Schaum's Outline of Theory and Problems of Thermodynamics pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:McGraw-Hill

作者:Abbott, Michael M./ Van Ness, Hendrick C./ Van Ness, H. C.

出品人:

页数:362

译者:

出版时间:

价格:192.00元

装帧:Pap

isbn号码:9780070000421

丛书系列:

图书标签:

• 热力学
• 工程热力学
• 物理学
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现代材料科学导论：从原子到宏观性能的桥梁 作者： [此处可填写虚构的作者姓名，例如：李明，张华] 出版社： [此处可填写虚构的出版社名称，例如：高等教育科学出版社] ISBN： [此处可填写虚构的ISBN号，例如：978-7-03-0XXXX-X] --- 内容概述 《现代材料科学导论：从原子到宏观性能的桥梁》是一本全面深入探讨材料科学核心概念、原理及其在现代工程应用中基础作用的权威著作。本书旨在为材料科学、工程学、物理学、化学以及相关交叉学科的本科高年级学生和研究生提供一个坚实而系统的知识框架。它不仅涵盖了传统材料（如金属、陶瓷和聚合物）的结构与性能关系，更聚焦于当前热门的前沿领域，如纳米材料、功能材料和智能材料的设计、制备与表征。 本书的核心理念在于建立一个清晰的“结构-处理-性能-应用”的逻辑链条。我们坚信，理解材料的微观结构如何被加工过程（处理）所塑造，进而决定其宏观物理、化学和机械性能，是解决工程挑战的关键。 第一部分：材料科学的基石 本部分奠定了理解所有材料的共同基础，侧重于原子尺度的相互作用和宏观晶体结构的描述。 第一章：材料科学的范畴与核心概念 本章首先界定了材料科学的学科边界，阐述了其在社会发展中的战略地位。随后，重点介绍了物质的四个基本类别（金属、陶瓷、聚合物、复合材料）的初步分类依据。核心内容包括：键合类型（离子键、共价键、金属键、范德华力）如何决定材料的宏观性质（熔点、电导率、硬度），以及能量与结构之间的热力学基础联系。 第二章：晶体结构与几何学 深入探讨了晶体结构在工程材料中的重要性。内容涵盖了晶格、基矢、晶胞的概念，并详细分析了体心立方（BCC）、面心立方（FCC）、六方密堆积（HCP）等常见晶体结构的几何特征、堆积密度计算和晶向指数（Miller Indices）的确定方法。此外，本书还专门讨论了非晶态材料（如玻璃）的无序结构特征，并引入了短程有序和长程无序的概念，为后续的缺陷分析做好铺垫。 第三章：材料中的缺陷与不完美性 材料的性能往往由其内部的缺陷所主导。本章系统性地分类和分析了点缺陷（空位、间隙原子、取代原子）、线缺陷（位错）和面缺陷（晶界、孪晶界）。对位错的几何描述、滑移系统的形成机制进行了详尽的数学推导。特别强调了位错运动在金属塑性变形中的核心作用，以及如何通过引入特定的杂质或晶界来“钉扎”位错，从而实现材料强度的提升。 第二部分：材料的加工与微观结构演化 本部分侧重于外部处理如何改变材料的内部结构，从而赋予其预期的性能。 第四章：材料的热力学与相变动力学 本章深入分析了材料系统的热力学平衡条件，重点讨论了相图的构建和解读（如二元合金的杠杆定律）。相变动力学部分则引入了形核与长大理论，特别是阿伦尼乌斯方程在扩散过程中的应用，解释了固态相变（如析出、析固溶体分解）的时间依赖性。 第五章：金属的形变与强化机制 本章专注于金属材料的机械行为。详细阐述了弹性变形（胡克定律）和塑性变形的微观机理。强化机制的讨论贯穿始终，包括加工硬化（晶格结构变化）、晶界强化（Hall-Petch关系）、沉淀强化（第二相粒子阻碍位错运动）以及固溶强化。此外，还讨论了蠕变和疲劳的基础理论，这些是评估结构可靠性的关键因素。 第六章：陶瓷与聚合物的结构控制 针对非金属材料，本章探讨了其独特的微观结构演变。对于陶瓷，重点关注烧结过程、孔隙率控制及其对机械强度和电学性能的影响。对于聚合物，则详细分析了链的缠结、结晶度、玻璃化转变温度（Tg）的测定及其对粘弹行为的控制。本书提供了高分子链构象、松弛时间与宏观粘弹性响应之间的详细数学模型。 第三部分：功能性与前沿材料 本部分将视角从结构材料扩展到具有特定电、磁、光、热功能的先进材料。 第七章：电学与磁学性能 深入探讨了电子在材料中的输运机制。对于导体，分析了能带理论（导带、价带、禁带宽度）如何区分导体、半导体和绝缘体。对于半导体，详细介绍了掺杂效应、PN结的形成及其在电子器件中的应用。磁性方面，本章解析了磁畴、磁化强度、居里温度等概念，区分了铁磁性、抗磁性和顺磁性的微观起源，并讨论了软磁和硬磁材料的设计原理。 第八章：光学与热力学响应材料 本章关注材料与电磁波的相互作用。内容包括光的吸收、透射和散射机制，例如在透明陶瓷和光纤中的应用。热学性能部分则涵盖了热导率的微观模型（声子散射），以及热膨胀、热电效应（塞贝克效应）的理论基础。 第九章：纳米材料与界面工程 这是本书的前沿重点。本章介绍了纳米尺度的特殊效应（如量子尺寸效应、表面能主导效应）。详细讨论了纳米颗粒的合成方法（自上而下和自下而上），碳纳米管、石墨烯的结构特点及其超高的力学和电学性能。界面工程作为连接不同材料的关键技术，也被系统讨论，包括薄膜沉积技术和异质结的构建。 第四部分：材料的表征与应用集成 本部分着重于如何“观察”和“评估”材料的内部结构，并将知识转化为实际解决方案。 第十章：材料的结构表征技术 本章作为工具箱，详细介绍了现代材料分析的核心方法。重点涵盖了： 1. 衍射技术（XRD）： 如何通过X射线衍射确定晶体结构、晶格常数和平均晶粒尺寸（Scherrer公式）。 2. 显微技术（SEM/TEM）： 扫描电子显微镜（SEM）用于表面形貌观察，透射电子显微镜（TEM）用于亚纳米级结构分析和缺陷成像。 3. 光谱技术： 能量分散X射线光谱（EDS）用于元素定性和定量分析，拉曼光谱用于晶格振动分析。 4. 热分析技术（DSC/TGA）： 差示扫描量热法和热重分析法用于确定相变温度、Tg和热稳定性。 第十一章：材料的可靠性与先进应用案例 本章将所有前述知识整合应用于实际工程问题。通过案例研究，如航空发动机叶片的抗高温氧化涂层设计、可穿戴电子设备中的柔性电池材料开发，以及生物医学植入物的生物相容性设计，展示材料科学家如何利用微观结构控制来满足苛刻的应用要求。本章还涉及材料的服役寿命评估和可持续性材料的初步概念。 --- 本书特色 1. 深度与广度兼顾： 在保持对经典理论（如晶体缺陷、相图）严谨论述的同时，融入了对人工智能辅助材料设计、高熵合金等热点领域的介绍。 2. 理论与实践紧密结合： 每章后都附有大量的定量化习题，涉及理论推导、工程计算和数据分析，旨在培养读者的量化思维能力。 3. 清晰的图表和插图： 书中包含大量原创的、高分辨率的示意图和实验数据图谱，用以直观解释复杂的微观结构和物理过程。 4. 面向未来： 强调跨学科合作的重要性，引导学生思考材料科学如何驱动能源、信息技术和生物医学的进步。 《现代材料科学导论》是构建未来工程师和研究人员材料知识体系的理想教材。

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