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出版者:机械工业

作者:李炜新

出品人:

页数:187

译者:

出版时间:2011-8

价格:22.00元

装帧:平装

isbn号码:9787111227021

丛书系列:

图书标签:

• 金属材料
• 热处理
• 材料科学
• 金属工程
• 机械工程
• 材料工艺
• 热处理技术
• 金属加工
• 材料性能
• 工业技术

现代材料科学与工程导论 本书导读：探索材料世界的广袤疆域 《现代材料科学与工程导论》旨在为读者构建一个全面而深入的材料科学与工程知识框架。本书超越了单一材料类别的局限，以一种跨学科的视角，系统梳理了从微观原子结构到宏观工程应用的全过程。它不仅仅是一本教科书，更是一把开启理解现代工程设计与创新大门的钥匙。 第一部分：材料科学的基石——结构与性能的内在联系 本部分聚焦于材料世界的基本构建模块，阐释了材料的内在结构如何决定其宏观性能。我们将从最基础的原子尺度开始，深入探讨晶体结构、晶格缺陷的形成与运动，这些微观特征是理解材料行为的根本。 第一章：原子结构与化学键 本章详细解析了原子轨道理论、电子排布，以及不同类型的化学键——包括离子键、共价键、金属键和范德华力。重点讨论了这些键合方式如何影响材料的熔点、电导率和机械强度。我们引入了相图（Phase Diagrams）的概念，作为理解多组分材料平衡状态的关键工具，特别是二元合金体系中的固液相平衡及其在材料设计中的应用。 第二章：晶体结构与衍射 我们详细介绍了金属、陶瓷和聚合物常见的基本晶体结构（如面心立方、体心立方和六方最密堆积）。随后，引入X射线衍射（XRD）技术，阐述了如何利用晶体结构信息进行材料的物相鉴定、晶粒尺寸分析和应力测量。这一章强调了晶体取向对各向异性材料性能的影响。 第三章：材料中的缺陷工程 本章深入探讨了材料中不可避免的缺陷，包括点缺陷（空位、间隙原子）、线缺陷（位错）和面缺陷（晶界、孪晶界）。重点分析了位错运动在材料塑性变形中的核心作用，并解释了如何通过控制这些缺陷（例如通过固溶强化、加工硬化）来精确调控材料的力学性能。 第二部分：工程材料的分类与特性 本部分将工程材料划分为三大主要类别，并针对每一类材料的独特属性、制备工艺和典型应用进行详尽的分析。 第四章：工程金属材料的性能矩阵 本章集中于金属材料。除了对传统钢铁材料的微观组织演变进行探讨外，更将研究重点扩展到先进的轻质合金（如铝、镁、钛合金）和高温合金。我们将分析金属的蠕变、疲劳和断裂机制，并引入断裂韧性的概念，解释如何通过设计应力集中区域的几何形状来提高结构可靠性。 第五章：先进陶瓷材料的韧性挑战 陶瓷因其优异的耐高温性、耐腐蚀性和绝缘性而备受青睐。本章详述了氧化物、非氧化物陶瓷（如氮化硅、碳化硅）的制备方法——重点是粉末冶金技术。核心内容在于分析陶瓷材料的固有脆性，并探讨引入第二相粒子、晶界工程等方法来提升其断裂韧性的前沿研究。 第六章：聚合物科学与工程 聚合物（塑料、弹性体和纤维）是现代生活不可或缺的部分。本章解释了链结构、分子量分布对聚合物粘弹行为的影响。内容涵盖了玻璃化转变温度（Tg）、熔点（Tm）的概念及其测量方法。此外，我们将讨论聚合物的复合化改性，例如纤维增强复合材料（FRP）的界面性能分析。 第三部分：材料的动态响应与功能化 现代工程要求材料不仅能承受静态载荷，还必须在复杂多变的服役环境下保持稳定，并具备特定的物理或化学功能。 第七章：材料的力学行为与失效分析 本章系统阐述了弹性、粘弹性、粘塑性等本构关系。对拉伸、压缩、剪切等基本试验进行了详细介绍。重点分析了材料在交变载荷下的疲劳寿命预测模型（如S-N曲线、Paris定律），并结合实例讲解了宏观断口形貌分析在失效诊断中的应用。 第八章：材料的热力学与动力学过程 热处理（Heat Treatment）作为一项关键工艺，在本章得到深入剖析。我们将从热力学角度解释相变驱动力，动力学角度分析相变速率。详细讨论了扩散在材料内部过程中的作用，特别是碳在铁基材料中的扩散行为如何驱动淬火、回火等热处理过程，从而形成马氏体、贝氏体等特殊组织。 第九章：电学、磁学与光学材料的应用 本部分转向材料的功能性。我们将解释半导体的能带结构如何实现电子导电性；介绍磁性材料（硬磁/软磁）的磁滞回线和畴壁运动；并讨论介电材料的极化机制。这些知识是设计传感器、存储器件和光电器件的基础。 第四部分：面向未来的材料设计与制造 本部分关注材料工程的交叉学科前沿，特别是如何利用先进技术创造前所未有的材料体系。 第十章：复合材料的界面与协同效应 复合材料（Composites）是实现“1+1>2”性能的关键。本章详细探讨了不同基体（金属、陶瓷、聚合物）与增强相（纤维、颗粒、晶须）的组合策略。核心是分析增强相和基体之间的界面（Interphase）对整体性能的决定性影响，以及层合结构的设计原则。 第十一章：表面工程与防护技术 材料的服役寿命往往受制于表面状态。本章系统介绍各种表面改性技术，包括热喷涂、离子镀、化学气相沉积（CVD）和物理气相沉积（PVD）。重点阐述了这些技术如何在保持材料心部性能的同时，为表面提供卓越的耐磨损、耐腐蚀或生物相容性涂层。 第十二章：增材制造（3D打印）中的材料科学 增材制造正在革新传统的制造范式。本章探讨了在选择性激光熔化（SLM）、电子束熔化（EBM）等技术中，金属粉末的快速加热与冷却过程如何导致独特的微观组织（如柱状晶、高缺陷率），以及如何通过优化工艺参数来控制这些非平衡态组织，以满足航空航天等高标准应用的需求。 本书旨在培养读者运用材料科学的基本原理来解决实际工程问题的能力，引导他们掌握对现有工程材料的深入理解，并激发他们对下一代先进功能材料的探索热情。通过严谨的理论推导和丰富的工程案例相结合，读者将构建起坚实的材料科学与工程知识体系。

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作为一名有二十年经验的金属加工车间技术主管，我阅览过的材料技术书籍不下几十本，大部分都流于表面或者过于侧重于某一特定领域。然而，《金属材料与热处理》这本书展现出了一种罕见的宏观视野和微观深度的完美结合。我最看重的是它对失效分析案例的剖析。书中收录了几个经典的疲劳断裂和蠕变失效的案例，它不是简单地告诉我们“为什么会断”，而是通过对断口形貌的详细解读，回溯到材料的成分控制和热处理工艺曲线，逻辑链条完整得令人信服。这对于我们日常处理生产中的质量异议和设备维护至关重要。很多时候，问题出在工艺流程的某个细微偏差上，这本书教会我如何像侦探一样去追溯这些“历史记录”。此外，它对各种检测方法，如超声波探伤、金相分析的原理和局限性也有独到的见解，这让我们可以更科学地评估材料的内在质量。这本书的深度和广度，绝对称得上是行业内的“标杆之作”。

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这本《金属材料与热处理》实在让人爱不释手，从拿到它到现在，我几乎是手不释卷。我本职是做模具设计的，平时对材料性能和加工工艺的要求都比较高，但总觉得理论知识和实际操作之间有点脱节。这本书在这方面做得非常到位，它没有那种枯燥的教科书式的堆砌理论，而是用非常贴近实际应用的案例来讲解材料的微观结构和宏观性能之间的关系。比如，书中对不同合金钢在淬火、回火过程中的组织转变分析得极其透彻，配上了大量清晰的微观结构图谱，我能直观地感受到热处理参数对最终力学性能的决定性影响。特别让我印象深刻的是关于表面处理技术的那一章，它详细介绍了渗碳、氮化等工艺的机理和控制要点，这对我优化我们车间的热处理规范提供了非常直接的指导。我过去总觉得热处理就是个“经验活”，但读完这本书，我开始理解到每一个温度、每一个时间节点的背后都有坚实的科学依据。对于我们工程师来说，这不仅仅是一本工具书，更是一本能帮助我们建立系统性材料思维的宝典。强烈推荐给所有从事机械制造、材料科学领域的同行们！

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我对这本书的评价可能会比较独特一些，因为我不是直接从事冶金或制造行业，而是一名专注于材料科学史的研究人员。我发现《金属材料与热处理》这本书最迷人的地方在于，它在讲解技术细节的同时，也无形中勾勒出材料科学发展的脉络。比如，在讨论钢铁的碳当量理论时，作者会不经意地提及早期的冶金学家是如何通过反复的试错才摸索出这些规律的，这让冰冷的科学知识瞬间变得有温度、有人文关怀。书中对于不同时代冶金技术特点的对比，比如与传统坩埚炼钢法对比现代电炉精炼技术在杂质控制上的飞跃，让我体会到技术进步的艰辛与不易。这本书并非只关注“怎么做”，更关注“为什么会演变成这样”，这种历史的纵深感，极大地丰富了我的研究视角。它成功地将一本专业技术手册提升到了可以进行跨学科思考的高度，非常值得那些对材料科学发展史感兴趣的读者细细品味。

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我是一名刚刚踏入材料研究领域的本科生，拿到这本《金属材料与热处理》时，说实话，心里还是有点忐忑，毕竟专业书通常都比较晦涩难懂。但翻开第一页，我就被作者的叙事风格吸引住了。它不像我之前读过的那些偏重于公式推导的教材，这本书更像是一位经验丰富的导师在旁边耐心讲解。它用一种非常生动活泼的语言，将复杂的晶体学、相图理论融入到实际的金属性能变化中。比如，书中解释为什么铝合金要进行固溶处理和时效处理时，并不是简单地罗列步骤，而是通过对比处理前后的原子排列和位错运动，让我一下子就明白了这些工艺的目的性。而且，这本书的排版和插图设计也特别用心，许多图表都做了三维可视化处理，极大地降低了理解难度。我尤其欣赏它对新材料，比如一些先进的高熵合金的初步介绍，这让我的视野一下子开阔了，不再局限于传统的钢铁材料。这本书无疑是为我们这些初学者量身定做的一本入门与进阶的桥梁书。

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从一个热爱自己动手的业余爱好者角度来说，这本书简直是“宝藏”。我平时喜欢用一些现代金属材料来制作一些小型机械零件和工具，但总是受限于对材料特性的不了解，经常导致零件在加工或使用过程中出现意想不到的脆裂或变形。我之前买过很多面向大众的科普读物，但它们往往跳过了关键的工艺参数，比如奥氏体晶粒度的控制，或者残余奥氏体的消除。这本书虽然理论性强，但它对“操作窗口”的描述极其精准。比如，在介绍铝合金的T6状态处理时，它不仅仅告诉我们热处理的温度，还详细说明了淬火冷却速度对析出相形貌的具体影响，这对我自己控制家庭烤箱的加热速率和冷却环境提供了理论指导。最棒的是，它对不同热处理缺陷的识别和预防措施写得非常实用，让我现在做零件时，能预先规避很多潜在的失败风险。这本书的实用价值，远远超出了我对一本教材的预期。

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