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页数:113

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出版时间:2009-4

价格:14.50元

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isbn号码:9787562331728

丛书系列:

图书标签:

• 测绘
• 零部件
• 实训
• 工程测量
• 机械工程
• 技术测量
• 绘图
• 工业测量
• 实践教学
• 计量技术

探秘微观世界的精密构造：现代材料科学与结构分析 引言：重塑我们对物质的理解 自古以来，人类对物质的探求从未停歇。从最初的粗糙石器到如今精密的集成电路，每一次飞跃都建立在对材料本质更深刻的理解之上。本书并非聚焦于零件的几何测量与绘图技艺，而是将读者带入一个更为宏大且基础的领域——现代材料科学与结构分析。它旨在揭示构成我们日常所见及未来科技的微观世界规律，探究物质的内在属性如何决定其宏观性能，并最终指导我们如何设计、制造和优化具有特定功能的结构。 第一部分：材料的基石——微观结构与本征性能 本书的开篇将深入探讨材料的原子和晶体结构。我们不会探讨如何获取零件的尺寸和形状数据，而是专注于理解这些数据背后的物理成因。 第一章：晶体结构与缺陷的深远影响 材料的宏观性能，如强度、韧性或导电性，根植于其微观排列。本章详细解析了金属、陶瓷和聚合物的晶体学基础，包括体心立方、面心立方以及非晶态结构的形成机理。重点讨论了晶界、位错、空位等晶体缺陷如何充当材料性能的“指挥中心”。例如，位错的运动机制直接决定了金属的塑性变形能力，这比简单测量一个孔的直径要复杂得多。我们将通过X射线衍射（XRD）技术介绍如何“看穿”物质的内部排列，从而预测其力学行为。 第二章：热力学与相变动力学 材料的生命周期充满了相变——从熔化到凝固，从一种晶体结构转变为另一种。本章侧重于材料热力学平衡状态的构建（如相图的解读与应用），以及相变发生的速度和路径（动力学）。理解平衡态和非平衡态下的微观结构演化，是设计高性能合金和复合材料的关键。我们将分析退火、淬火等热处理过程对最终材料微观结构（如奥氏体、贝氏体、马氏体等）的影响，这些结构决定了零件的最终服役寿命和可靠性，远超单纯的几何信息。 第三部分：力学行为的本质——应力、应变与断裂 零部件测绘关注的是零件的几何尺寸是否符合图纸要求，而本书则关注零件在实际工作环境中是否能够承受载荷而不发生破坏。本部分是材料科学的核心。 第三章：连续介质力学基础与本构关系 本章建立起描述材料响应外部载荷的数学框架。内容包括线弹性理论、胡克定律的推广、应力张量和应变张量的定义与转换。不同于简单的几何尺寸测量，我们关注的是材料内部发生的弹性形变和粘塑性流动。此外，本章将引入各向异性材料的本构关系，例如纤维增强复合材料的应力-应变描述，这要求读者具备扎实的微积分和线性代数基础。 第四章：失效分析与断裂力学 材料失效是工程中最严峻的挑战。本章系统阐述了疲劳、蠕变和脆性/韧性断裂的机理。我们将引入关键的断裂力学参数，如应力强度因子（$K_{IC}$）和断裂韧性，以及裂纹扩展的阈值与 Paris 定律。通过分析材料的断口形貌（微观形貌学），工程师可以追溯失效的起源，这是一种比测量零件外部尺寸更具诊断性的分析方法。我们将探讨如何通过材料的微观结构来优化其抗疲劳性能，而非仅仅检查其尺寸公差。 第三部分：功能性材料与先进制造的界面 现代工程不再满足于结构强度，功能性需求日益凸显。本部分探讨了材料的电、磁、热性能，以及先进制造工艺对这些性能的调控。 第五章：电磁学特性与半导体材料 本章关注材料作为电子元件的能力。详细介绍导体、半导体和绝缘体的能带理论，理解费米能级、载流子浓度和迁移率如何决定材料的导电行为。我们将分析介电常数、电导率等参数对电子器件性能的关键影响。这部分内容完全脱离了传统测绘的范畴，深入到量子力学对材料宏观行为的解释。 第六章：先进制造对材料微观结构的影响 现代制造，如增材制造（3D打印）和定向凝固技术，正在以前所未有的方式重塑材料的内部结构。本章探讨增材制造过程中快速冷却速率对晶粒尺寸、残余应力和孔隙率的影响。与传统的去除或塑性变形工艺不同，增材制造往往引入新的热影响区和独特的微观纹理。理解这些过程如何影响最终零件的功能特性（如各向异性的力学性能），是未来工程设计的核心能力。 结论：面向未来的材料设计 本书旨在培养读者对材料科学原理的深刻洞察力。它强调的不是“测量已有的零件”，而是“设计具有所需性能的材料和结构”。从原子尺度的相互作用到宏观尺度的载荷响应，现代材料科学与结构分析是所有高精尖工程领域——航空航天、生物医学、新能源技术——不可或缺的理论基石。掌握这些知识，才能真正掌握制造先进产品的能力，而非仅仅停留在图纸的表面。

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这本书的装帧设计着实让人眼前一亮，封面采用了简约而富有质感的哑光纸张，触感温润舒适。主色调是沉稳的深蓝色，搭配着烫金的字体，显得既专业又不失格调。细节处理上，封面的边缘打磨得非常圆滑，拿在手里很有分量，一看就是经过精心打磨的作品。内页的纸张选用也颇为讲究，厚实且白皙，即便是长时间阅读，眼睛也不会感到疲劳。油墨的印刷清晰锐利，即便是最细微的图表和线条也展现得淋漓尽致。排版布局上，作者显然花了不少心思，章节之间的逻辑过渡自然流畅，图文并茂的呈现方式让阅读体验大大提升。整体而言，从实体书的角度出发，这绝对是一本值得收藏和细细品味的佳作，光是摆在书架上，就能感受到一股严谨而专业的学术气息扑面而来。

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这本书的叙事节奏感极强，读起来有一种强烈的代入感，仿佛自己正身处于故事的核心场景之中。作者非常擅长运用场景化的描写，无论是宏大的背景铺陈，还是微小的动作细节，都描绘得入木三分。我发现自己很难将注意力从书页上移开，常常是一口气读完好几个章节，那种被情节牵引着向前奔跑的感觉，非常过瘾。尤其是一些转折和高潮部分的描写，作者的笔力显得尤为老练，能够精准地拿捏住读者的情绪，让人心潮澎湃，为之动容。这种流畅、不拖泥带水的叙事方式，对于那些追求阅读效率和沉浸体验的读者来说，无疑是一大福音。它成功地构建了一个鲜活的世界，让人心甘情愿地迷失其中，享受这场文字构建的冒险旅程。

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我最近沉迷于阅读一些关于古代文学批评史的著作，这本书的文字风格，给我一种截然不同的感觉。它仿佛带着一种老派学者的沉着与洞察力，行文间充满了对事物本质的深刻探究，用词考究而精准，很少有浮夸或空泛的论述。阅读过程中，我能清晰地感受到作者深厚的知识底蕴和严谨的治学态度。它不像那些快餐式的读物，读完就忘，这本书更像是需要慢火细炖的佳肴，需要你反复咀嚼那些精妙的论证和引用的文献。每读完一个小节，都会忍不住停下来思考其中的深意，思考作者是如何将复杂的概念用如此简洁明了的笔触勾勒出来的。这种对文字的极致把控，让人不禁联想到那些经典译著，那种历经时间考验的文字魅力，在这本书中得到了完美的体现。

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这本书的实用性体现在它对于日常操作流程的细致梳理上。它并没有停留在理论层面，而是非常注重“如何做”的指导。我特别欣赏其中穿插的大量步骤分解图和注意事项提示，这些内容显得极其贴合实际操作的需求，避免了许多初学者在实际操作中可能遇到的陷阱。文字表达上，作者采用了非常口语化但又不失专业性的语言，使得即便是初次接触这个领域的人也能迅速理解并上手。阅读过程中，我仿佛有一位经验丰富的导师在身旁，随时指点迷津，这种教学相长的感觉，让学习过程变得轻松愉快而不是枯燥乏味。它真正做到了将复杂的知识体系，拆解成易于吸收、可立即应用的小模块，是一本不可多得的实操指南。

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从学术价值的角度来看，这本书的创新性令人印象深刻。它并非简单地重复前人已有的观点，而是尝试构建一个全新的理论框架来解释一系列长期存在的难题。作者在引言部分就提出了一个颇具挑战性的观点，并在后续章节中层层递进，用扎实的案例和严密的逻辑链条来支撑自己的论点。尤其是在方法论的使用上，展现出极强的跨学科融合能力，这种打破壁垒的尝试，无疑为该领域注入了新的活力。对于那些希望了解学科前沿动态的研究人员或资深爱好者而言，这本书提供了一个绝佳的对话平台。它所引发的思考和讨论，其价值可能远远超出了书本本身的内容，它更像是一个思想的火种，点燃了探索未知领域的激情。

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