具体描述
《金属材料商品学》作为商品学的主要分支之一，主要研究金属材料商品的使用价值及其实践规律，是一门技术经济学科，涉及生产资料商品的生产、流通、消费领域；一方面与物理、化学、材料学、生产工艺学有内在的联系，另一方面与企业管理学、市场营销学、采购管理、经济学等社会科学密切相关，主要内容包括：金属材料商品的分类、质量指标、用途、型号、性能特点、流通技术、经营管理要点以及国内外金属材料商品市场动态及发展趋势。
本教材将体现整体和个体的结合，体现广而博、少而精的相结合，注重培养学生独立分析解决问题的能力，通过学习，将使学生全面掌握金属材料商品的基本知识和技术管理知识，为培养高级经营管理人才，提供必备的金属材料商品的有关理论和知识。
深入探索：材料科学前沿的拓扑与结构 本书聚焦于材料科学领域一个至关重要的、却常常被简化处理的方面：材料的微观结构如何决定宏观性能，特别是那些由拓扑学和几何学概念所揭示出的复杂关联。 这不是一本关于金属市场贸易或商品定价的教科书。相反，它是一部致力于揭示材料内部秩序与无序之美，探讨如何通过精确的结构调控来实现功能飞跃的深度专著。本书旨在为高年级本科生、研究生以及致力于先进材料研发的工程师和科学家提供一个全新的视角，超越传统的晶体学和热力学框架，进入一个由数学抽象概念构建的材料世界。 --- 第一部分：几何拓扑在材料科学中的基础重构 本部分首先为读者建立必要的数学和物理基础，说明为何在描述复杂材料系统时，传统的欧几里得几何和简单的晶格模型已显不足。 第一章：从点阵到流形：超越布拉维晶格的视角 我们将详细阐述周期性结构（如完美的晶体）到非周期性或准周期性结构（如缺陷、晶界、非晶态区域）的过渡。重点分析拓扑不变量（如欧拉示性数、贝蒂数）如何应用于描述材料内部的连通性、孔隙率和缺陷群集。我们将探讨： 晶格缺陷的拓扑荷： 边缘位错和螺位错的缠绕数及拓扑环。 高维空间中的结构表征： 如何使用高维嵌入空间来描述复杂的多晶或复合材料的相界面结构。 第二章：拓扑绝缘体与材料的边界效应 这一章深入材料的电子结构，探讨拓扑性质如何直接影响电子的输运特性。我们不关注金属的导电率，而是关注受拓扑保护的边缘态。 能带反转与拓扑指数： 解释Z2不变量和陈数如何分类材料的拓扑状态（例如，从普通的绝缘体到拓扑绝缘体）。 狄拉克点和费米能面： 分析这些奇异点在材料内部和表面的物理意义，以及它们如何提供无耗散的导电通路。 第三章：界面几何与晶界工程 材料的宏观性能往往受制于其微观相界面的性质。本章将引入界面几何失配的概念，并利用微分几何工具来量化这些失配。 共格、半共格与非共格界面： 界面应变场的精确计算与拓扑结构描述。 晶界能的几何依赖性： 探讨界面错配角如何影响晶界的能量和迁移率，特别是在烧结或高精度变形过程中。 --- 第二部：复杂结构与功能涌现 在奠定了理论基础后，本书转向分析那些结构高度复杂的材料系统，这些系统的功能特性是结构复杂性的直接涌现结果。 第四章：多孔介质与网络拓扑 本章关注多孔材料（如泡沫、骨架结构、催化剂载体）的性能，这些性能与孔隙网络的连通性和拓扑结构息息相关。 孔隙网络模型： 使用图论和连通性理论来描述渗透率、扩散性和比表面积。 拓扑优化设计： 介绍如何通过约束条件下的拓扑优化算法，设计出具有特定流体动力学或传热性能的先进结构。 第五章：形变与损伤的拓扑演化 材料的失效过程本质上是一个结构重构和拓扑破坏的过程。我们不再将疲劳裂纹视为简单的几何裂缝，而是将其视为拓扑结构的崩溃。 损伤演化的路径依赖性： 分析应力集中如何引发孔洞的成核、链接和宏观裂纹的形成，其过程的拓扑可逆性或不可逆性。 塑性变形中的位错缠结与解缠结： 从拓扑角度理解材料的硬化机制和动态恢复过程。 第六章：混合材料与结构分级 复合材料和梯度材料的性能优化依赖于对不同相体积分数和空间排布的精确控制。本章利用分形几何和随机图论来描述这种空间分布的复杂性。 界面互穿网络： 分析不同相材料在微观尺度上形成互穿网络时的拓扑临界点。 功能梯度材料（FGM）的设计原理： 如何通过连续的几何参数变化来平滑应力梯度，避免传统界面失效。 --- 第三部：实验表征与计算模拟的前沿方法 本部分将理论分析与最前沿的实验技术和计算方法相结合，展示如何“看到”并“计算”这些抽象的拓扑结构。 第七章：高分辨率成像中的拓扑信息提取 介绍如何从实验图像（如TEM、SEM、X射线断层扫描）中提取数学上可操作的拓扑数据。 图像处理中的拓扑数据分析（TDA）： 利用持久同调等工具量化孔隙或颗粒团聚体的拓扑特征。 电子显微镜的相位分析： 如何利用电子衍射衬度来识别和量化晶格中的拓扑缺陷密度。 第八章：从分子动力学到拓扑模拟 探讨先进的计算机模拟方法如何纳入拓扑约束和几何信息，以提高预测精度。 基于位形空间的模拟： 模拟过程中如何处理和避免计算中的拓扑陷阱（如原子交换的拓扑变化）。 相场模型中的几何演化： 引入几何能量项到相场方程中，使模拟能自发地产生具有特定拓扑结构的新相。 --- 结语：面向未来的材料设计范式 本书的最终目标是推动材料设计从基于经验和试错的模式，转向基于结构拓扑的理性设计。掌握这些几何和拓扑原理，将使研究人员能够更精确地预测和控制材料在极端条件下的行为，为开发下一代具有特定拓扑保护功能（如超弹性、自修复或极端耐受性）的先进结构和功能材料铺平道路。 本书适合对象： 材料物理、凝聚态物理、应用数学、以及从事先进结构设计和失效分析的工程师。它要求读者具备扎实的本科水平的物理和微积分基础。
作者简介
目录信息
读后感
评分
评分
评分
评分
评分
用户评价
评分
评分
评分
评分
评分
相关图书
本站所有内容均为互联网搜索引擎提供的公开搜索信息，本站不存储任何数据与内容，任何内容与数据均与本站无关，如有需要请联系相关搜索引擎包括但不限于百度，google,bing,sogou 等
© 2026 book.wenda123.org All Rights Reserved. 图书目录大全 版权所有