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出版者:

作者:周军 主编

出品人:

页数:172

译者:

出版时间:2007-3

价格:18.00元

装帧:

isbn号码:9787111090946

丛书系列:

图书标签:

• 电气控制
• PLC
• 自动化
• 工业控制
• 继电器
• 可编程逻辑控制器
• 电路
• 传感器
• 电机控制
• 工业自动化

《现代材料科学基础》图书简介 第一章：材料的微观结构与性能 本章深入探讨了构成现代世界的所有物质——材料的微观世界。我们将从原子尺度出发，详细解析晶体结构、晶格缺陷（如位错、空位和间隙原子）如何直接影响材料的宏观力学、电学和热学性能。不同类型的晶体结构，如面心立方（FCC）、体心立方（BCC）和密堆积六方（HCP），在强度、延展性及相变行为上的差异将被系统地阐述。此外，非晶态材料和纳米材料的特殊结构特征，如短程有序和高比表面积，及其由此带来的独特性能（如超塑性或量子尺寸效应），将作为重点内容进行剖析。本章强调理解“结构决定性能”这一核心科学原理，为后续章节中对具体材料类型的研究奠定坚实的理论基础。 第二章：金属材料的本构关系与加工 本章聚焦于工程应用中最广泛的金属材料。首先，我们将建立弹性变形和塑性变形的本构关系，重点分析应力-应变曲线的各个阶段，并引入屈服准则（如冯·米塞斯准则）用于预测复杂载荷下的材料行为。随后的内容转向金属的热处理工艺，详细介绍退火、正火、淬火和回火的目的、过程控制参数（如加热速率、保温时间和冷却介质）及其对材料微观组织（如铁素体、奥氏体、贝氏体和马氏体）的影响。此外，冷加工和热加工对金属性能的影响机制，特别是加工硬化和再结晶现象，将被细致讨论。对常见合金系统，如钢铁（碳钢与不锈钢）和铝合金，其合金化原理及其对性能的提升作用也将被纳入分析范围。 第三章：高分子材料的化学结构与流变学 本章专门为理解塑料、橡胶和纤维等高分子材料的复杂性而设计。我们将从高分子链的化学结构（如主链类型、侧基、支化度和交联度）入手，解释这些微观特征如何决定材料的宏观特性。高分子材料的粘弹性行为是本章的核心，通过引入时间-温度等效原理（WLF方程），解释材料在不同速率载荷下的响应差异。本章将详细区分热塑性塑料和热固性树脂的加工特性和最终应用场景。对于橡胶材料，硫化过程和网络结构对弹性极限和永久形变的影响将被深入探讨。此外，高分子材料的老化机制，包括热氧化降解和光降解，及其抑制方法，将为提高材料使用寿命提供科学指导。 第四章：陶瓷与复合材料的界面科学 本章深入研究无机非金属材料——陶瓷，及其通过增强手段提升性能的复合材料。陶瓷材料的特点在于其高度的离子键和共价键特性，这导致了其高硬度、耐高温性和化学惰性，但也带来了固有的脆性。本章将分析造成陶瓷脆性的微观原因（如Griffith裂纹理论），并介绍提高其韧性的先进技术，如晶界工程和利用相变增韧。在复合材料部分，我们将侧重于纤维增强复合材料（FRC）和颗粒增强复合材料（PRC）的界面行为。界面的有效性，即纤维与基体之间的粘合力、载荷传递效率以及界面应力场的分布，是决定复合材料整体性能的关键。本章将提供分析层合板力学性能的经典层合板理论基础。 第五章：半导体与光电子材料的能带理论 本章致力于阐述构成现代电子和信息技术基石的半导体材料。核心内容是扎实的能带理论基础，包括价带、导带、禁带宽度（Band Gap）的定义及其对材料导电性的决定作用。我们将详细分析本征半导体和掺杂（N型和P型）半导体的载流子浓度、迁移率及其与温度的关系。对于更高级的应用，本章将扩展至异质结的形成、肖特基势垒以及PN结的工作原理。此外，光电导材料和发光材料（如LED和激光二极管的核心材料）的光吸收和光发射机制，以及如何通过材料设计来调控其光电转换效率，将作为本章的研究前沿。 第六章：材料的腐蚀、失效分析与寿命预测 本章关注材料在实际服役环境中面临的挑战——退化与失效。腐蚀是金属材料面临的主要问题，本章将从电化学角度系统阐述腐蚀的机理，包括析氢、吸氧过程以及各种腐蚀类型（如均匀腐蚀、点蚀、缝隙腐蚀和应力腐蚀开裂SCC）。针对性地，本章将介绍缓蚀剂、保护涂层和牺牲阳极等防护措施。在失效分析方面，我们将介绍断口分析技术（如扫描电子显微镜SEM观察），通过辨识疲劳裂纹、蠕变特征或脆性断口，回溯材料失效的根本原因。本章最后将引入损伤容限和寿命预测模型，为结构的安全设计提供量化工具。 第七章：先进制造技术对材料结构的影响 本章探讨快速发展的增材制造（3D打印）等先进制造过程如何改变材料的最终结构与性能。与传统制造（如铸造、锻造）相比，增材制造（如选区激光熔化SLM、电子束熔化EBM）在极短的时间尺度内实现材料的快速凝固和高梯度加热/冷却。本章将分析这种快速工艺对金属和聚合物微观结构的影响，例如，可能导致晶粒细化、形成新的亚结构，或引入残余应力。对粉末床的致密化过程、孔隙的控制策略以及后续的热等静压（HIP）处理在消除缺陷方面的重要性将被详细讨论。本章旨在揭示新型制造技术如何作为一种“结构设计工具”来定制材料属性。 第八章：生物相容性材料与可持续性材料设计 本章展望材料科学的前沿与社会责任。生物材料部分，我们将讨论植入体（如骨科或心血管支架）对人体组织反应的机制，即生物活性、生物惰性和生物可吸收性之间的权衡。材料表面的化学修饰和蛋白质吸附对细胞粘附的影响是本章的重点。在可持续性方面，我们将研究如何设计可降解聚合物、如何提高材料的循环利用效率，以及如何通过计算模拟（如第一性原理计算）来筛选环境友好的替代材料，减少能源消耗和有毒元素的使用，实现材料的绿色闭环生命周期。

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这本书在语言风格上展现出一种老派而扎实的学术风范，行文非常严谨，几乎没有发现任何可以商榷的模糊表述。作者对每一个术语的定义都力求精准到位，这对于我们这些需要进行规范化设计和文档编写的人来说，是至关重要的品质。我发现，许多技术书籍为了追求易读性而牺牲了严谨性，但这本书完全没有这个问题。它用一种近乎教科书式的规范语言，构建了一个坚固的知识框架。尤其是在介绍电气安全规范和国家标准的部分，引用和标注都非常清晰，这体现了作者深厚的专业底蕴和高度的责任感。对于准备考取专业资格证书的读者来说，这本书无疑是一份极佳的参考资料，因为它所提供的信息都具有很高的权威性。阅读过程中，我时常会停下来，对照自己的经验去验证书中的论述，发现其逻辑链条完整且无懈可击，确实是经过深思熟虑的精品之作。

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与其他同类书籍相比，这本书给我最大的感受是其对“系统集成”这一核心概念的强调。它不仅仅是零件的堆砌或功能的罗列，而是将电气控制视为一个有机整体进行阐述。作者花费了相当大的篇幅来讲解不同子系统之间如何进行有效耦合与协调，比如信号采集、逻辑处理和执行机构之间的协作关系。这种宏观的视角帮助我跳出了过去那种碎片化学习的模式，开始以一种“系统工程师”的思维去审视问题。例如，书中对控制回路的冗余设计和可靠性分析的探讨，就远超出了初级读物的水准，开始触及到高级控制系统的设计哲学。这种前瞻性的内容设置，使得这本书不仅对入门者友好，对有一定经验的工程师也具有很强的回味价值，每次重读都会有新的领悟，因为自己的实践经验在不断增长，对书中内容的理解也会随之加深。

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作为一名工程技术人员，我更看重书籍内容的实用性和前沿性。这本书在理论深度上把握得恰到好处，既没有陷入纯粹的数学推导，也没有流于空泛的介绍，而是紧密结合工业现场的实际需求。书中对常见电气元件的选型、接线规范，以及故障诊断的流程描述得极为详尽和严谨，几乎可以作为一本现场操作手册来使用。我特别欣赏它对不同行业应用场景的案例分析，比如化工、机械制造等领域，不同的控制需求是如何通过电气回路来实现的。这些案例并非简单的复制粘贴，而是深入剖析了背后的设计思路和优化策略，这对提升实际解决问题的能力帮助极大。我曾在工作中遇到过一个棘手的电机启动控制问题，翻阅这本书的特定章节后，立刻找到了解决问题的关键思路，极大地提高了我的工作效率。这本书的价值，在于它能真正将书本知识转化为生产力，而不是仅仅停留在纸面上。

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这本书的装帧设计很吸引人，封面采用了沉稳的深蓝色调，搭配清晰的白色和亮黄色字体，给人一种专业、可靠的感觉。内页的纸张质量也相当不错，触感平滑，即使长时间阅读也不会感到刺眼。排版布局上，章节划分清晰，逻辑性很强，这一点对于初学者来说尤其重要。我记得我刚开始接触这方面的技术时，最怕的就是知识点过于零散，难以构建起完整的知识体系。但这本书在这方面做得非常出色，它没有急于深入复杂的理论，而是循序渐进地从基础概念讲起，逐步过渡到实际应用，使得学习过程非常顺畅。尤其是图示的运用，那些精美的电路原理图和系统结构图，简直是神来之笔，让抽象的电气概念变得直观易懂。我印象最深的是其中关于继电器逻辑控制的讲解部分，作者用非常巧妙的比喻，把原本枯燥的逻辑关系描述得生动有趣，我当时只看了一遍就完全掌握了。总的来说，从阅读体验上来说，这本书无疑是一次非常愉悦的探索之旅，让人愿意一页一页地深入下去。

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这本书在图文配合上的处理非常具有匠心，细节之处见真章。我观察到，即便是最简单的开关量控制电路，作者也提供了不止一种画法或实现方式，并清晰地标注了各自的优缺点和适用场景。这种细致入微的对比分析，极大地拓宽了读者的思路。尤其是在描述一些复杂的时序逻辑时，作者巧妙地使用了时间序列图与电气原理图的交叉对照，这使得原本让人头疼的时序逻辑梳理变得异常清晰。我个人特别喜欢它在附录部分提供的“常见电气符号速查表”和“常用元器件参数参考”，这些都是在实际工作中经常需要快速查阅的资料，作者将其整合在一起，体现了对读者便利性的充分考虑。这本书的编撰者显然是深刻理解读者的使用习惯和痛点的，它不是一本高高在上的理论著作，而更像是一位经验丰富的前辈，耐心细致地为你铺平前行的道路，让人感觉非常贴心和受用。

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