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页数:256

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出版时间:2008-3

价格:22.80元

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isbn号码:9787040231588

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• 技术经济学
• 工程经济学
• 成本效益分析
• 投资评估
• 项目管理
• 工程管理
• 经济分析
• 决策分析
• 实用性
• 工程技术

《新材料科学基础与应用》 图书简介 本书系统阐述了新材料科学的基本理论、研究方法以及在现代工程技术中的广泛应用。全书内容涵盖了从原子结构、晶体学到宏观性能的演变规律，深入剖析了金属材料、陶瓷材料、高分子材料以及复合材料的独特性能和制备工艺。本书旨在为材料科学、化学工程、机械制造等领域的本科生、研究生以及相关领域的工程技术人员提供一本全面而深入的参考读物。 第一部分：材料科学基础 第一章：材料科学导论与基本概念 本章首先界定了材料科学的范畴及其在现代科技发展中的核心地位，追溯了材料发展史上的关键转折点，如硅时代的开启和纳米材料的崛起。随后，详细介绍了材料的四大基本分类：金属、陶瓷、高分子和复合材料，并阐述了性能、结构与加工之间的内在联系——即材料科学的“铁三角”。本章着重介绍了材料的微观结构表征技术，包括X射线衍射（XRD）、透射电子显微镜（TEM）和扫描电子显微镜（SEM）的基本原理及其在揭示材料缺陷和相结构中的应用。此外，还引入了热力学在材料相变过程中的指导作用，例如吉布斯自由能与相图的构建。 第二章：晶体结构与缺陷理论 本章深入探讨了晶体材料的几何排列规律。详细分析了体心立方（BCC）、面心立方（FCC）和六方密堆积（HCP）等常见金属晶格的特性、晶面指数和晶带指数的确定方法。重点解析了晶体缺陷对材料宏观性能的决定性影响。从零维缺陷（点缺陷，如空位、间隙原子）开始，过渡到线缺陷（位错）的类型（边缘位错和螺型位错）及其滑移机制，这是理解金属塑性变形的关键。随后，系统阐述了面缺陷（晶界、层错）和体缺陷（孔隙、夹杂物）的形成原因和对材料强度的影响。本章还涉及了晶体生长理论，包括凝固过程中的成核与长大。 第三章：材料的热力学与动力学 材料的热力学性质决定了其在特定温度和压力下的稳定性。本章从统计热力学角度出发，阐述了原子热运动、比热容的德拜模型和爱因斯坦模型的适用性。重点讨论了相图的绘制、解读和应用，特别是二元合金系统的平衡相图（如共晶、共熔、固溶体系统）如何指导合金设计。在动力学方面，详细分析了扩散理论，包括菲克的扩散定律，并探讨了温度、浓度梯度对外扩散速率的影响，这是固态反应和热处理过程中的核心机制。对相变动力学，特别是成核速率和长大速率，进行了定量描述。 第二部分：主要材料体系的性能与加工 第四章：金属材料的本构关系与强化机制 本章聚焦于金属的机械性能。首先引入了描述材料响应外部载荷的本构关系，包括应力-应变曲线、弹性模量、屈服强度和韧性。详细阐述了金属的冷加工（形变强化）和热处理（固溶强化、沉淀强化、晶界强化）等强化机制。着重分析了晶粒细化对屈服强度的提升作用（Hall-Petch关系）。此外，探讨了金属材料在复杂应力状态下的断裂行为，包括韧性断裂和脆性断裂的判据，引入了断裂韧性的概念（$K_{IC}$）。对疲劳和蠕变现象的机理和寿命预测方法进行了深入讲解。 第五章：陶瓷材料的结构、制备与应用 陶瓷材料因其优异的高温稳定性、耐磨性和电学/光学特性而备受关注。本章首先介绍了氧化物、非氧化物和复合陶瓷的基本类型及其结构特点。强调了陶瓷材料的典型制备工艺，如粉体制备、成型技术（压制、流延、注射成型）和高温烧结过程。鉴于陶瓷材料的固有脆性，本章深入分析了陶瓷的断裂机制——通常由微孔和晶界杂相引发的微裂纹扩展。讨论了通过晶界工程和引入第二相粒子来提高陶瓷断裂韧性的前沿方法，例如引入韧性相或使用液晶态烧结技术。 第六章：高分子材料的构象与粘弹性 本章专述高分子材料（塑料、橡胶、纤维）的独特性质。从分子链的统计热力学和构象分析入手，解释了无定形聚合物的玻璃化转变温度（$T_g$）现象及其对材料柔性的影响。详细讨论了线性、支化、交联和星形聚合物的结构差异如何影响其加工性能和最终力学性能。粘弹性行为是高分子材料区别于金属和陶瓷的关键特征，本章利用Maxwell模型和Voigt模型对粘弹性行为进行了数学描述，并阐释了蠕变和应力松弛现象。最后，概述了主要的聚合反应类型和高分子材料的加工成型方法（如注塑、挤出）。 第三部分：先进材料与前沿技术 第七章：复合材料的界面与性能设计 复合材料通过结合两种或多种不同材料的优点来获得单一材料无法比拟的综合性能。本章将重点置于界面——即基体与增强体之间的相互作用。详细分析了纤维增强复合材料（如碳纤维增强环氧树脂）和颗粒增强复合材料的力学性能预测模型，特别是混合律和逆混合律的适用条件。深入探讨了界面强度对复合材料整体性能的决定性作用，包括界面键合的化学性质和几何形状。本章还涉及了夹层结构的设计原理及其在航空航天结构中的应用。 第八章：功能性材料的新进展 本章面向具有特定电、磁、光、热功能的先进材料。对半导体材料的能带理论进行了回顾，重点介绍了掺杂对导电性的调控。在磁性材料部分，探讨了磁畴结构、磁化过程，并介绍了巨磁阻（GMR）和隧道磁阻（TMR）效应在传感器和存储技术中的应用。光学功能材料方面，讨论了压电效应、铁电体的反铁电相变，以及光电导材料在光伏电池中的作用。此外，本章简要介绍了纳米材料（如量子点、碳纳米管）因尺寸效应而呈现出的新颖性能。 第九章：材料的腐蚀、失效与防护 材料的服役可靠性受环境因素的严重制约。本章系统分析了金属材料在电化学环境中的腐蚀机理（如阳极溶解和阴极反应），区分了均匀腐蚀、点蚀、缝隙腐蚀和应力腐蚀开裂（SCC）。对陶瓷和高分子材料的降解机制（如热氧化、光降解、溶胀）进行了对比分析。最后，提出了有效的防护策略，包括牺牲阳极保护、阴极保护、涂层技术（如热喷涂、化学气相沉积）以及通过合金化来提高材料的耐腐蚀性能。 本书结构严谨，理论推导详实，并辅以大量的工程实例和最新研究成果，力求将材料的微观本质与其宏观应用紧密结合，是材料科学研究与工程实践不可或缺的工具书。

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我最近翻阅了许多关于企业战略和市场竞争的书籍，很多都停留在对“案例”的表面描述，或者陷入了对宏观经济趋势的无休止的预测，但真正能手把手教你如何在微观层面进行“技术-经济”权衡的，实属罕见。这本书的独特之处在于，它好像拥有一个“透视镜”，能看到新技术从实验室走向市场、从概念转化为利润的全过程中的所有经济障碍和机会点。它的深度在于对“技术生命周期”与“资本回报周期”的交叉点分析，这部分内容写得尤为精彩，它没有给出标准答案，而是提供了一套严谨的“提问清单”，迫使读者去审视自己的技术路线图是否与资本市场的节奏相匹配。例如，在谈到研发投入的风险管理时，它引入了“柔性技术资产”的概念，鼓励企业构建能够适应未来不确定性的技术储备，而不是孤注一掷地投入到单一的、可能被颠覆的方向。这种前瞻性和对技术发展趋势的敏锐捕捉，让这本书读起来丝毫没有过时的感觉，反而像是一份持续更新的指南，让我对未来三到五年的技术布局有了更清晰的认识。

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这本书的排版和设计，对于长时间阅读来说，是一个巨大的加分项。很多专业书籍往往因为内容过于密集而让人望而却步，但这本在视觉呈现上做得非常克制和有效。它大量使用了清晰的图表和流程图，这些图表并非简单的装饰，而是对复杂逻辑的精炼总结。我注意到，每当引入一个新的经济模型或分析工具时，作者都会用一个“工具箱”式的图示来展示如何操作，而不是仅仅用文字堆砌公式。这对于我这种习惯了视觉学习的人来说，简直是救星。此外，书中穿插的那些“专家访谈摘录”或“行业观察短评”，极大地增强了阅读的节奏感，它们像一个个小小的休息站，让紧绷的思维得到放松，同时也提供了来自行业一线的声音，使得理论与实践的结合更加紧密。我甚至发现，我可以直接把书中的某些关键图表打印出来，贴在我的项目管理板上，作为日常工作中的参考速查表，可见其结构设计的实用性和模块化程度之高。

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这本书在对“价值创造”的定义上，拓宽了我的视野。传统上我们总把价值和收入或利润直接挂钩，但作者深入探讨了“潜在价值”和“机会成本”在技术经济学中的核心地位。它强调，一项技术真正的经济价值，往往体现在它为企业打开了哪些尚未被触及的市场边界，以及它在未来应对竞争对手颠覆性创新时的“防御能力”。这种从“静态收益”到“动态防御力”的视角转换，非常符合当前快速变化的商业环境。我发现，书中对“规模不经济”现象的分析尤其到位，它没有将规模化视为唯一的成功路径，而是探讨了在特定技术领域，过早或过度的规模化反而可能因为僵化和反应迟钝而导致经济上的失败。这促使我重新审视我们正在推行的生产扩张计划，开始更谨慎地评估这种扩张带来的组织柔韧性损失，这种对复杂权衡的深入剖析，使得这本书的价值远超一本单纯的技术手册或一本经济学入门教材。

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如果说许多经济学读物教我们如何“赚钱”，这本书教我们的更像是如何“避免犯错”——尤其是在重资产投入和长期技术路线选择上。它的论述基调是审慎而务实的，没有过度美化创新的风险。我印象最深的是关于“沉没成本谬误”在技术决策中的具体体现，作者没有停留在心理学层面的描述，而是构建了一个具体的经济模型来量化当一个项目已经投入了大量不可回收的资金后，继续投入的边际效益何时会转为负值。这种将人性弱点纳入硬核经济模型分析的尝试，非常具有启发性。它让我反思了自己过去在处理“半途而废”的项目时的犹豫不决，明白了技术情感不应该凌驾于清晰的经济计算之上。这种冷静到近乎冷酷的分析视角，对于那些手握大额预算、需要对股东负责的高层管理者来说，无疑是极其宝贵的一剂清醒剂。它不是鼓励激进，而是提倡一种“有纪律的创新”。

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这本书简直是为我这种对经济学理论感到头疼，但又迫切需要将其应用于实际工作中的人量身定制的。首先，我得说它的叙事方式非常平易近人，完全没有那种高高在上、充满术语的学究气。作者似乎非常清楚读者的痛点，他们不是在炫耀自己掌握了多少复杂的数学模型，而是在耐心地引导我们理解，那些看似抽象的经济学原理，是如何在日常的商业决策中发挥决定性作用的。比如，在讨论成本效益分析那一部分时，作者没有直接抛出艾森伯格公式或者贴现现金流的复杂推导，而是用了一个我们公司正在面临的设备升级案例来贯穿始终，让我们直观地看到，即便是不太擅长数字的人，也能通过书中提供的那套简洁的决策框架，迅速判断出“是否值得投入”。这种强调实操性和工具性的写作手法，极大地降低了学习门槛，让我感觉经济学不再是一门遥不可及的学科，而是触手可及的决策利器。我尤其欣赏它在整合不同学科知识上的努力，它似乎融合了运筹学中的优化思想，又借鉴了行为经济学中对非理性决策的洞察，使得分析框架更加立体和全面，不再是单一视角的偏颇解读。

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