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页数:270

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出版时间:2009-4

价格:35.00元

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isbn号码:9787811114935

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深入解析：现代工程材料的结构、性能与应用 本书聚焦于现代工程领域中至关重要的三大材料体系：金属材料、高分子材料和先进陶瓷材料。全书结构严谨，内容详实，旨在为工程技术人员、材料科学家以及相关专业的高年级学生提供一份全面而深入的参考指南。我们不关注光电信息技术领域的内容，而是将视野完全聚焦于这些构成现代工业基础的物质科学层面。 第一部分：金属材料的冶金学基础与强化机制 本部分将系统阐述金属的晶体结构、缺陷理论以及相变动力学，这是理解金属宏观性能的微观根源。 第一章：金属的晶体结构与基本热力学 金属的体心立方（BCC）、面心立方（FCC）和六方密堆积（HCP）结构被详细分析，包括其晶格参数、密排面和密排方向的确定。我们将深入探讨施密德因子在塑性变形中的作用，以及晶体结构如何决定金属的初始力学响应。热力学方面，重点讨论吉布斯自由能在相平衡中的地位，特别是杠杆原理在二元合金相图解析中的应用，如铁碳合金的莱氏体和贝氏体形成过程。 第二章：金属的形变与强化理论 塑性变形主要通过位错运动实现。本书详尽描述了刃型位错和螺型位错的 Burgers 矢量及其运动方式，包括攀移和交滑移。金属强化的核心机制——晶界强化（Hall-Petch关系）、固溶强化、形变孪晶和析出强化——将被量化分析。例如，在析出强化部分，我们将引入Orowan 环的概念，计算位错绕过析出相所需的应力。对于疲劳问题，我们将从微观角度分析贝纳斯-Masing模型在循环加载下的适用性，以及断裂力学在评估结构安全中的关键作用，特别是应力强度因子 $K$ 和断裂韧性 $K_{IC}$ 的计算。 第三章：钢铁材料的精密热处理 钢铁材料是现代工程的支柱。本书将重点解析正火、淬火、回火和渗碳等关键热处理工艺。淬火过程中的冷却速率与临界冷却速度（$v_c$）的关系是核心内容，它直接决定了组织中马氏体的生成比例。回火过程中的回火脆性（特别是400°C左右的第二类回火脆性）的微观机制，如碳化物在晶界析出和魏氏体转变的逆转，将被细致讨论。最后，对高强度低合金钢（HSLA）和先进高强钢（AHSS）的微观结构设计思路进行介绍。 第二部分：高分子材料的结构、动力学与加工特性 高分子材料因其轻质、易加工和可设计性强而占据重要地位。本部分侧重于聚合物的分子链结构、粘弹性行为及流变学特性。 第四章：聚合物的分子结构与性能关联 聚合物的拓扑结构（线型、支化、交联）如何影响其宏观性能是本章的重点。我们将探讨玻璃化转变温度 $T_g$ 和熔点 $T_m$ 的测定方法（如DSC分析），以及它们如何受分子量、链规整性和结晶度的影响。自由体积理论将被引入，用以解释聚合物粘弹性行为随温度的变化规律。对于半结晶聚合物，如聚乙烯（PE）和聚丙烯（PP），球晶的形成与取向对拉伸强度和韧性的各向异性影响将被量化描述。 第五章：高分子材料的流变学与加工 高分子加工过程本质上是非牛顿流体的流动问题。本书详细分析了聚合物熔体的剪切变稀行为，并应用幂律模型和Cross模型来描述其表观粘度。在挤出成型和注射成型中，剪切速率、壁面剪切应力和熔体破裂现象之间的关系是关键。此外，我们将深入研究聚合物结晶动力学，包括Avrami方程在预测结晶速率和最终结晶度中的应用，这对控制注塑件的内应力至关重要。 第六章：高分子复合材料的界面科学 纤维增强复合材料（FRPs）的性能高度依赖于纤维/基体界面的结合强度。本章着重讨论表面处理技术（如硅烷偶联剂的作用机制）如何提高界面转移的剪切强度 $ au_c$。我们将应用Halpin-Tsai模型和逆斜法（Inverse Rule of Mixtures）来预测层合板的宏观力学性能，并探讨热膨胀失配导致的界面应力释放机制。 第三部分：先进陶瓷材料的制备与断裂韧性 陶瓷材料因其优异的耐高温、耐磨损和电学/介电性能而不可替代。本部分聚焦于氧化物、非氧化物陶瓷的制备技术和提高其固有的脆性缺陷。 第七章：陶瓷的粉体制备与烧结理论 陶瓷的最终性能始于高质量的粉体。我们将对比固相反应法、共沉淀法和溶胶-凝胶法在控制粉体粒径分布（PSD）和化学均匀性方面的优劣。烧结是陶瓷致密化的核心过程，本章将深入探讨扩散粘度模型，分析晶界迁移和晶内扩散在常压烧结中的贡献。重点解析液相烧结（如碳化硅烧结中添加的钇或氧化镁）如何通过液相铺展和桥接作用降低烧结温度。 第八章：工程陶瓷的结构与性能 氧化铝（Alumina）、氧化锆（Zirconia）和碳化硅（SiC）是重要的结构陶瓷。对于氧化锆，其独特的马氏体相变增韧机制（Transformation Toughening）将被详细剖析：裂纹尖端张应力场诱导的局部体积膨胀，从而使裂纹扩展受阻。对于碳化硅，其高抗蠕变性与其共价键结构的稳定性相关，我们将讨论晶须增强对提高材料整体韧性的贡献。 第九章：陶瓷的断裂与可靠性评估 由于陶瓷的脆性，其可靠性评估至关重要。本章将系统介绍韦伯分布函数（Weibull Distribution）在描述陶瓷强度统计学差异中的应用，以及最大应力理论在预测多轴载荷下的失效概率。此外，R曲线理论将被用于描述韧性增强陶瓷在裂纹扩展过程中的增韧效应。我们将讨论如何通过表面涂层技术（如氮化硅涂层）来提高陶瓷零件的抗疲劳和抗氧化能力。 全书总结： 本书通过深入剖析原子/分子层面的结构与性能关系，为读者构建了一个跨越金属、高分子和陶瓷三大材料体系的完整知识框架，重点在于材料的内在物理化学机制、加工过程中的控制变量以及最终的力学响应，完全不涉及光电信息技术领域的内容。

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这部**《光电信息技术》**，光看书名就让人联想到一系列高精尖的前沿科技，但实际翻开后，我发现它远不止是教科书式的理论堆砌。首先，它的结构安排非常巧妙，像是一部精心设计的探险地图。开篇并没有直接抛出复杂的数学模型，而是用几个引人入胜的实际应用案例作为引子，比如高分辨率的医学成像和远距离的激光通信，一下子就把读者的好奇心勾了起来。作者的叙事方式非常平易近人，即便是对光学物理只有基础了解的人，也能跟随作者的思路，逐步理解光子如何被编码、传输和解码的过程。特别是在介绍光通信的原理时，书中穿插了大量的历史背景和关键人物的小故事，这让原本枯燥的技术讲解变得鲜活起来。我印象最深的是对光纤内部全内反射现象的阐述，作者没有止步于公式推导，而是用非常形象的比喻，将光束在纤芯中“弹跳”的路径描绘得淋漓尽致，甚至能让人在脑海中“看到”信号是如何无损耗地跨越千里。整体感觉，这本书成功地架起了一座理论与实践之间的桥梁，让人在获取知识的同时，也能感受到这项技术的魅力所在。

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如果要用一个词来形容阅读完这本书后的感受，那就是**“体系化的震撼”**。许多零散的技术点，原本在我脑海中可能是孤立的碎片，但在作者的梳理下，它们被有机地编织成一个逻辑严密、层层递进的知识网络。这本书最大的价值在于其构建的**理论框架的稳固性**。它不会让你仅仅停留在了解某个器件的工作原理层面，而是会引导你去思考：为什么选择这种材料？为什么采用这种结构设计？这种思考路径，训练了读者从根本上去分析和解决问题的能力。例如，在讨论光放大器（如EDFA）时，它不仅讲解了掺铒玻璃的能级跃迁，还细致分析了泵浦光源的选择、光纤的长度对增益和噪声的影响，这是一种由宏观到微观、再回到系统优化的完整思维训练。读完后，我感觉自己对光电信息技术领域的认知维度提升了一个层次，不再是零散的知识点记忆，而是一种可以指导未来学习和研究的强大内功。

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这本书的内容广度令人印象深刻，它绝非局限于单一的技术分支，而是构建了一个**完整的知识生态系统**。从光信号的产生（如激光器、LEDs）到光信号的传输（光纤、自由空间光通信），再到光信号的接收与处理（光电探测器、光电转换），它像一部全景式的纪录片，带领读者领略了整个信息链条。特别值得一提的是，书中辟出了一章专门探讨光信息技术在**环境监测和生物医学领域**的交叉应用，这极大地拓宽了我的视野。我原本以为这仅仅是偏重通信技术的书籍，但它对光谱分析在水质污染监测中的应用、以及基于表面等离子体共振（SPR）的生物传感器的原理分析，都给出了相当深入的探讨。这种跨学科的融合，体现了作者对现代科学技术发展脉络的深刻洞察力，让我看到光电技术未来更广阔的蓝海市场。

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老实说，我最初拿到这本书时，内心是有些抵触的，总觉得这种专业性很强的书籍，读起来必定是味同嚼蜡。然而，我错了。这本书最令人惊喜的地方在于其对**最新技术趋势**的把握和前瞻性。它不仅仅是复述几十年前奠定的经典理论，而是大量融入了近五年内实验室取得的突破性进展。比如，关于量子点发光材料在显示技术中的应用，书中不仅详尽分析了其光谱纯度的优势，还深入讨论了当前制备工艺中面临的稳定性挑战和可能的解决方案。这种深入骨髓的专业性，绝非一般科普读物能比拟的，它更像是行业资深专家的一份内部研讨报告。尤其是在讨论太赫兹波段的应用前景时，作者展示了多张非常清晰的频谱图和仿真结果，配以严谨的论证，让人不得不信服作者深厚的学术功底。对于正在从事相关领域研究的工程师和研究生来说，这本书无疑是一本极佳的参考资料，它提供的不仅仅是“是什么”，更是“为什么会这样”以及“下一步该怎么做”的深刻见解。

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阅读体验上，这本书给我带来了极大的舒适感，这对于一本技术书籍来说是难能可贵的。排版设计堪称典范，**图文比例控制得恰到好处**。很多复杂的物理过程，如果仅仅依靠文字描述，很容易让人产生歧义或者理解偏差，但这本书中的插图质量极高，线条清晰、标注明确，并且每一张图都精准地服务于其所在的段落内容。例如，在解释光调制器的工作原理时，书中并列展示了三种不同调制器的结构剖面图，并用动态流程图的方式演示了电信号如何转换为光信号的变化过程，效率极高。此外，本书的术语规范性也值得称赞，对于一些容易混淆的概念，作者都会在首次出现时给出标准的定义，并在脚注或附录中提供英文对照，这极大地便利了习惯阅读国际文献的读者。总的来说，编辑团队对细节的关注，使得这本书在阅读体验上达到了专业书籍的顶尖水准，阅读过程中的心流感很强，不容易被打断。

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大杂烩，凑活着看吧

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