这种“由果溯因”的教学方式,使得原本高冷的物理化学知识瞬间变得生动起来,也更容易被大脑吸收和记忆。这本书的价值,在于它建立了一种“可解释性”的知识体系,而不是简单地提供一个“答案”。读完之后,你会发现自己不再是死记硬背公式的机器,而是对化学过程的驱动力和内在逻辑有了更深刻的洞察力,这对于后续学习更深入的专业课程是极其宝贵的财富。

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老实讲,这本书的“实验”部分,才是真正让我刮目相看的地方。很多实验教材,无非是把操作步骤罗列出来,让你对着清单一步步做,出了问题也只知道是哪里操作失误。但《工程化学基础实验》的处理方式完全不同。它更像是在进行一场科学探究,而实验操作只是验证假设的手段。每一个实验的设计都紧密围绕着一个核心的科学问题。比如,在进行酸碱滴定时,它不满足于简单的滴定终点判断,而是要求我们记录并分析滴定曲线的斜率变化,并结合溶液的离子强度变化来解释缓冲区的形成。这种深度,让我从单纯的“操作员”变成了一个“思考者”。我记得我们在做气液平衡实验时,指导老师让我们先根据理论预测平衡分压,然后记录实际数据。结果我们的实际数据和理论值总是有偏差,一开始大家都很沮丧。后来翻阅教材中关于非理想气体行为的讨论,才意识到是我们忽略了高压下气体间的范德华力修正。这本书的价值就在于,它教会你如何在实验中发现理论的局限性,并引导你去探究背后的科学机制。这种注重实验思维训练的编写风格,对于培养未来工程师的严谨态度至关重要。

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这本书,说实话,刚拿到手的时候,我还有点忐忑。毕竟“基础”两个字,总让人担心是不是过于陈旧或者理论性太强,毕竟现在很多新出的教材恨不得把最前沿的技术都塞进去。然而,当我翻开第一章,那种扎实而严谨的感觉立刻抓住了我。它没有急于展示那些炫酷的工业应用,而是花了大量篇幅去夯实化学反应动力学和热力学的基本原理,用图表和公式把那些抽象的概念讲得清晰透彻。比如,在讲解反应速率常数的温度依赖性时,作者居然能用一种近乎讲故事的方式,把阿伦尼乌斯方程的由来和物理意义娓娓道来,而不是简单地抛出一个公式让读者死记硬背。我记得有一次实验预习,我在一个关于催化剂选择性的问题上卡住了很久,去查了好几本参考书都没找到满意的解释。最后,还是在这本书的某个小节里,通过对过渡态理论的深入剖析,我茅塞顿开。那种感觉,就像是拨开了一层迷雾,看到了问题的本质。这本书的编排逻辑,是层层递进的,知识点之间的衔接极其自然,完全符合一个初学者建立完整知识体系的需求。它不是一本工具书,而更像是一位循循善诱的良师,耐心地引导你走过化学世界的每一个关键路口。

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这本书最让我感到“实用”的地方,在于它对误差分析和数据处理的重视程度。在很多基础教材中,误差分析往往是一笔带过,告诉你“注意实验误差”,然后就没有然后了。但《工程化学基础实验》为此专门设置了一个很长的章节,系统地介绍了系统误差和随机误差的区分,以及如何运用标准差、置信区间等统计工具来量化实验结果的可信度。更重要的是,它不仅仅停留在理论层面,而是紧密结合实验案例进行讲解。比如,在分析某个重结晶实验的收率时,它会给出具体的计算模板,教你如何将测量仪器的精度限制、样品称量的微小偏差等都纳入最终的误差报告中。这让我深刻理解到,在真实的工程环境中,一个“完美”的结果是不存在的,如何科学地报告和接受误差,才是专业素养的体现。这种深入到工程实践层面的训练,使得这本书不仅仅是一本学习化学知识的教材,更是一本关于“如何做科学实验”的入门指南。它弥补了纯理论学习中经常出现的“纸上谈兵”的缺陷。

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我必须承认,这本书的排版和插图,一开始让我有些失望,它没有追求那种花里胡哨的现代感。封面朴实无华,内部的插图很多都是线条勾勒的示意图,甚至有些图看起来有点“复古”。但是,当你真正沉下心去阅读,就会明白这种选择的良苦用心。那些看似简单的插图,往往是最能抓住核心的。比如,在讲解相图时,它没有用那些五颜六色的三维渲染图,而是用最简洁的等高线和剖面图,把多组分系统的热力学相变过程清晰地展现出来。这种克制的设计语言,反而迫使读者将注意力完全集中在化学原理本身,而不是被视觉上的“噪音”干扰。此外,书中对公式的推导过程非常详尽,每一个变量的引入、每一步的积分或微分,都有清晰的文字说明,保证了逻辑链条的完整性。对于我这种需要反复核对推导过程以确保理解无误的学生来说,这简直是福音。它避免了那种“你得自己跳过这几步”的含糊不清,真正做到了对读者负责的态度。

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