具体描述
《现代材料科学基础：从原子结构到宏观性能》 图书简介 本书旨在为学习材料科学的初学者提供一个全面而深入的概述，重点阐述材料的微观结构、宏观性能及其相互之间的内在联系。不同于侧重于电气工程或电力应用的传统教科书，《现代材料科学基础》将视角聚焦于物质的本质——原子、晶格、缺陷、相变等基础概念，并系统地探讨这些微观因素如何决定材料的机械、热学、光学以及电学特性。 第一部分：材料的微观世界——原子与结构 本部分是理解所有材料行为的基石。我们从原子键合的本质开始，详细分析离子键、共价键、金属键和范德华力在不同材料体系（如陶瓷、聚合物、金属）中的作用。随后，深入探讨晶体结构，介绍密堆积原理、布拉维点阵、晶系分类，并辅以大量的晶体结构模型图示，帮助读者建立清晰的空间想象。 重点章节将放在晶体缺陷上。材料的宏观性能往往由其微观缺陷所主导。我们将详细剖析点缺陷（空位、间隙原子、取代原子）、线缺陷（位错）和面缺陷（晶界、孪晶界）。特别是对位错的分析，将贯穿后续关于金属塑性变形和强化机制的讨论。此外，非晶态和准晶体材料的结构特征也将被提及，以拓宽读者对“有序”与“无序”的理解。 第二部分：材料的制备与加工 材料的性能与其制备工艺密不可分。本部分关注如何通过控制结晶过程、相变动力学来获得具有特定微观结构的材料。 凝固过程与晶粒生长： 阐述从液态到固态转变的理论基础，包括成核（均相与非均相）和晶粒长大。讨论铸造过程中常见的缺陷，如枝晶生长和偏析现象。 粉末冶金与烧结： 详细介绍粉末的制备、成型以及烧结过程中的致密化机制。这对于理解先进陶瓷和难熔金属的制造至关重要。 热处理： 介绍扩散理论在材料强化中的应用，如固溶强化、沉淀硬化（以铝合金的析出为例）和相变强化（如钢中的马氏体转变）。我们将深入分析时效、淬火和回火等关键热处理步骤对组织和性能的调控作用。 第三部分：性能与结构的关系——性能的宏观体现 这是全书的核心，旨在建立“结构决定性能”的桥梁。我们将系统地考察四种主要的宏观性能，并追溯其根源。 机械性能： 详细阐述应力、应变、弹性模量、屈服强度和断裂韧性。重点分析金属的塑性变形机制（位错运动与交滑移），介绍加工硬化、晶粒细化对强度的提升。更进一步，我们将探讨疲劳（低周与高周）、蠕变等时间依赖性失效模式，以及如何通过微观结构设计（如引入第二相、控制晶界）来提高抗疲劳寿命。断裂力学基础将被引入，解释裂纹的萌生与扩展。 热学性能： 探讨材料的热容量、热导率和热膨胀系数。热导率的分析将侧重于晶格振动（声子）和电子在传热中的贡献，尤其是在半导体和陶瓷中的差异。 光学性能： 介绍光的吸收、反射和透射机制。分析电子能带结构如何决定材料是透明、半透明还是不透明，并讨论等离激元效应、光子晶体等前沿概念。 电学性能（区别于应用，聚焦于本质）： 虽然本书不深入电学设备的具体应用，但会扎实讲解电学特性的微观基础。详细分析导体、半导体和绝缘体之间的区别——源于费米能级和能带结构的差异。对于半导体，深入解析载流子（电子和空穴）的输运机制，以及掺杂对导电率的调控。对于介电材料，探讨极化机制和介电常数的物理意义。 第四部分：先进材料与前沿领域 在打下坚实的基础后，本部分将目光投向当前材料科学研究的热点。 聚合物科学基础： 介绍链结构、分子量、粘弹性、玻璃化转变温度（Tg）及其对材料应用的影响。 功能材料概览： 简要介绍磁性材料（硬磁与软磁的微观成因）、压电与热释电材料的基本原理。 纳米材料的特殊性： 探讨尺寸效应如何改变材料的固有属性，如量子尺寸效应、高比表面积对催化和储能的影响。 目标读者： 本书适合于材料科学、化学工程、物理学、机械工程等专业背景的本科生和研究生作为入门教材。它要求读者具备基础的物理和化学知识，旨在提供一个独立于具体工程应用的、以物理化学原理为核心的材料科学知识体系。通过深入理解材料的“为什么”，读者将能够更好地掌握和创新其“如何做”。本书的结构确保了知识的递进性与逻辑的严密性，致力于培养读者对材料行为进行独立、批判性分析的能力。
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