Fundamentals of Materials Science and Engineering pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:Wiley

作者:William D. Callister

出品人:

页数:0

译者:

出版时间:2000-12-05

价格:USD 140.60

装帧:Hardcover

isbn号码:9780471395515

丛书系列:

图书标签:

• 材料
• 材料科学
• 材料工程
• 材料特性
• 材料结构
• 材料加工
• 工程材料
• 金属材料
• 陶瓷材料
• 聚合物材料
• 复合材料

塑造世界的基石：物质科学与工程的奥秘 这本书并非一本枯燥的技术手册，而是一次深入探索我们周围物质世界如何运作的引人入胜的旅程。它旨在揭示那些构建我们现代文明的无形法则，以及工程师们如何利用这些法则来创造前所未有的解决方案。从微观粒子的奇妙互动到宏观材料的宏伟结构，我们将一一剖析，理解材料的本质，以及它们如何塑造我们的生活。 打开物质的万花筒：从原子到宏观的视角 我们的探索始于物质最基本的状态——原子。我们将深入了解原子的结构，电子是如何围绕原子核运动的，以及这些微小的单位如何通过化学键合形成各种各样的物质。你将理解金属的延展性、陶瓷的脆性、聚合物的柔韧性以及复合材料的强大性能，其根源都可追溯到这些原子层面的排列和相互作用。 接着，我们将目光投向晶体结构。金属、陶瓷等许多固体材料都以规则的晶格形式存在，这种有序的排列极大地影响着它们的机械、热学和电学性能。我们会学习如何描述和分析这些晶体结构，理解缺陷（如位错和空位）在材料的塑性变形和强度中扮演的关键角色。这些微观的“瑕疵”恰恰是工程师们能够巧妙利用以获得理想材料特性的关键。 理解材料的行为：机械性能的密码 材料的性能是工程师们设计和制造的关键考量。本书将深入探讨材料的机械性能，包括强度、硬度、韧性、疲劳性和蠕变。你将学习应力-应变曲线的含义，理解屈服强度、抗拉强度和断裂韧性等概念，并了解如何通过材料的选择和处理来满足特定的载荷和工作环境要求。 想象一下桥梁的钢材，飞机机翼的铝合金，或是医疗植入物的生物兼容性材料。它们之所以能够承受巨大的压力、极端温度或与人体组织和谐共处，离不开对其机械性能的深刻理解。我们将揭示工程师们如何通过精确的计算和实验，确保这些材料能够在预期的条件下可靠地工作，保障生命和财产的安全。 超越机械：热学、电学与磁学性能的交互 材料的世界远不止于机械性能。本书还将带领你探索材料在热、电和磁领域的神奇表现。从导热性优异的散热器到绝缘性极佳的电线外层，材料的热学和电学性能决定了它们在能源、电子和通信等领域的应用。 你将了解电阻率、导热系数、热膨胀系数等基本参数，以及它们如何影响器件的效率和稳定性。在电子时代，半导体的出现更是颠覆了整个科技格局。我们将深入探究半导体的能带理论，理解其导电性能是如何通过掺杂和外加电场来精确调控的，为现代电子设备的核心——晶体管和集成电路的诞生奠定了基础。 同时，我们也会涉足材料的磁性。永磁体、软磁材料在电机、变压器和存储设备中不可或缺。理解磁畴、磁化过程和各种磁性现象，将帮助我们更好地设计和应用这些重要的材料。 塑造未来：功能材料与工程应用 随着科学技术的飞速发展，人们对材料的需求也日益多样化和高端化。本书还将触及一系列令人兴奋的功能材料，它们拥有独特的性能，正在不断拓展人类的想象力。 你将了解智能材料，如形状记忆合金，它们能够“记住”并恢复其原始形状；还有压电材料，能够将机械能转化为电能，反之亦然，广泛应用于传感器和执行器。生物材料的进步则为医疗领域带来了革命性的变化，促进了组织工程和再生医学的发展。纳米材料以其独特的尺寸效应，正在重塑着电子、光学和催化等众多领域。 这些材料的出现，往往是跨学科合作的结晶，是材料科学家与各领域工程师紧密协作的成果。本书将展示工程师们如何将这些基础科学原理转化为实际应用，解决能源危机、环境污染、疾病治疗等人类面临的重大挑战。 本书的价值：理解、创新与实践 阅读本书，你将获得对物质世界更深层次的理解。你将不再仅仅是材料的使用者，更能成为洞察者。你将能够理解为什么某种材料适用于某个特定的场合，也能够思考如何改进现有材料或开发全新的材料来满足未来的需求。 这不仅仅是一次知识的传授，更是一次思维的启迪。它将激发你的好奇心，鼓励你运用科学原理去分析和解决问题，培养你的创新能力。无论你是对材料科学充满热情的学生，还是希望在工程实践中不断进步的专业人士，本书都将为你提供坚实的理论基础和广阔的视野，助你在塑造未来世界的道路上，掌握最关键的基石。

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总而言之，《材料科学与工程基础》不仅仅是一本教材，更像是一本引人入胜的科普读物，一本开启我材料科学之旅的“启明星”。它的语言简洁明了，结构清晰，内容丰富，且极具启发性。阅读这本书的过程，就像是在与一位博学而耐心的老师进行对话，我能感受到作者在字里行间流露出的对材料科学的热情和严谨。它不仅为我构建了一个扎实的材料科学知识体系，更重要的是，它点燃了我对这个学科的兴趣，让我对未来的学习和研究充满了期待。我毫不犹豫地推荐这本书给所有对材料科学感兴趣的学生和从业者。

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这本书的章节安排逻辑性非常强，内容由浅入深，循序渐进。作者在介绍每一个新的知识点之前，都会确保读者已经掌握了必要的基础知识。例如，在介绍相图之前，会先讲解相的概念、相律以及相变的基本原理。这种层层递进的结构，使得学习过程非常顺畅，即使是对于材料学的新手来说，也能感到游刃有余。而且，每个章节的末尾通常会附带一些练习题和思考题，这些题目既巩固了所学知识，又引导我去进一步探索和思考，极大地加深了我对材料科学的理解。

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这本书的图文并茂之处，绝对是我学习过程中不可或缺的助力。书中穿插了大量高质量的图片、图表、显微照片以及示意图，这些视觉元素不仅仅是为了美化版面，更是为了清晰地展示复杂的概念和结构。例如，在讲解金属晶体结构时，作者提供的三维模型图，让我能够清晰地看到原子在空间中的排列方式；在展示材料断口形貌时，扫描电镜（SEM）的照片，让我能够直观地观察材料失效时的微观痕迹；在解释相图时，详细的相图和相区解释，让我能够理解在不同温度和成分下，材料会形成哪些相。这些图像信息，极大地弥补了文字描述的局限性，让抽象的理论变得生动形象，易于理解和记忆。

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这本书在材料加工方面的内容同样令人印象深刻。它并没有将加工工艺作为独立的部分来讲解，而是将其与材料的本征性质和所需的宏观性能紧密结合。例如，在介绍塑性加工时，作者详细阐述了不同加工方式（如轧制、锻造、挤压）对材料晶粒取向、变形机制以及最终性能的影响。我记得有一段关于金属凝固过程的讨论，作者不仅解释了凝固的微观机制，还深入探讨了铸造过程中如何通过控制冷却速率、晶核形成等因素来优化铸件的显微组织和性能。这种将“如何制造”与“为什么这样制造”融为一体的讲解方式，让我觉得材料工程是一个充满智慧和创造力的学科。

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《材料科学与工程基础》在讲解材料的性能时，展现出一种令人惊叹的全面性和深度。它不仅仅局限于机械性能，还对电学、磁学、光学、热学以及腐蚀性能进行了详尽的阐述。例如，在谈到半导体材料时，作者没有回避复杂的能带理论，而是用一种相对易懂的方式，逐步引导读者理解电子在材料中的运动是如何决定导电性的，以及掺杂如何改变半导体的导电类型。我尤其欣赏书中关于材料失效分析的部分，通过分析材料在各种环境下（如拉伸、疲劳、断裂、腐蚀）失效的典型模式，并结合微观形貌分析，让读者能够“像侦探一样”去探究材料失效的原因。这对于任何从事材料研究或工程应用的人来说，都是一项极其宝贵的技能。

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《材料科学与工程基础》在理论深度和应用广度上达到了一个非常好的平衡。虽然名为“基础”，但它所涵盖的知识体系是相当扎实的。作者在讲解每一个概念时，都会追溯其背后的基本原理，例如在介绍材料的强度时，会从原子间的键合力、晶格缺陷等方面进行分析。同时，这本书又非常注重与实际工程应用的联系，通过大量的案例研究和实际应用场景的描述，让读者能够体会到材料科学在现代社会中的重要作用。我记得在读到关于结构材料的部分时，书中列举了航空航天、汽车制造、建筑工程等多个领域的典型应用，并分析了在这些领域中对材料性能提出的特殊要求。

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让我尤为欣赏的是，这本书在讲解过程中，始终贯穿着一种严谨的科学态度和批判性思维的引导。作者在介绍一些概念时，会主动提及理论的局限性，或者不同模型之间的优缺点。例如，在讨论材料强度时，作者会提到理想晶体的强度与实际材料强度之间的巨大差异，并解释了晶体缺陷在其中起到的关键作用。这种引导性的讨论，让我明白科学研究并非一成不变，而是不断发展和完善的过程。它鼓励我去思考“为什么”，而不是仅仅接受“是什么”，这对于培养我独立分析和解决问题的能力至关重要。

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让我感到惊喜的是，这本书并没有止步于经典的材料体系，而是对一些新兴材料和前沿领域也进行了触及。虽然篇幅可能不如传统材料那么详尽，但作者通过清晰的概述，让我对诸如高分子材料、复合材料、纳米材料以及智能材料等领域的基本概念和潜在应用有了初步的了解。例如，在介绍高分子材料时，书中提到了聚合物链的结构、分子量分布对材料性能的影响，以及交联和结晶等现象。在谈到纳米材料时，作者也简要介绍了尺寸效应带来的独特性能，以及纳米材料在催化、储能等领域的应用前景。这极大地激发了我对这些新兴领域的兴趣，并为我未来深入学习打下了基础。

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这本书最让我印象深刻的是它对“微观结构-性能-加工”之间相互关系的深刻洞察。作者并没有孤立地讲解材料的微观世界，而是巧妙地将晶体学、相图、缺陷理论等基础概念，与材料的力学性能、电学性能、磁学性能甚至热学性能紧密联系起来。我记得在读到关于相变的章节时，作者并没有仅仅列出各种相变类型，而是花费了相当大的篇幅去解释相变发生的驱动力、相变过程中的形核与长大的机制，以及相变对材料最终性能带来的巨大改变。书中通过大量的图表和实例，例如钢的热处理过程，清晰地展示了不同热处理工艺如何改变钢的微观组织，进而影响其硬度、韧性和强度。我以前总觉得热处理是一个神秘的“魔法”，现在通过这本书，我才真正理解了其背后的科学原理，以及如何通过精确控制热处理工艺来“定制”材料的性能。

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这本《材料科学与工程基础》真是给我打开了一扇全新的大门！作为一名初涉材料领域的学生，我一直觉得这个学科概念繁杂，理论抽象，总担心自己难以把握。但这本书的出现，彻底打消了我的顾虑。首先，它的叙述方式非常平易近人，作者仿佛是一位经验丰富的导师，用循序渐进的方式，将那些一开始看起来难以理解的概念，通过生动的比喻和贴切的例子，一一剖析。我尤其喜欢它在介绍晶体结构时，不仅仅停留在抽象的几何模型，而是花了大量篇幅去解释不同晶体结构对材料宏观性能的影响。例如，在讲解面心立方（FCC）和体心立方（BCC）结构时，作者不仅详细描述了原子排列方式，还深入探讨了这两种结构在延展性、强度等方面的差异，并举例说明了例如铝（FCC）和铁（BCC）在日常应用中的表现。这种联系实际的讲解方式，让我能更直观地理解“为什么”材料会表现出特定的性质，而不是仅仅死记硬背公式和定义。

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感觉要比上海交大版的好很多

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