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出版者:PITMAN

作者:M J HILLIER JOHN HANNAH

出品人:

页数:0

译者:

出版时间:1970

价格:0

装帧:Hardcover

isbn号码:9780273434672

丛书系列:

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• 力学
• 应用力学
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• 工程学

现代材料科学与工程前沿探析 书籍名称：《现代材料科学与工程前沿探析》 ISBN： 待定 页数： 约 850 页 装帧： 精装 定价： ￥ 288.00 --- 内容提要 《现代材料科学与工程前沿探析》是一部深入剖析当前材料科学与工程领域最尖端研究方向、革命性技术突破以及未来发展趋势的权威性专著。本书旨在为高年级本科生、研究生、科研人员以及工业界工程师提供一个全面、深入且具有前瞻性的知识平台，使其能够紧跟全球材料技术创新的步伐。 本书摒弃了传统材料学教科书中对经典理论的过度重复，而是将焦点集中于前沿交叉学科的融合点，探讨如何利用跨学科方法解决当前工程实践中最棘手的挑战。全书结构严谨，内容涵盖了从原子尺度设计到宏观系统集成的全过程，强调理论指导下的实验验证与工程应用。 核心章节与内容详解 本书共分为六个宏大模块，下设二十个深度章节，内容详实，力求覆盖材料科学最活跃的领域。 第一部分：超高性能与极端环境材料（Advanced Performance and Extreme Environment Materials） 本部分聚焦于在极端温度、高应力、强腐蚀或辐射环境下仍能保持优异性能的特种材料设计与制备。 1. 增材制造（Additive Manufacturing）中的材料行为与性能调控： 探讨激光选区熔化（SLM）、电子束熔化（EBM）等增材制造工艺对金属和陶瓷微观结构的影响机制。 重点分析快速凝固过程中的缺陷控制（如孔隙率、残余应力）以及如何通过过程参数优化实现超细晶粒或特定晶体取向的定向生长，以提升疲劳寿命和蠕变抗性。 案例研究：高熵合金（HEAs）在增材制造中的应用潜力及其热力学稳定性分析。 2. 先进高温与超耐热合金的界面工程： 深入研究单晶镍基高温合金的微观结构演变，特别是$gamma/gamma'$相的有序化机制。 关注陶瓷基复合材料（CMCs）在涡轮叶片等关键部件中的热物理性能、抗氧化涂层失效模式及修复技术。 介绍“负热膨胀”材料在热匹配系统中的应用策略。 3. 辐射损伤与抗辐照材料设计： 针对核能、航天领域的需求，解析高能粒子（中子、质子）辐照下材料的微观损伤机理，如空位团簇、间隙原子团簇的形成与迁移。 阐述新型低活化铁素体/马氏体钢（ODS钢）以及具有自修复能力的纳米结构材料在抵抗辐射脆化方面的最新进展。 第二部分：智能与响应性材料系统（Intelligent and Responsive Material Systems） 本部分探讨材料如何感知、处理和响应外界环境刺激（如电、磁、光、热、力），实现功能集成化。 4. 磁性形状记忆合金（MSMA）与磁流变弹性体的本构关系： 详细介绍马氏体相变驱动下的超磁致伸缩效应，并建立考虑磁场耦合的非线性本构模型。 分析磁流变（MR）流体在可主动调控减震器和阻尼器中的流变学特性，优化剪切应力和屈服应力的响应速度。 5. 可逆键合与自修复高分子材料： 剖析基于超分子化学、动态共价键（如Diels-Alder反应、氢键）的动态网络材料的设计原理。 探讨室温下材料的微裂纹自动闭合机制，以及多次修复能力对材料循环使用寿命的意义。 6. 光电功能集成材料：钙钛矿与量子点： 聚焦新一代光伏材料——卤化物钙钛矿的稳定性问题，分析湿度、热应力对其晶格结构和电荷迁移率的影响。 研究量子点（QDs）在显示技术中的色纯度优化，以及如何通过表面钝化技术抑制光致淬灭。 第三部分：生物医学材料与组织工程（Biomedical Materials and Tissue Engineering） 本部分着重于材料与生命系统间的生物相容性、界面行为及功能重建。 7. 植入物表面的微纳结构化与抗感染策略： 探讨细胞黏附、增殖和分化如何受控于钛合金、钴铬合金等植入物表面的粗糙度和化学梯度。 研究缓释抗菌剂（如银离子、中草药提取物）负载体系的载药动力学及其在骨科和牙科领域的应用。 8. 生物可降解支架材料的设计与力学性能： 评估聚乳酸（PLA）、聚己内酯（PCL）等生物吸收性聚合物在组织工程支架中的降解速率与力学性能衰减的匹配性。 利用有限元模拟预测支架在体内特定负荷条件下的应力分布与细胞生物学响应。 第四部分：能源存储与转化材料（Energy Storage and Conversion Materials） 本部分关注下一代能源技术所需的关键材料创新。 9. 固态电解质与锂电池的界面阻抗： 深入分析硫化物、氧化物和聚合物固态电解质的离子电导率机理与合成工艺。 重点阐述固态电池中电极/电解质界面（SEI/CEI）的形成、稳定性及高界面阻抗的微观根源。 10. 催化剂的孔隙结构工程与活性位点调控： 阐述介孔材料（如MOFs、COFs）的合成方法学及其在大规模工业催化（如CO2还原、水分解）中的应用。 利用密度泛函理论（DFT）计算，预测和优化单原子催化剂（SACs）的电子结构和反应能垒。 第五部分：计算材料学与数据驱动创新（Computational Materials Science and Data-Driven Innovation） 本部分涵盖利用先进计算工具加速材料发现和性能预测的方法论。 11. 高通量计算与机器学习在材料筛选中的应用： 介绍Materials Genome Initiative（材料基因组计划）的实施框架，包括数据库构建、自动化实验平台与数据挖掘。 详细介绍基于图神经网络（GNN）和深度学习模型预测晶体稳定性、相图和力学性能的流程与挑战。 12. 多尺度模拟的耦合与尺度传递： 探讨如何有效连接从量子力学（QM）到分子动力学（MD），再到有限元分析（FEM）的模拟链条。 重点分析晶界迁移、位错运动等介观尺度的物理现象在宏观性能预测中的权重。 第六部分：可持续性与循环经济中的材料挑战（Sustainability and Circular Economy in Materials） 本部分着眼于环境责任和资源效率，是未来材料工程不可或缺的一环。 13. 难回收金属的绿色分离与纯化技术： 探讨湿法冶金和离子液体萃取技术在稀土元素、关键电池金属（如钴、镍）回收中的突破。 分析材料设计从“摇篮到坟墓”向“摇篮到摇篮”转变的设计原则（Design for Disassembly and Recycling）。 --- 本书特色 1. 聚焦前沿，理论与实践紧密结合： 每章均以最新的科研突破为引子，结合详尽的工程案例，展现材料科学的“下一代技术”。 2. 跨学科深度融合： 强调材料科学与化学、物理学、计算机科学、生物学的交叉融合，展现现代工程问题的复杂性。 3. 丰富的图表与数据： 包含大量作者团队原创或精选的先进显微结构图像、谱学数据和性能曲线，增强视觉冲击力和理解深度。 本书将是相关领域研究者、高校师生及致力于材料技术创新的工程师的必备参考书。

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这本《结构工程中的有限元分析》这本书，说实话，一开始我以为它会是另一本枯燥的数值方法书，但读下来发现我完全错了，它更像是一本针对结构工程师的“抗压”圣经。这本书的亮点在于其强烈的“结构导向性”。它没有像其他书籍那样花费大量篇幅去推导矩阵的理论基础，而是直接从梁单元和板单元的实际应力应变关系出发，讲解如何建立刚度矩阵。特别是它在处理接触问题和非线性几何效应（如二阶P-Delta效应）时的处理方式，非常贴合实际工程中的难点。书中提供的大量表格，汇总了不同单元类型在处理剪切锁定和厚度效应时的适用范围，这在实际建模时能极大地节省摸索时间。我曾用书中的建议重新分析了一个旧桥梁的屈曲模型，发现以往采用的简化梁单元模型确实低估了中间节点的弯矩集中。这本书的价值不在于教你如何证明一个定理，而在于教你如何用最可靠、最经济的方式，让结构“站得住”。对于一线结构设计人员而言，它提供的洞察力是无价的。

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说实话，一开始拿到这本《材料科学导论》的时候，我还有点担心它会过于偏重晶体结构和热力学这些基础理论，因为我更关注的是实际的材料加工工艺。没想到，这本书的视角非常独特和前沿。它在讲解金属的塑性变形时，并没有停留在经典的Hall-Petch关系上，而是花了大篇幅介绍了高熵合金（HEA）和纳米晶材料的特殊强化机制，这部分内容在国内很多教材里还比较少见。我印象最深的是关于“相变工程”那一章，作者通过一个复杂的镍钛记忆合金的冷却曲线图，将马氏体转变和奥氏体转变的能量势垒解释得非常透彻，让我对形状记忆效应有了全新的认识。而且，书中的图表质量极高，很多显微结构照片分辨率非常清晰，细节丰富。对于我们做表面工程的来说，它后面关于薄膜沉积和界面结合强度的讨论，提供了很多新的思路和潜在的研究方向。总之，它成功地在宏观性能、微观结构和热力学驱动力之间架起了一座坚实的桥梁，绝不是一本可以随便翻阅的入门读物。

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我最近在准备一个关于复杂系统动力学的研讨会，急需一本能提供扎实数学基础的书籍来梳理思路。这本书《非线性动力学与混沌分析》简直是雪中送炭！它与其他强调物理现象的同类书籍最大的不同在于，它从一开始就将焦点放在了“相空间”和“李雅普诺夫指数”这些核心数学工具上。作者对庞加莱截面法的讲解尤为精妙，通过几个经典的振动系统（如洛伦兹吸引子和双摆模型）的迭代过程，把原本抽象的几何概念具体化了。我尤其欣赏它在处理随机共振现象时所采用的随机微分方程框架，这使得我们能用更严谨的概率论方法去量化系统的响应。这本书的排版也很有特点，大量使用了加粗和斜体来强调关键的拓扑概念，阅读时不易走神。读完后，我感觉自己对系统的稳定性判断和长期行为预测能力得到了质的飞跃。如果你的背景是偏数学或理论物理，想深入理解“不可预测性”背后的数学规律，这本书绝对是首选，它教给你的思考方式远比具体的公式推导更有价值。

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这本书的《计算方法与数值模拟》部分简直是为我这种实战派量身定制的！我一直觉得，再好的理论，如果不能有效地转化为代码和仿真结果，那都是空中楼阁。这本书最牛的地方在于，它没有停留在介绍有限元法（FEM）或有限体积法（FVM）的理论框架上，而是深入到了算法实现的每一个细节。比如，在处理非线性材料模型时，作者详细解析了牛顿-拉夫逊迭代法的每一步操作，甚至给出了伪代码的结构，这对于想自己搭建求解器的同行来说，简直是无价之宝。我过去在处理边界条件耦合时经常遇到收敛性问题，但对照书中关于网格划分和求解器设置的章节，我找到了自己算法中遗漏的关键步骤，优化后的结果收敛速度提升了至少30%！更令人称道的是，作者竟然还加入了对并行计算（如MPI）在CFD求解中的初步应用探讨，虽然只是一个概览，但也为我们指明了未来优化的方向。这本书的深度，已经超越了一般教材的范畴，更像是一本高级工程师的实操手册，阅读体验非常过瘾，让人忍不住想立刻打开电脑动手实践。

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哇，最近终于把手头的这本《流体力学基础与应用》啃完了，感觉收获颇丰啊！这本书的编排真是下了大功夫，从最基本的流体静力学讲起，概念的引入非常循序渐进，不像有些教材上来就抛出一大堆复杂的公式，让人望而却步。作者对伯努利原理的阐述简直是教科书级别的清晰，配合那些精心绘制的示意图，即便是初次接触这个领域的读者也能很快抓住核心要义。我特别喜欢它在讲解粘性流体和无粘性流体过渡时的处理方式，那种逐步增加复杂性的逻辑链条让人觉得学习过程非常顺畅。而且，书中对一些实际工程问题的案例分析也做得相当到位，比如管道流动中的能量损失计算，作者不仅给出了严谨的数学推导，还结合了实际的泵站设计图例进行讲解，这让理论知识立刻“活”了起来，不再是冰冷的数字。读完这些章节后，我再去翻看一些行业标准时，感觉思路清晰多了，很多过去模糊不清的概念一下子就清晰明朗了。这本书绝对是工程专业学生和初级工程师案头必备的良器，值得反复研读和参考。

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