机械原理学习指导与习题选解 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:高等教育

作者:邹慧君

出品人:

页数:452

译者:

出版时间:2007-3

价格:33.00元

装帧:

isbn号码:9787040206098

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冶金工程学导论 本书旨在为冶金工程领域的初学者提供一个全面而系统的入门指南，深入浅出地阐述冶金学的基本原理、核心技术、发展历程以及未来趋势。 --- 第一章：冶金学的基石与发展脉络 本章首先界定了冶金学的范畴及其在现代工业体系中的战略地位。冶金学不仅是关于金属提取和加工的科学，更是材料科学、化学工程和热力学深度交叉的前沿学科。我们将追溯冶金技术从古代的火法炼金到现代的精密控制冶炼的历史演变。 1.1 冶金学的学科定位与研究范畴 详细阐述冶金学的两大核心分支：湿法冶金（Hydrometallurgy）和火法冶金（Pyrometallurgy）。湿法冶金侧重于利用水溶液中的化学反应实现金属的浸出、净化和回收，尤其适用于低品位矿石和二次资源的利用。火法冶金则涉及高温下的物理化学过程，如熔炼、精炼和还原，是黑色金属和许多有色金属生产的传统支柱。此外，还将介绍电冶金（Electrometallurgy），重点讨论电解法在铝、铜等高纯金属生产中的关键作用。 1.2 冶金过程的热力学与动力学基础 冶金过程本质上是复杂的化学反应过程，其可行性受热力学约束，反应速率受动力学控制。本节将复习和应用吉布斯自由能（Gibbs Free Energy）的概念，分析高温反应的自发性与平衡转化率。重点解析Ellingham图，这是理解氧化还原反应在不同温度下驱动力的核心工具。在动力学方面，将探讨反应物扩散、界面反应速率以及传质现象在炉内过程中的影响，为后续章节的工艺设计提供理论支撑。 1.3 矿石资源与冶金原料 全面介绍全球主要金属矿产资源的分布、赋存状态及开采现状。详细描述矿石的类型（如氧化矿、硫化矿、混合矿）及其对冶金工艺选择的影响。讲解矿石的预处理过程，包括选矿（Mineral Processing），如破碎、磨矿、浮选、磁选和重选，这些步骤直接决定了进入冶金炉料的质量与成本。 --- 第二章：黑色金属冶金——钢铁的炼成 钢铁是现代工业的支柱，本章将聚焦于铁和钢的生产技术。 2.1 铁的冶炼：高炉过程（Blast Furnace Process） 深度解析高炉炼铁的基本原理。从原料的准备（烧结、球团）开始，详细描述高炉的结构、操作参数（风温、鼓风量、负荷制度）的控制意义。重点剖析高炉内的复杂反应区：预热带、还原带、熔融带和炉底。讲解焦炭的作用（燃料、还原剂、骨架）以及炉渣的形成和作用，最终实现铁水的质量控制。 2.2 炼钢工艺：从生铁到钢材 阐述炼钢的本质——脱碳、脱硫、脱磷和合金化。详细介绍两大主流炼钢方法： 转炉炼钢（Basic Oxygen Furnace, BOF）：基于氧气吹炼的快速氧化过程，强调氧气射流的动力学效应与炉内传热传质的耦合。 电炉炼钢（Electric Arc Furnace, EAF）：主要利用电能加热，是废钢回收利用的主要途径，讨论电极操作与炉衬材料的选择。 2.3 钢的精炼与连铸技术 介绍二次冶金（Secondary Metallurgy）的重要性，包括真空处理、炉外脱气（VOD, RH处理）等，以满足高品质、特种钢对杂质和气体含量的苛刻要求。详述连铸技术（Continuous Casting），从液相到固相的转变控制，以及如何通过控制冷却速率和二次冷却强度来保证铸坯的内部质量和表面质量。 --- 第三章：有色金属冶金的核心技术 本章将系统介绍铜、铝、铅、锌等重要有色金属的提取与精炼方法。 3.1 铜的冶炼：火法与电解的结合 分析硫化铜矿的火法冶炼流程，包括熔炼、吹炼（转炉炼铜），以及重点讨论冰铜（Matte）的形成与成分控制。随后，深入探讨电解精炼（Electrorefining）在获得高纯度阴极铜中的不可替代性。对于氧化铜矿，将介绍湿法冶金中的浸出与溶剂萃取-电积（SX-EW）工艺。 3.2 铝的冶炼：拜耳法与霍尔-埃鲁法 铝的生产是能源消耗巨大的过程，本章将详述从铝土矿到氧化铝（拜耳法），再到氧化铝电解制铝（霍尔-埃鲁法）的完整链条。详细解释电解槽中的电化学反应，包括铝的析出反应、阳极的消耗机制以及氟盐电解质的作用。讨论节能降耗的工艺改进方向。 3.3 铅和锌的冶炼 介绍铅的火法冶炼（如烧结-鼓风炉法）和锌的湿法冶金（浸出-净化-电积）。特别强调锌生产中浸出液的净化步骤，这是确保后续电积产品质量的关键。 --- 第四章：环境与可持续性冶金 现代冶金工程必须关注环境影响和资源循环利用。 4.1 冶金过程的污染物控制 系统分析冶金生产中产生的主要污染物：SO2（二氧化硫）的捕集与转化（如硫酸联产）、含尘气体的净化（布袋除尘、电除尘器）以及冶金炉渣和尾矿的处理。强调“以渣定产”的理念，探索炉渣的资源化利用途径，如建材、道路填料等。 4.2 冶金过程的能源效率与循环经济 探讨如何通过优化热能回收系统、利用余热发电来提高整体能源利用效率。重点阐述二次资源（城市矿山）的冶金学回收技术，包括废旧电子电器（WEEE）中贵金属和稀有金属的解离、分离和富集技术，以实现材料的闭路循环。 4.3 新型冶金技术展望 介绍面向未来的冶金技术趋势，如：等离子体冶金在难处理矿物资源中的应用潜力；微生物浸出技术（Bioleaching）在低品位或复杂硫化矿处理中的成本优势；以及智能传感器与过程优化在提高生产稳定性和降低能耗方面的集成应用。 --- 总结： 本书力求在理论深度和工程实践之间搭建坚实的桥梁，通过对冶金学核心单元操作的系统梳理，培养读者分析和解决实际冶金生产问题的能力，为后续深入学习材料科学、化工过程或进入工业界打下坚实的基础。内容详实、图表丰富，是冶金工程专业学生和相关技术人员的理想参考用书。

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我注意到，在介绍某些高级概念时，作者采取了一种非常巧妙的对比手法。比如在解释瞬心法和速度投影法时，它们各自的优缺点和适用范围都被拿出来进行横向的比较分析，而不是仅仅孤立地讲解。这种并列对比的教学方式，极大地帮助我形成了对不同分析工具的全面认知，避免了在实际应用中因为工具选择错误而导致的计算偏差。这种宏观的、系统性的比较分析，在很多其他教材中是很难看到的。它不仅仅是知识点的罗列，更像是在构建一个知识地图，清晰地标示出每条路径的优劣，使得读者能够根据具体问题，迅速做出最恰当的分析选择。这种深层次的思考引导，才是真正有价值的学习资源所在。

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这本书的装帧质量和纸张选择也值得一提。在如今很多出版物都倾向于降低成本的时代，这本书显然在材质上投入了不小的成本。纸张的厚度和光洁度非常适合长时间阅读，即便是长时间在台灯下仔细研读那些复杂的几何图示，眼睛也不会感到明显的疲劳。装订也很结实，我可以放心地将它摊平在桌面上，不用担心书脊会因为过度翻阅而损坏。这种对物理载体的重视，其实也间接反映了作者和出版方对于内容本身的尊重。一本内容扎实的好书，理应有一个与之匹配的、经久耐用的外壳，这本书在这方面做得非常到位，让人有收藏和反复使用的欲望。

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作为一名希望提升自身工程素养的业余爱好者，我对于阅读材料的选择向来比较挑剔，我希望找到的不仅是知识的堆砌，更是一种解决问题的思维框架。这本书在理论阐述的深度上，拿捏得恰到好处。它没有过度纠缠于过于抽象的数学证明，而是将重点放在了如何运用这些原理去“设计”和“分析”实际存在的机构。我发现它在讲解例如凸轮机构或齿轮传动时，会穿插一些历史上的经典设计案例，这种历史的厚重感让理论不再是冰冷的公式，而是人类智慧的结晶。这种叙事方式极大地激发了我的学习兴趣，让我感觉自己不是在被动地接受知识，而是在参与一场工程学的探索之旅。这种注重“为什么”和“怎么用”的视角，是很多传统教材所欠缺的。

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我过去在学习相关课程时，总觉得课本上的例题要么过于简单，要么直接就是照搬书本上的理论推导，很少能真正触及到工程实践中的复杂情景。然而，这本书在习题部分的编排上，展现出一种对实际应用的高度重视。我仔细研究了其中几组综合性的练习题，它们不仅仅是简单地套用公式，而是要求我们将不同章节的知识点融会贯通，去解决一个更为贴近真实机械系统的问题。这种“跨章节整合”的训练模式，极大地锻炼了我的分析和解决问题的能力。更重要的是，它的解题步骤详尽到几乎可以作为一份标准的操作手册来参考，每一步的逻辑推导都清晰可见，尤其是那些关键的受力分析和运动轨迹的确定，作者都给出了非常细致的解释，这对于我这种喜欢“刨根问底”的读者来说，简直是福音。

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这本书的封面设计，色彩搭配和字体选择都挺有意思的，给人一种既专业又不失活泼的感觉。初次翻阅时，我注意到它的排版非常清晰，图文并茂的展示方式让复杂的概念变得直观易懂。特别是那些插图，每一个都经过精心绘制，既准确地表现了机械原理的核心要素，又不会让读者感到视觉疲劳。很多教科书在理论讲解上容易陷入晦涩的文字泥潭，但这本在这一点上做得相当出色，它似乎很清楚读者在学习过程中可能遇到的难点，并用更贴近实际应用的语言去引导思考。我特别欣赏它在不同章节之间逻辑衔接的处理，从基础的运动学到动力学分析，再到机构设计，每一步的推进都显得水到渠成，没有那种生硬的跳跃感。对于一个初学者来说，这种循序渐进的编排方式无疑是巨大的帮助，它有效降低了入门的门槛，让人愿意继续深入探索下去。

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