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出版者:

作者:王守仁

出品人:

页数:216

译者:

出版时间:2008-4

价格:31.00元

装帧:

isbn号码:9787544607667

丛书系列:

图书标签:

• 实用教程
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• 技能提升
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《现代工程材料学：基础理论与应用前沿》 第一部分：材料科学的基石 本书深入剖析了材料科学的核心理论框架，旨在为工程技术人员和高年级学生提供一个全面而深入的视角，理解材料的结构、性能、加工与应用之间的内在联系。我们摒弃了对基础概念的简单重复，而是聚焦于那些决定现代工程实践成败的关键科学原理。 第一章：晶体结构与缺陷工程 本章从原子尺度的排列入手，详细阐述了金属、陶瓷和聚合物的晶体结构特性。重点讨论了密堆积结构（HCP、FCC）的形成机制及其对宏观力学性能的影响。随后，内容转向材料的微观缺陷——点缺陷、线缺陷（位错）和面缺陷（晶界）——如何作为材料性能的“调控器”。我们不仅描述了这些缺陷的分类和产生原因，更重要的是，探讨了如何通过热处理和塑性变形技术，主动管理和控制位错的运动，以实现材料强度的提升或韧性的优化。特别是，引入了高熵合金（HEAs）中复杂晶格畸变对热稳定性和抗辐照损伤的独特贡献的分析模型。 第二章：热力学与相变动力学 材料的稳定性与其所处的温度和压力环境息息相关。本章深入讲解了材料体系的相图解读，超越了简单的二元系，扩展到复杂多组分合金体系的Gibbs相律应用。重点阐述了非平衡态热力学在材料加工中的重要性，例如快速凝固技术中抑制相分离的机制。动力学部分着重于扩散理论，特别是Kirkendall效应在薄膜沉积中的应用，以及通过计算热力学（CALPHAD方法）预测复杂多相平衡的现代工具。理解相变动力学，是控制材料微观结构演变、实现预期宏观性能的基础。 第三章：电子结构与材料性能关联 本章从量子力学的角度审视材料。详细阐述了能带理论、费米能级以及态密度在导电性、半导体特性和光学响应中的决定性作用。对于金属，我们探讨了电子-声子散射对电阻率的影响。在半导体部分，重点分析了掺杂对载流子浓度的精确调控，以及PN结的形成机理。此外，内容深入到功能材料，如铁电体和压电材料的极化机制，以及磁性材料中朗之万畴和布洛洛赫畴的相互作用，这些是现代电子器件性能优化的核心。 第二部分：先进材料的结构控制与性能调控 本部分聚焦于如何通过先进的制造技术和微观结构设计，突破传统材料的性能极限。 第四章：力学行为的深入分析 本章超越了传统的屈服强度和抗拉强度范畴，专注于材料在极端载荷和复杂环境下的失效机制。引入了断裂力学的弹塑性断裂参数（如J积分），用于评估含缺陷结构的安全裕度。详细分析了疲劳机制，包括低周疲劳（LCF）和高周疲劳（HCF）下的Coffin-Manson和Basquin关系的适用性。针对高温应用，重点研究了蠕变过程中的位错攀移和空洞生成，并引入了时间-温度等效原理（TTSP）进行长期寿命预测。 第五章：高分子与复合材料的界面科学 本章致力于理解多相材料的协同效应。在聚合物部分，关注链段运动、玻璃化转变温度（Tg）的精确测定及其对粘弹性能的影响。在复合材料部分，核心内容是界面粘结的物理化学。详细分析了纤维/基体界面处的应力传递效率，以及通过表面改性技术（如等离子体处理）提高界面兼容性的方法。对于纳米复合材料，探讨了纳米粒子在聚合物基体中的分散状态对增韧和阻燃性能的非线性影响。 第六章：材料的表面工程与腐蚀控制 材料的失效往往始于表面。本章全面覆盖了表面处理技术在提升材料耐磨损、耐腐蚀性能方面的应用。详细介绍了物理气相沉积（PVD）和化学气相沉积（CVD）在制备硬质涂层（如TiN, DLC）中的工艺窗口控制。腐蚀部分，重点阐述了电化学腐蚀的机制，特别是应力腐蚀开裂（SCC）的诱发条件。最后，引入了先进的缓蚀剂设计原理，包括分子吸附模型和自修复涂层技术的最新进展。 第三部分：制造工艺与性能的反馈循环 本部分将理论知识与现代增材制造（AM）等前沿技术相结合，展示了如何构建“设计-制造-测试”的闭环系统。 第七章：增材制造中的材料行为 针对选择性激光熔化（SLM）和电子束熔化（EBM）等金属增材制造技术，本章详细分析了快速凝固过程中出现的特有微观结构，如柱状晶的形成与晶内偏析。探讨了增材制造过程中热梯度引起的残余应力及其对最终部件几何精度和力学性能的负面影响。引入了在线监测技术（如原位X射线衍射）在实时控制熔池稳定性和缺陷抑制中的作用。 第八章：计算材料学与材料基因工程 本章展望了材料设计的前沿方法。首先，深入讲解了第一性原理计算（DFT）在预测新型化合物稳定性和电子结构方面的应用。随后，介绍了介观尺度的相场模型（Phase Field Modeling）在模拟晶粒生长、裂纹扩展等复杂演化过程中的优势。最后，探讨了如何利用机器学习（ML）处理高维材料实验数据，加速筛选具有特定性能组合的新材料，这是未来材料研发范式的核心。 附录：材料表征的先进手段 本附录概述了现代材料科学中不可或缺的表征技术，包括高分辨透射电子显微镜（HRTEM）对晶格结构的成像、聚焦离子束（FIB）对样品微纳加工的应用，以及同步辐射光源在动态原位表征中的独特能力。强调了如何将不同表征手段获得的信息进行多尺度、多物理场的综合分析，以构建完整的材料性能画像。

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说实话，我对市面上很多教程的“时效性”一直持保留态度，技术更新太快了，一本书可能出版后没多久就开始落伍。但《实用综合教程2》展现出了一种超越时限的生命力，这主要归功于它对基础原理的深刻剖析。虽然它涉及了应用层面的内容，但作者显然把重心放在了那些不易过时的底层逻辑和思维模式上。比如，书中对某种工作流程的阐述，即便软件界面未来有所改变，其背后的设计哲学和操作逻辑依然成立。我特别喜欢其中关于“排错与调试”的部分，它没有直接给出固定的解决方案，而是提供了一套系统的排查思路，教你如何像侦探一样去定位问题，这种能力比记住一百个现成的答案更有价值。这种“授人以渔”的教学理念，让这本书的使用寿命大大延长。即便是几年后，我相信我依然会把它放在手边，不是为了查找最新的语法，而是为了回顾和强化那些构成我核心竞争力的基础技能。

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我接触过各种年龄段和背景的人在使用这类教程，而《实用综合教程2》最成功的地方在于其极高的“可达性”，它成功地跨越了不同知识背景读者的鸿沟。我认识一位刚退休的朋友，他抱着试试看的心态来学习，起初对电脑操作都有些畏惧，但这本书的叙述方式非常温和，它避免使用过于晦涩的行话，即便首次接触到新概念，也会先用最朴素的语言进行比喻和解释，确保读者不会因为感到“陌生”而主动放弃。另一方面，对于已经有一些经验的人来说，这本书也提供了足够的深度去挖掘新的技巧和优化现有流程的空间，比如关于效率提升的几个高级技巧，即便是工作多年的专业人士也会从中受益匪浅。这本书仿佛拥有一个神奇的魔力，能让新手感到“原来可以这么简单”，也能让老手感到“我还能做得更好”，这种普适性和多层次的价值，是很多单一面向的教程难以企及的。

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从排版和用户体验的角度来看，《实用综合教程2》的处理方式非常体贴入微，完全不像是一本冷冰冰的技术手册。装帧设计上虽然保持了专业书籍的严肃性，但在内容呈现上却充满了人情味。例如，那些复杂的流程图，不像别处那样密密麻麻挤在一起，而是被合理地拆分和留白，使得阅读节奏非常舒缓。作者似乎很懂得学习者的疲劳点，会在关键章节的结尾设置一些“思考题”或“自我测试”，这些小小的互动环节有效地帮助我巩固了刚刚学到的知识，防止了那种“读完就忘”的尴尬局面。更值得称赞的是，书中对专业术语的解释都做了脚注或侧边栏的补充说明，避免了读者频繁在正文和词汇表之间来回跳转的困扰，极大地提升了阅读的流畅性。这种对细节的关注，体现了出版方和作者对读者学习体验的尊重，让整个学习过程变得更加愉悦和高效。

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这本《实用综合教程2》简直是为我这种初学者量身定做的，内容组织得非常清晰，从最基础的概念入手，层层递进，丝毫没有那种故弄玄虚的理论堆砌。我记得我刚开始接触这个领域的时候，面对市面上那些厚厚的专业书籍，简直无从下手，感觉自己像是在迷雾中摸索。但是这本书不一样，它更像是一位耐心的导师，每一步都走得很扎实。比如在介绍某个核心概念时，作者不仅仅是给出了定义，还配上了大量贴近实际生活的案例分析，这让我立刻就能明白这个知识点在现实中是如何应用的。特别是关于软件操作的那几个章节，详略得当，截图清晰，即便是跟着书本一步步操作，也不会感到迷茫。我特别欣赏作者在处理复杂问题时所展现出的那种化繁为简的能力，很多我曾经困扰很久的问题，读完相关的章节后茅塞顿开。这本书真正做到了“实用”，让我感觉每翻开一页，都能学到能立刻用上的东西，而不是空泛的理论。对于希望快速入门并建立起扎实基础的读者来说，这本书的价值是无可替代的。

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我必须说，《实用综合教程2》在逻辑架构上的设计达到了一个相当高的水准，它仿佛是为那些追求系统性和深度理解的读者准备的宝典。我读了很多号称“全面”的教程，但往往在某个关键环节就会虎头蛇尾，要么理论太深奥而缺乏实践指导，要么实践太肤浅而支撑不起更深入的学习。这本书巧妙地平衡了两者。它的章节安排不是简单的知识点罗列，而是一条精心铺设的成长路径。从宏观的框架搭建到微观的细节打磨，每一步都有明确的目标和检验标准。更让我印象深刻的是，书中对一些常见误区和陷阱都有专门的提醒和分析，这体现了作者对教学过程中可能出现问题的深刻洞察力。读这本书的过程，与其说是学习知识，不如说是在构建一个完整的认知体系。我感觉自己看待问题的视角都变得更开阔了，不再满足于“能用就好”，而是开始探究“为什么能用”和“如何能更好”。对于那些不甘心停留在表面，渴望触及领域本质的求知者，这本书无疑提供了绝佳的工具和视角。

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