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出版者:机械工业出版社

作者:李水泉 编

出品人:

页数:168

译者:

出版时间:2000-1

价格:18.00元

装帧:

isbn号码:9787111076674

丛书系列:

图书标签:

• 大学物理
• 物理实验
• 实验教学
• 高等教育
• 理工科
• 物理学
• 实验报告
• 教学参考书
• 大学生
• 实践教学

深入探秘：现代工程技术中的材料科学与力学行为 图书名称：《现代工程材料的结构、性能与应用》 图书简介 本书旨在为工程技术人员、材料科学家以及高年级本科生和研究生提供一个全面、深入且与时俱进的视角，探讨现代工程材料的微观结构、宏观力学性能，以及它们在复杂工程环境下的实际应用与失效机制。全书内容紧密围绕“材料设计与性能调控”这一核心主题展开，强调理论基础与工程实践的紧密结合，力求超越传统材料学教科书的范畴，聚焦于前沿材料体系和先进表征技术。 第一部分：基础理论与微观结构精析 本部分首先回顾了晶体结构、晶格缺陷（点缺陷、线缺陷、面缺陷）对材料宏观性能的决定性影响。重点剖析了位错理论的最新进展，包括位错运动、交割与强化机制，尤其关注了高熵合金和纳米晶材料中位错动力学的特殊行为。 接着，深入探讨了相变动力学。这不仅包括传统的固态相变（如扩散型与无扩散型相变），还详细阐述了热力学驱动的亚稳态形成及其在功能材料（如形状记忆合金和铁电材料）中的应用。引入了先进的相场模拟方法，用以描述复杂多相区的界面演化过程。 第二部分：先进金属材料的设计与加工 本部分专注于新一代金属材料的开发策略。高性能结构钢的设计不再局限于传统的Fe-C体系，而是扩展到先进高强钢（AHSS）和超高强度钢（UHSS）的微合金化与热处理工艺优化，特别是贝氏体钢和马氏体钢的残余奥氏体控制技术。 轻质合金是本部分的重点。铝锂合金、镁合金以及钛合金的先进制造技术（如增材制造与搅拌摩擦焊）被详细介绍。重点分析了增材制造（AM）金属部件中的残余应力、孔隙率控制以及其对疲劳寿命的耦合影响。对于航空航天领域至关重要的高温合金，本书深入解析了其第二相（如γ'相）的析出动力学、晶界强化机制以及在蠕变条件下的微观损伤演化路径。 第三部分：功能性与智能材料的性能调控 本部分将视角转向那些具有特殊电、磁、光、热耦合性能的材料。 压电与铁电材料： 详细阐述了畴结构的演化、电滞回线分析以及畴壁运动对传感与驱动性能的影响。特别讨论了在微机电系统（MEMS）中使用的PZT替代品——无铅压电陶瓷（如BZT-BTO体系）的性能瓶颈与解决策略。 磁性材料： 不仅包括传统软磁与硬磁材料，更侧重于自旋电子学中的前沿材料，如拓扑绝缘体和马格努斯效应在新型存储器件中的应用潜力。 形状记忆与超弹性材料： 深入研究了热弹性滞后、应力诱导马氏体转变的可逆性，以及双向循环载荷下的性能衰减机制。 第四部分：高分子、陶瓷与复合材料的界面科学 本书对非金属材料的讨论，重点放在了结构与界面的相互作用。 高性能聚合物： 关注工程塑料（如PEEK, PI）的分子链取向、结晶度对机械性能和耐化学性的影响。引入了聚合物基复合材料的增韧技术，包括纳米填料的均匀分散与界面键合优化。 结构陶瓷： 重点讨论了氧化物、氮化物和碳化物陶瓷的断裂韧性提升策略，如裂纹偏转、桥接机制。对于陶瓷基复合材料（CMCs），详细分析了纤维-基体界面设计对高温抗氧化和抗热震性能的贡献。 界面与多尺度建模： 强调了从原子尺度（分子动力学模拟）到宏观尺度（有限元分析）的尺度衔接问题。界面粘接强度、界面扩散与反应被视为决定复合材料整体寿命的关键因素。 第五部分：材料的服役行为与可靠性评估 本部分是连接材料科学与实际工程应用的关键。 疲劳与断裂力学： 引入了增量断裂韧性（R-曲线）的概念，用于描述高韧性材料和复合材料的裂纹扩展行为。对高周疲劳（HCF）和低周疲劳（LCF）的损伤累积模型进行了深入比较，特别是对多轴疲劳和随机载荷下的疲劳寿命预测进行了细致讲解。 腐蚀与环境退化： 不仅限于传统的电化学腐蚀，更深入探讨了应力腐蚀开裂（SCC）、氢脆（HE）以及高温氧化和热腐蚀在先进涡轮叶片材料中的作用。讨论了保护涂层（如TBCs）的设计与失效模式。 先进无损检测（NDT）与性能表征： 介绍了用于原位监测材料损伤演化的先进技术，如同步辐射CT成像、声发射（AE）和电子背散射衍射（EBSD）在实时捕捉塑性变形和微裂纹萌生中的应用案例。 结语 本书力求在理论的深度与应用的广度之间取得平衡，通过大量真实的工程案例分析和前沿研究成果的整合，旨在培养读者从材料的微观结构尺度出发，系统地理解和预测宏观性能，最终实现面向应用的材料性能设计与优化的能力。阅读本书，将为读者在航空航天、能源装备、生物医学器械等高技术领域的创新研究与工程实践奠定坚实的基础。

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我尝试用这本书来指导我完成一个关于电磁感应的综合性实验，结果发现它提供的“注意事项”环节过于笼统和保守。比如，在处理大电流或高电压部分时，它只是简单地写了一句“请注意安全”，却没有给出任何关于安全电阻的选择、接地线的标准要求，或者在遇到设备故障时应该采取的紧急断电流程的具体步骤。这种对细节的漠视，在我看来是对学生安全的不负责任。而且，针对实验数据的分析部分，它提供的案例过于理想化，完全没有考虑到实际测量中必然会遇到的各种噪声和环境干扰的影响。当我的实际测量值与书上预期的“标准值”出现较大偏差时，我翻遍了整本书，也没找到任何一个章节能够指导我如何系统地排除这些误差来源，让我感到非常迷茫，仿佛被抛弃在了实验现场，手足无措。

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这本书的深度完全停留在“知道怎么做”的层面，而完全没有触及“为什么这么做”的更高层次思考。举例来说，关于误差的传播规律，它可能演示了一次简单的线性函数误差传递，但是对于涉及三角函数或更复杂非线性函数时的误差处理，它就戛然而止了，留给读者的只有一堆晦涩的微分公式，缺乏任何生动的物理情景解释。作为一本大学教材，它应该引导我们去探索实验方法的局限性，去思考是否存在更优的测量方案，而不是仅仅满足于完成一个表面的验证任务。它给我的感觉是，作者只是想确保学生能按部就班地得到一个“正确”的数字，而对培养独立思考能力和创新精神方面，则显得心有余悸，内容保守得让人提不起精神去深入钻研。

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天哪，这本书的封面设计简直是场灾难，那种老旧的、泛黄的字体配上那张模糊不清的实验器材图片，让我差点以为自己买的是本上个世纪的教科书。我原本对“大学物理实验”这个主题抱有相当的期待，希望能看到一些现代化的、与时俱进的实验设计和数据处理方法，结果翻开目录，里面罗列的几乎都是我高中时代就接触过的那些基础实验，什么“测量米勒指数”、“验证胡克定律”，简直是把人拉回了那个年代。我特别关注了关于误差分析和不确定度计算的部分，期待能学到一些更深入的统计学工具，比如如何应用更复杂的回归分析来处理多变量数据，但里面充其量也就是提了提标准差和最大误差的计算，那种浅尝辄止的态度，对于一个需要进行严谨科研训练的大学生来说，简直是不够用。这本书的文字描述也极其枯燥乏味，像是直接把标准操作流程复印粘贴过来，缺乏对实验背后物理原理的深入剖析和直观的引导，读起来非常吃力，更像是一本冷冰冰的工具手册，而不是一本引人入胜的学习材料。

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这本书的排版简直是让人怀疑排版师是不是刚学会用Word的“插入表格”功能。很多重要的公式和图表，它们的位置总是那么别扭，不是被文字挤压得不成样子，就是留出大片空白显得突兀，阅读的流畅性极差。我试图找一个关于光学实验的章节，希望能看到清晰的光路图和透镜成像的示意，结果图示的质量低得惊人，线条粗糙，标注不清，很多关键的几何关系需要我反复对比文字描述才能勉强理解。更让我恼火的是，它对实验器材的具体型号和推荐的规格避而不谈，这对于初次接触实验的学生来说是一个巨大的信息鸿沟。你总不能期望一个新生凭空想象出实验室里那些精密仪器的真实操作界面吧？这本书的实用性因此大打折扣，它似乎更侧重于理论的复述，而非将理论与实际操作无缝对接，这在需要动手能力的物理实验学习中，无疑是本末倒置了。

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这本书的后记和附录部分简直是太空了，我期待能看到一些关于现代物理实验技术的前沿介绍，比如利用LabVIEW或Python进行数据采集和处理的入门指导，或者至少提及一些最新的传感器技术在教学实验中的应用案例，这能极大地拓宽我们的视野。然而，我看到的只有一些非常过时的参考书目列表，大多是几十年前的文献，让人感觉这本书的编写团队已经与学术前沿脱节了。它对于实验报告的撰写规范也只是泛泛而谈，没有提供任何关于图表制作的专业软件建议，也没有对“讨论”部分的深度和广度提出明确的要求。总而言之，它像是一份完备的、但却被时间遗忘的实验清单，缺乏成为一本现代大学实验指导书所必须具备的活力、前瞻性和对学生未来发展的引导作用。

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