无机非金属材料工学 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:武汉理工大学出版社

作者:林宗寿 编

出品人:

页数:459

译者:

出版时间:2008-8

价格:45.00元

装帧:

isbn号码:9787562927433

丛书系列:

图书标签:

• 无机材料
• 非金属材料
• 材料工学
• 工程材料
• 材料科学
• 陶瓷材料
• 高分子材料
• 复合材料
• 材料性能
• 材料应用

《无机非金属材料工学》是一部深入探讨现代无机非金属材料科学与工程原理的专著。本书旨在为读者提供一个全面而系统的知识框架，涵盖从材料的原子结构、晶体缺陷、相变，到材料的制备工艺、性能表征，以及材料在实际应用中的失效分析与失效预防等各个环节。 第一部分：无机非金属材料的基础理论 本部分将首先介绍无机非金属材料的定义、分类及其在国民经济中的重要地位。接着，深入阐述材料的原子结构和化学键合，重点讲解离子键、共价键、范德华力等不同键型对材料宏观性质的影响。在此基础上，详细介绍晶体结构，包括晶格、基元、晶面、晶向的概念，以及常见的晶体结构类型，如NaCl型、闪锌矿型、金红石型等。材料的晶体缺陷是影响其性能的关键因素，本书将系统地讲解点缺陷（空位、填隙原子、取代原子）、线缺陷（位错）和面缺陷（晶界、层错）的形成机理、类型及其对材料扩散、力学性能、电学性能等的影响。 相变是材料在不同温度、压力或成分条件下发生的结构转变过程，对材料的性能具有决定性作用。本书将详细阐述相变的类型，如固-固相变、固-液相变等，并介绍相图的绘制与解读方法，重点讲解二元、三元相图在合金设计与材料制备中的应用。热力学原理是理解相变的关键，书中将引入自由能、相平衡等基本概念，并结合实例分析相变动力学，包括成核与长大的机制。 第二部分：主要无机非金属材料的类型与性能 本书将选取几种代表性的无机非金属材料，对其种类、制备工艺、微观结构、宏观性能以及应用进行详细论述。 陶瓷材料： 介绍氧化物陶瓷（如氧化铝、氧化锆、二氧化硅）、氮化物陶瓷（如氮化硅、氮化铝）、碳化物陶瓷（如碳化硅、碳化钨）等。详述其制备方法，包括原料选择、成型（如压制、注浆、挤出）、烧结（如固相烧结、液相烧结）等工艺。深入分析其微观结构特点，如晶粒尺寸、晶界、气孔等，以及这些结构特征如何影响陶瓷的力学性能（强度、韧性）、热学性能（热导率、热膨胀系数）、电学性能（介电常数、绝缘性）和化学稳定性。重点介绍特种陶瓷，如结构陶瓷、功能陶瓷（压电陶瓷、铁电陶瓷、半导体陶瓷）、生物陶瓷等，并探讨其在高技术领域的应用，如航空航天、电子信息、生物医学等。 玻璃材料： 阐述玻璃的定义、结构特点（无定形结构）以及玻璃的形成。详细介绍各类玻璃，如钠钙玻璃、硼硅酸盐玻璃、铅玻璃、光学玻璃、特种玻璃（如耐热玻璃、防辐射玻璃、光纤玻璃）的组成、性能和制备工艺。重点讲解玻璃的力学性能、热学性能、光学性能、电学性能以及化学稳定性，并分析其在建筑、家用电器、光学器件、信息传输等领域的广泛应用。 水泥与混凝土材料： 深入介绍水泥的组成、水化反应机理，以及不同种类水泥（如普通硅酸盐水泥、矿渣水泥、火山灰水泥）的性能特点。详细讲解混凝土的组成（水泥、骨料、水、外加剂），并阐述混凝土的和易性、强度、耐久性等关键性能。分析混凝土的微观结构，如孔隙率、骨料与水泥石的界面过渡区等，以及这些结构如何影响混凝土的宏观性能。介绍特种混凝土，如高性能混凝土、自密实混凝土、纤维增强混凝土等，并探讨其在土木工程、基础设施建设中的重要作用。 无机涂层与薄膜材料： 介绍无机涂层与薄膜在表面改性、功能实现中的重要性。详述物理气相沉积（PVD，如溅射、蒸发）和化学气相沉积（CVD）等制备技术，以及溶胶-凝胶法、电化学沉积法等。重点介绍各类无机薄膜，如抗反射膜、硬质涂层、耐磨涂层、导电膜、绝缘膜等，并分析其在光学、机械、电子、能源等领域的应用。 复合材料： 探讨无机非金属材料作为基体或增强体的复合材料。介绍陶瓷基复合材料（CMCs）、碳/碳复合材料（C/C）等，并分析其独特的性能优势，如高强度、高模量、优异的耐高温性能和抗氧化性能。阐述这些先进复合材料在航空发动机、航天器、核能等极端环境下的应用。 第三部分：无机非金属材料的性能表征与应用 本书还将详细介绍无机非金属材料的性能表征方法，包括： 力学性能测试： 如拉伸试验、压缩试验、弯曲试验、硬度试验、断裂韧性测试等。 热学性能测试： 如热导率测定、热膨胀系数测定、热重分析（TGA）、差示扫描量热法（DSC）等。 电学性能测试： 如介电常数测定、电阻率测定、压电效应测试、铁电效应测试等。 微观结构分析： 如扫描电子显微镜（SEM）、透射电子显微镜（TEM）、X射线衍射（XRD）、X射线光电子能谱（XPS）等。 化学分析： 如原子吸收光谱（AAS）、感应耦合等离子体发射光谱（ICP-AES）等。 最后，本书将结合当前材料科学与工程的发展趋势，展望无机非金属材料在新能源、环境治理、信息技术、生物医药等领域的未来发展方向与挑战，强调材料设计、制备与应用之间的协同关系。本书适合高等院校材料科学与工程、无机非金属材料工程等专业本科生、研究生以及相关领域的科研人员和工程师阅读。

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说实在的，这本书在“非金属材料”这个范畴的选择上，显得过于侧重于传统的无机材料，而对新兴或交叉领域的内容涉及不足，这让我有些许的遗憾。我本以为会花大量篇幅讨论一下如今大热的柔性电子材料、生物医用陶瓷或者光电功能材料的制备与表征，毕竟这些才是未来材料工业的增长点。然而，翻遍全书，关于有机-无机杂化材料的讨论蜻蜓点水，涉及钙钛矿材料的章节更是寥寥无几，仅仅在“功能陶瓷”那一章里用不到一页纸的篇幅提了一下光电转换的原理。对于那些希望将无机非金属材料与其他学科（比如生物学、信息科学）结合起来做交叉研究的同学来说，这本书提供的知识广度显然是不够的。它更像是一部坚守本分、专注于基础无机物料——水泥、玻璃、耐火砖等——的“老派”教科书，技术更新速度明显跟不上当前材料科学日新月异的步伐。期待未来能有修订版，加入更多关于“新”非金属材料的讨论。

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这本书的习题部分，简直是对读者智商和耐心的双重考验。那些理论推导题，如果不是带着计算器和一本参考书，根本无从下手。很多题目要求直接从热力学基本方程出发，推导出特定晶体生长过程中的形貌演化规律，并且要求精确到小数点后三位的数值计算。我理解学术严谨性很重要，但对于一门工科基础课来说，这种难度设置未免显得有些“炫技”了。更令人抓狂的是，书后提供的答案极其稀少，而且很多步骤直接跳过了，留白很多，完全没有体现出教学的引导性。我做完一道题，花了两个小时，结果对照着模糊的“标准答案”核对，发现自己哪里错在哪个微小的系数上了，那种挫败感是相当强烈的。这本书似乎更适合做研究生级别的深度研讨会材料，而不是作为本科生的主要教材，因为它更强调“如何证明”，而不是“如何应用”。

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这本书的语言风格，用一个词来形容就是“教科书式的严谨到冷酷”。通篇下来，几乎看不到任何带有情感色彩的词汇，所有的论述都像是精确计算后的产物，逻辑链条密不透风，但也因此显得非常干燥和难以亲近。比如描述烧结过程中，它会用“在一定温度梯度和气氛控制下，颗粒之间通过原子热扩散作用实现界面能的降低和致密化”这样精准但缺乏画面感的表述。阅读过程中，我常常需要停下来，在脑海中构建一个动态的场景才能勉强跟上作者的思路。我希望能有一点点作者个人的“声音”——也许是对某个关键发现的历史背景介绍，或者对某一材料优缺点的个人见解和反思——但这些通通没有。它完美地实现了“传递信息”的功能，却完全牺牲了“激发兴趣”的维度。读完一章，你好像掌握了知识，但内心深处却对这些材料的“生命”和“潜力”感到一片茫然，就像是背诵了一份极其精确的化学反应清单，却不知道这些化学品在现实世界中能创造出多么奇妙的事物。

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这本《无机非金属材料工学》的教材，老实说，对我这个才刚踏入材料科学大门的新手来说，简直像是一本天书。我原本以为这门课会聚焦于我们日常生活中常见的玻璃、陶瓷这些东西的制造过程，毕竟名字里带着“工学”二字，总该有些实用的操作细节吧？结果呢，翻开书才发现，前几章几乎都在啃那些高深的晶体结构理论和热力学基础，什么布拉维格子、空间群的描述，看得我头晕眼花。感觉作者对理论的钻研程度达到了令人发指的地步，每一个公式的推导都力求严谨到极致，恨不得把材料世界里所有微观尺度的奥秘都扒开给我们看。举个例子，光是介绍硅酸盐玻璃的结构时，就用了好几个复杂的二维投影图来解释配位数和架状结构单元的连接方式，那阅读难度，简直是在考验读者的空间想象能力。我花了好大力气才理解了“无序”的玻璃态和“有序”的晶体态之间的本质区别，但坦白讲，要真正将这些理论知识和后文的材料性能联系起来，目前的我还需要一位高人来指点迷津。这本书的理论深度毋庸置疑，但对于初学者来说，它缺乏一个足够友好的“桥梁”，让人感觉像是直接被扔到了知识的海洋深处，得自己摸索着找浮木。

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这本书的版面设计和插图呈现，简直是工业时代的复古美学代表。如果你期待那种色彩鲜艳、图文并茂的现代教材风格，那你可能会大失所望。大量的文字段落堆砌，辅以一些黑白线条的示意图，很多关键的微观形貌和显微结构图片，分辨率低得让人怀疑是不是直接从上世纪八十年代的论文扫描下来的。尤其是在讲解先进陶瓷（比如氮化硅、碳化硅）的烧结过程时，那些用来展示晶界扩散和晶粒生长的图示，模糊得让人分不清哪是晶界，哪又是气孔。我试着在网上找一些配套的资源或者更清晰的图例来辅助理解，结果发现，这本书似乎完全没有配套的数字媒体支持，完全依赖纸面文字和这些略显陈旧的插图。对于需要视觉辅助来理解材料宏观性能如何由微观结构决定的我们这代学生来说，这种信息传递方式的效率实在太低了。它更像是一部为已经具备深厚基础的研究者准备的工具书，而不是一本面向教学的入门读物。

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