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出版者:中国劳动社会保障出版社

作者:陈惠群 编

出品人:

页数:193

译者:

出版时间:2004-1

价格:19.00元

装帧:

isbn号码:9787504542779

丛书系列:

图书标签:

• 电气测量
• 测量技术
• 电力系统
• 传感器
• 仪表
• 误差分析
• 信号处理
• 电子仪器
• 自动化
• 电工基础

好的，这是一份关于《现代材料科学导论》的详细图书简介，内容完全聚焦于该书的实际知识体系，不涉及任何与《电气测量》相关的主题，力求自然流畅，字数约为1500字。 --- 现代材料科学导论：从原子结构到前沿应用 图书简介 《现代材料科学导论》是一部系统、深入且极具前瞻性的教科书/参考书，旨在为材料学、化学工程、物理学乃至跨学科研究领域的学生和专业人士，构建一个坚实而全面的材料基础认知框架。本书的核心目标是清晰阐释“材料的结构决定其性能，而性能决定其应用”这一核心材料科学原理，并辅以现代研究方法论和案例分析。 本书的结构设计严谨，从微观的原子尺度出发，逐步扩展到宏观的工程应用，确保读者能够建立起多尺度、多维度的材料理解体系。 第一部分：材料科学的基础与结构（The Fundamentals of Structure） 本部分是全书的基石，重点在于理解材料的内在构成及其对外部行为的决定性影响。 第一章：材料科学概述与原子结构 本章首先界定了材料科学与工程的范畴，探讨了工程材料的分类（金属、陶瓷、聚合物、复合材料）。随后，深入剖析了原子结构，包括电子壳层理论、轨道杂化（sp, sp2, sp3）、化学键的本质（离子键、共价键、金属键、范德华力），以及这些键的相对强度和方向性如何预示了材料的宏观特性，例如熔点和电学行为。 第二章：晶体结构与缺陷工程 重点讲解了晶体的周期性排列，详细描述了常见晶系（立方、六方、正交等）的布拉维点阵和晶胞概念。内容包括密堆积结构（FCC, BCC, HCP）的几何分析、晶体学符号（Miller指数）的应用，以及如何通过X射线衍射（XRD）技术确定材料的晶体结构和晶粒尺寸。 至关重要的一环是“晶体缺陷”的讨论。本书详述了点缺陷（空位、间隙原子、取代原子）、线缺陷（位错）、面缺陷（晶界、堆垛层错）的形成、迁移机制及其对材料机械性能（如屈服强度、塑性形变）的决定性影响。对位错理论的深入解析，为后续的金属塑性学习打下基础。 第三章：非晶态结构与微观组织 针对玻璃、某些聚合物和快速凝固合金等非晶态材料，本章探讨了短程有序和长程无序的概念。对比了晶态与非晶态材料在热力学（玻璃化转变温度Tg）和力学行为上的差异。同时，本章引入了微观组织的概念，讨论了相图在控制材料微观结构中的核心地位，包括单相区、多相区、共晶点和共析点的热力学意义。 第二部分：性能与性能控制（Properties and Control） 在理解了结构之后，本部分聚焦于如何量化和调控材料的四大关键性能领域。 第四章：力学性能的深入分析 本章全面覆盖了材料的机械响应。内容涵盖弹性（胡克定律、杨氏模量）、塑性（流变应力、加工硬化）、断裂（韧性、脆性、应力集中）、疲劳（S-N曲线、高周疲劳与低周疲劳）、蠕变（时间依赖性变形）等核心概念。重点分析了如何通过晶粒细化（Hall-Petch关系）和析出物强化来提高强度和硬度。对断裂韧性（KIC）和断裂力学的基本原理进行了详细阐述。 第五章：热学与电学特性 热学性能： 讨论了热容、热膨胀系数的微观起源，以及热导率（声子散射机制）在陶瓷和金属中的差异。 电学性能： 基于能带理论，解释了导体、半导体和绝缘体区分的根本原因（费米能级、禁带宽度）。深入讨论了载流子（电子与空穴）的迁移率，以及电导率的温度依赖性。此外，还涉及了介电常数和铁电性的基础。 第六章：光学与磁学性质 光学： 探讨了光与物质的相互作用，包括吸收、反射、透射的机制。重点分析了颜色产生的原因、透明度、以及半导体中光致发光（LED/激光器基础）的原理。 磁学： 基于电子轨道和自旋角动量，系统介绍了抗磁性、顺磁性、铁磁性、亚铁磁性和反铁磁性。着重分析了磁畴结构、磁滞回线（矫顽力、剩余磁化强度）及其在软磁和硬磁材料中的工程应用。 第三部分：材料的加工、制备与前沿领域（Processing and Advanced Materials） 本部分将理论与工程实践相结合，介绍现代材料的制造路径，并展望未来研究热点。 第七章：材料的制备与加工工艺 详细介绍了金属、陶瓷和聚合物的经典加工技术。 金属加工： 铸造（凝固过程控制）、塑性加工（轧制、锻造、挤压）。 陶瓷加工： 粉末冶金技术，包括成型、烧结（致密化机制与晶界迁移）。 聚合物加工： 聚合反应控制与成型（注射成型、挤出）。 对于每种工艺，都将分析其如何影响最终的微观结构和宏观性能（如残余应力、表面质量）。 第八章：热处理与性能优化 热处理是控制材料性能的关键手段。本章详述了退火、正火、淬火和回火等工艺对钢铁材料（铁碳相图驱动）的相变和强化效果。针对非金属材料，讨论了固溶处理和沉淀硬化在合金优化中的作用。 第九章：复合材料与纳米材料 本书的重点前沿章节。 复合材料： 详细分析了纤维增强（如碳纤维、玻璃纤维）和颗粒增强复合材料的性能预测模型（如混合律），讨论了界面设计在提高复合材料强度和韧性中的作用。 纳米材料： 探讨了尺寸效应（Size Effect）的物理基础，如量子限域效应。重点介绍了纳米颗粒、纳米线、薄膜材料的特殊性质，以及原子层沉积（ALD）等先进制备技术。 第十章：先进功能材料与可持续性 本章概述了近年来快速发展的几类关键材料系统： 智能材料： 形状记忆合金（SMA）和压电材料的基本机理。 生物材料： 组织相容性、降解速率与生物活性表面的设计。 能源材料： 讨论了电池（锂离子、固态电池）电极和电解质材料的要求；太阳能电池（钙钛矿、硅基）的材料选择标准。 同时，本书将环境友好性（如轻量化设计、材料的回收与循环利用）纳入材料选择和设计流程的考量，强调可持续发展在现代材料工程中的核心地位。 通过以上十个章节的系统学习，读者将不仅掌握材料科学的理论基石，更能具备分析和解决实际工程问题的能力，为未来在高端制造、能源科技和生命科学等领域的创新打下坚实基础。

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这本书的叙事方式非常独特，它没有采用那种教科书式的、生硬的理论堆砌，而是像一位经验丰富的老工程师在娓娓道来。开篇并没有直接抛出复杂的公式，而是从一个引人入胜的小故事切入——关于早期电学先驱们如何克服技术瓶颈，手工打造出第一批精确测量工具的艰辛历程。这种叙事策略极大地降低了阅读门槛，让初学者也能迅速抓住重点。作者在阐述核心概念时，经常使用生活中的类比，比如用“水管的粗细”来解释“电阻的影响”，用“水流的冲击力”来比喻“电流的大小”，这种平实的语言组织，使得那些抽象的物理定律变得触手可及。读起来一点也不费力，甚至偶尔会发出会心一笑，感觉自己不是在啃书本，而是在听一位大师分享他的毕生绝学，那种亲切感是其他教材无法比拟的。

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我特别欣赏这本书在历史脉络梳理上的细致和严谨。它不仅仅是一本技术指南，更像是一部微型的工业史诗。作者似乎对每一次技术迭代背后的社会、经济动因都有所涉猎。比如，在介绍高精度电阻标准器的发展时，它穿插了二战后各国对计量标准统一的国际努力，这使得冰冷的参数背后有了鲜活的人文色彩。我从中体会到，今天的精确测量并非一蹴而就，而是无数先驱者在时代背景下，用智慧和汗水一点点积累起来的成果。这种对历史的尊重和梳理，让读者在学习技术细节的同时，也能对整个学科的演进有一个宏观的认知，提升了阅读的厚度和层次感，让我对所学内容产生了更深的情感联结。

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这本书的装帧设计简直是艺术品，封面那深邃的靛蓝色调，配上烫金的字体，透着一股沉稳而高雅的气息。翻开扉页，纸张的质感也相当出色，那种略带粗粝却又细腻的手感，让人爱不释手。我本以为这是一本枯燥的技术手册，没想到作者在排版和插图的选取上花了不少心思。那些电路原理图，不再是黑白线条的堆砌，而是融入了柔和的色彩渐变，使得原本复杂的结构变得清晰易懂。特别是那些历史章节，配图都是精选的老式仪表照片，那种黄铜和磨砂玻璃的质感，仿佛能透过纸张触摸到那个时代的工业气息。阅读的过程成了一种享受，我甚至愿意花时间去欣赏每一个章节的布局和字体搭配，这对于一本专业书籍来说，是极其难得的体验。它不仅仅是知识的载体，更像是一件精心制作的工艺品，放在书架上都倍感体面。

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深入阅读后，我发现这本书在对新兴测量技术的追踪方面做得尤为出色，它并未沉溺于传统的模拟仪表，而是用相当大的篇幅探讨了数字化浪潮带来的变革。作者对信号处理、数据采集和不确定度分析的讨论，展现了极高的专业前瞻性。特别是关于“智能传感器网络”的那几章，引用了最新的研究成果，并且结合了实际的工业案例进行剖析，让我对如何将理论应用于现代化的自动化生产线有了更深刻的认识。书中的案例分析非常扎实，每一个步骤都有详细的参数说明和结果预测，而不是空泛的理论口号。对于我这种需要将知识快速转化为实践的人来说，这种深度和广度兼备的内容，无疑是极具价值的宝藏。它成功地架起了学术研究与一线工程应用之间的桥梁。

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这本书的另一大亮点在于其批判性的思维引导。很多技术书籍只是告诉你“应该怎么做”，但这本书却常常探讨“为什么是这样，以及有没有更好的替代方案”。作者在介绍不同测量方法的优劣时，从不偏袒任何一方，而是客观地分析了它们各自的适用场景、成本效益以及潜在的局限性。这种平衡的视角，培养了读者独立思考的能力。例如，在讨论电桥平衡原理时，作者不仅详细解释了其精确性，还提出了在高温高湿环境下，该方法可能遇到的漂移问题，并对比了替代方案的应对策略。这种对“限制条件”的深入剖析，远比单纯掌握操作流程来得重要。它教会了我，真正的技术人员需要时刻警惕“完美解决方案”的假象，始终保持质疑的精神。

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