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出版者:

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页数:217

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出版时间:2009-9

价格:29.00元

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isbn号码:9787114071393

丛书系列:

图书标签:

• 建筑材料
• 材料科学
• 建筑工程
• 土木工程
• 学习指南
• 教材
• 高等教育
• 工程材料
• 建筑技术
• 绿色建筑

探索现代建筑的基石：精选工程材料学导论 图书名称： 工程材料学导论：从基础到前沿应用 图书简介： 本书旨在为土木工程、建筑学、材料科学等相关专业的学生及从业人员提供一套全面、深入且与时俱进的工程材料学基础知识体系。我们深知，建筑的宏伟与持久，无不建立在对所用材料性能的深刻理解之上。本书将带领读者穿越材料科学的广阔领域，系统梳理从传统到高新技术的关键材料，强调理论与实际应用的紧密结合。 第一部分：材料科学的基石与宏观视角 第一章：材料科学导论与结构——性能的关系 本章首先确立了理解工程材料的哲学基础：材料的宏观性能（强度、韧性、耐久性等）源于其微观结构（原子排列、晶体结构、微相组织）。我们将详细介绍晶体结构、晶格缺陷（点缺陷、线缺陷、面缺陷）如何影响材料的力学行为。内容涵盖了晶体塑性变形的基本机制，如位错的运动与交互作用，为后续理解金属的强化机制奠定理论基础。 第二章：热力学、动力学与相图基础 材料的制备、处理和使用环境都受到热力学和动力学规律的严格制约。本章深入讲解吉布斯相律、化学势等热力学概念在材料体系中的应用。重点剖析了二元和三元相图的解读方法，特别是温度、成分变化如何导致组织演变。相变动力学部分，如成核与生长理论，将解释为什么某些相变是快速的，而另一些则需要漫长的时间，这对于控制材料微观结构至关重要。 第三章：工程材料的分类与宏观力学性能表征 本章提供了一个清晰的材料分类框架，包括金属、陶瓷、聚合物、复合材料及新型功能材料。核心内容在于详尽阐述各种力学性能的测试方法与标准：拉伸、压缩、弯曲试验的应力-应变曲线分析；硬度测试（洛氏、维氏、布氏）的适用性；以及对疲劳（S-N曲线、疲劳极限）、蠕变（稳态与瞬态蠕变）等长期服役性能的量化描述。此外，材料的断裂韧性（KIC）和冲击韧性（如夏比冲击试验）的测试与意义将被细致讲解。 第二部分：核心工程材料的深度剖析 第四章：金属材料——结构、性能与热处理 金属是现代工程的支柱。本章聚焦于结构钢、不锈钢、铝合金及钛合金等关键材料体系。我们将深入研究体心立方（BCC）、面心立方（FCC）晶体的特性，并以铁碳合金相图为核心，系统讲解退火、正火、淬火和回火等热处理工艺如何精确调控钢的微观结构（如珠光体、贝氏体、马氏体），从而实现所需的强度和韧性的平衡。对于有色金属，如铝合金的析出强化机制也将得到详尽阐述。 第五章：无机非金属材料：陶瓷与水泥基材料 陶瓷材料以其耐高温、耐腐蚀的特性在极端环境中不可替代。本章区分了结构陶瓷（如氧化铝、碳化硅）和功能陶瓷（如压电材料）。重点分析陶瓷的脆性断裂特征、强度各向异性及如何通过细化晶粒来提高其可靠性。 紧随其后的是对水泥基材料的专业探讨。详细解析硅酸盐水泥的水化反应机理、早期和后期强度的形成过程，以及骨料与基体的相互作用。混凝土的微观孔隙结构、渗透性、早期收缩与长期耐久性（如抗冻融、抗硫酸盐侵蚀）是本章的实践重点。 第六章：聚合物材料与高分子复合体系 聚合物因其轻质、易加工和独特的弹性形变能力，在建筑和结构工程中的应用日益广泛。本章讲解聚合物的分子链结构、结晶度、玻璃化转变温度（Tg）和熔点（Tm）的概念及其对材料性能的影响。我们将区分热塑性塑料与热固性树脂的特性。 复合材料部分，本书将重点介绍纤维增强复合材料（如玻璃纤维、碳纤维增强环氧树脂或聚合物基体）。分析纤维、基体和界面三者对复合材料整体性能的协同作用，特别关注层合板的铺层设计原理。 第三部分：材料的服役行为、退化与新型发展 第七章：材料的腐蚀与防护 材料在环境中会发生化学或电化学的退化。本章详细阐述金属的电化学腐蚀理论，包括原电池、浓差电池的形成机理。系统分析常见腐蚀类型，如均匀腐蚀、点蚀、缝隙腐蚀和应力腐蚀开裂（SCC）。防护措施部分，本书将超越传统的涂层，深入探讨阴极保护、缓蚀剂的应用技术，以及耐蚀合金的选择原则。 第八章：材料的疲劳、断裂与无损评估 疲劳是结构失效的主要原因之一。本章提供更深入的断裂力学知识，引入线性弹性断裂力学（LEFM）的核心概念，如应力强度因子（K）和断裂韧性（KIC）。针对疲劳，除了S-N曲线，还将引入Paris-Erdogan规律，用于预测裂纹扩展速率。材料的无损检测（NDT）方法，如超声波、射线检测、声发射技术，将作为评估材料内部缺陷和残余寿命的重要工具进行介绍。 第九章：可持续性与前沿工程材料 面对资源约束和环境挑战，材料科学正转向绿色化和功能化。本章探讨可持续性在材料选择中的地位，包括可再生材料、再生骨料的性能评估，以及低碳水泥替代品的研究进展。此外，还将前瞻性地介绍一些新兴材料，如自修复材料的初步概念、智能结构材料（形状记忆合金、压电材料）在结构健康监测（SHM）中的潜力，为读者指明未来的研究方向。 本书的结构设计力求逻辑清晰，理论深度适中，配以大量的实例分析和工程案例，确保读者不仅掌握“是什么”，更能理解“为什么”以及“如何应用”，从而成为能够驾驭复杂工程材料挑战的专业人才。

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