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出版者:人民交通出版社

作者:周燕 编

出品人:

页数:237

译者:

出版时间:2002-7

价格:19.00元

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isbn号码:9787114043437

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• 汽车材料
• 材料科学
• 汽车工程
• 金属材料
• 高分子材料
• 复合材料
• 材料性能
• 汽车制造
• 轻量化
• 耐久性

钢铁意志与飞驰梦想：现代文明的基石与脉搏 序言 在人类文明的长河中，有一种物质，它默默无闻，却支撑起了我们赖以生存的许多关键领域。它既是坚固的壁垒，又是灵动的羽翼，承载着我们前行的步伐，也点燃了我们对未来的无限遐想。这，便是我们赖以生存的现代材料。从巍峨的摩天大楼到纵横交错的桥梁，从精密复杂的电子设备到悄无声息的医疗植入物，材料无处不在，定义着我们的生活方式，也塑造着文明的进程。 本书将带领您踏上一段穿越时空的材料探索之旅。我们不拘泥于单一领域的局限，而是将目光投向更广阔的材料世界，探究那些塑造了我们现代生活，并指引着未来发展方向的关键材料及其背后的科学原理。我们将揭示它们如何从自然界的馈赠中被发现、被改造、被赋予新的生命，又如何在工程师和科学家的手中，化为推动社会进步的强大力量。 第一章：从泥土到奇迹——无机材料的古老传承与现代革新 回溯历史的长河，人类文明的诞生与发展，离不开对泥土、岩石等天然无机物的巧妙运用。从最初的陶器、石器，到后来炼制的金属，无机材料的进步史，就是一部人类智慧的扩张史。 陶瓷的温度与韧性： 陶瓷，这一古老而又充满活力的材料家族，以其独特的耐高温、耐腐蚀、绝缘和坚硬的特性，在从炊具到航天飞机的广泛领域中扮演着不可或缺的角色。我们将深入探索传统陶瓷的制备工艺，理解其微观结构如何赋予其宏观的优异性能。更重要的是，我们将聚焦现代陶瓷技术的飞速发展：高性能陶瓷在航空发动机叶片、核反应堆部件、以及先进的电子元器件中的应用，以及陶瓷复合材料如何突破传统材料的局限，实现轻质高强。从精美的瓷器到能够抵御极端温度的隔热瓦，陶瓷的故事，就是关于如何在火焰与冷却之间，淬炼出无与伦比的坚韧。 水泥与混凝土：文明的脊梁： 毫无疑问，水泥和混凝土是现代建筑业的基石。它们以相对低廉的成本，构建了我们世界的骨架。本书将剖析水泥水化反应的化学原理，理解为何这看似普通的粉末，能够与水结合，形成坚不可摧的整体。我们将探讨各种混凝土的种类，如高性能混凝土、纤维增强混凝土、自修复混凝土等，以及它们在应对严峻环境、延长基础设施寿命方面的创新应用。从高耸入云的摩天大楼到横跨大江的宏伟桥梁，水泥与混凝土的故事，讲述着如何将平凡的砂石，转化为支撑起宏伟梦想的坚实力量。 玻璃的透明与潜能： 玻璃，以其独特的透明性、化学稳定性和可塑性，渗透在我们生活的方方面面。我们将追溯玻璃的起源，理解硅酸盐化学的奥秘，并深入研究不同种类玻璃的性能差异。从普通窗户玻璃到光纤通信中的核心材料，从耐热的 Pyrex 玻璃到防弹玻璃，玻璃的进化史，展现了人类对“看见”与“传递”的极致追求。本书还将探讨液晶玻璃、电致变色玻璃等智能玻璃技术，它们如何让玻璃不仅仅是透明的屏障，更能成为与环境互动的智能界面。 第二章：金属的温度与力量——工程奇迹的缔造者 金属，自古以来便是人类文明发展的关键驱动力。它们强大的强度、延展性和导电导热性，使其成为制造工具、武器、机械和交通工具的理想选择。 钢铁：万能的材料之王： 钢铁，以其卓越的力学性能和经济性，成为了现代工业的支柱。本书将深入剖析不同钢铁合金的成分与组织结构，理解碳含量、合金元素如何显著影响其强度、韧性和耐腐蚀性。我们将探讨钢材在建筑、桥梁、汽车、船舶等领域的广泛应用，以及高强度钢、不锈钢、耐候钢等特种钢材如何应对更严苛的挑战。从坚固的铁路轨道到精密的机械零件，钢铁的故事，是关于如何通过冶炼与合金化，将铁矿石塑造成具有无穷力量的物质。 铝及其合金：轻盈的翅膀： 铝，以其轻质、高强度、优良的导电导热性和耐腐蚀性，在航空航天、汽车制造、电子产品等领域占据重要地位。我们将揭示电解铝工艺的复杂性，以及铝合金的强化机制。本书将重点介绍铝合金在飞机结构、汽车车身、手机外壳等方面的应用，以及它们如何为实现轻量化、节能化目标做出贡献。从翱翔蓝天的飞机机翼到便捷的数码产品，铝的故事，讲述着如何将轻盈与坚固完美结合。 钛与特种金属：挑战极限的先锋： 钛、镍、镁等特种金属，以其独特的优异性能，在航空航天、生物医学、能源等高端领域展现出巨大的潜力。我们将探讨这些金属在极端环境下的表现，例如钛合金在高温高压下的稳定性，镍基合金在涡轮发动机中的应用，以及镁合金在可降解医疗器械中的前景。这些金属的故事，是关于如何挑战材料性能的极限，为最前沿的科技发展提供支撑。 第三章：分子的魔术与生命的律动——高分子材料与生物材料的时代 进入20世纪以来，高分子材料的崛起，彻底改变了我们对材料的认知。它们的多样性、可塑性和功能性，为各行各业带来了革命性的变化。而随着生命科学的蓬勃发展，生物材料更是开启了人与材料深度融合的新纪元。 塑料的革新与可持续： 塑料，这一曾经被视为“廉价替代品”的材料，如今已发展成为种类繁多、功能各异的大家族。本书将系统介绍聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚酯等常见塑料的合成原理、结构特点和力学性能。我们将探讨塑料在包装、纺织、电子、建筑等领域的广泛应用，并深入分析其带来的环境挑战。同时，本书也将聚焦可降解塑料、生物基塑料等可持续发展的新方向，以及塑料回收与再利用的技术进展，探讨如何在享受塑料带来的便利的同时，减少对地球的负担。 橡胶与弹性：动态世界的灵活舞者： 橡胶，无论是天然橡胶还是合成橡胶，都以其卓越的弹性和耐磨性，在轮胎、密封件、减震器等领域发挥着至关重要的作用。我们将解析橡胶的分子链结构如何赋予其独特的弹性，并探讨硫化等加工工艺如何提升其性能。本书还将介绍特种橡胶，如硅橡胶、氟橡胶等，以及它们在极端温度和化学腐蚀环境下的应用。橡胶的故事，是关于如何在动态变化中保持稳定与灵活。 复合材料：强强联合的智慧结晶： 复合材料，是将两种或多种不同性质的材料组合在一起，以获得单一材料无法达到的优异性能。我们将重点介绍纤维增强聚合物（FRP）复合材料，如碳纤维复合材料和玻璃纤维复合材料，它们凭借轻质高强的特点，在航空航天、汽车、风力发电等领域正在逐步替代传统金属材料。本书还将探讨金属基复合材料、陶瓷基复合材料等，以及它们的制备工艺和应用前景。复合材料的故事，是关于如何通过科学的组合，实现“1+1>2”的智慧。 生物材料：治愈与重塑的生命之触： 随着人类对健康和生命质量的追求不断提升，生物材料正以前所未有的速度发展。本书将介绍医用高分子材料、生物陶瓷、生物金属等在人工关节、心脏瓣膜、牙科修复、药物缓释系统等领域的应用。我们将深入探讨生物相容性、生物降解性等关键性能，以及组织工程和再生医学领域的新兴技术。生物材料的故事，是关于如何用智慧的材料，修复受损的生命，重塑健康的未来。 第四章：功能材料的无限可能——点亮科技前沿的智慧之光 除了传统的结构材料，一系列功能材料的涌现，更是将材料科学推向了科技前沿，为我们的生活带来了前所未有的便利和智能化。 半导体材料：信息时代的基石： 半导体材料，如硅、锗及其化合物，是现代电子信息产业的核心。本书将揭示半导体材料的导电特性如何介于导体和绝缘体之间，以及掺杂技术如何调控其导电性能。我们将介绍晶体管、集成电路等微电子器件的原理，以及它们如何驱动着计算机、智能手机等信息技术的飞速发展。半导体材料的故事，是关于如何用微观世界的电子流动，构筑起庞大的数字世界。 磁性材料：驱动能量与信息的无形之力： 磁性材料，在能量的储存、转换和信息的传递中扮演着至关重要的角色。我们将了解铁氧体、稀土永磁体等不同种类磁性材料的微观磁畴结构，以及它们在电机、发电机、数据存储、磁共振成像等领域的应用。本书还将探讨新型磁性材料的研发进展，以及它们在新能源、人工智能等领域的新机遇。磁性材料的故事，是关于如何 Harness 无形的磁力，驱动着现代科技的脉搏。 光学材料：看见世界与传递信息的光辉： 光学材料，在显示技术、通信、传感、照明等领域发挥着核心作用。我们将探讨各种透明、发光、吸光材料的特性，如LED发光材料、激光晶体、光学薄膜等。本书将介绍液晶显示技术、OLED显示技术的工作原理，以及光纤通信中的关键材料。光学材料的故事，是关于如何捕捉、操纵和传递光，让世界更加清晰，让信息传播更加高效。 智能材料：响应环境的动态智慧： 智能材料，能够感知并响应外部环境的变化，如温度、光、电、磁等。本书将介绍形状记忆合金、液晶材料、压电材料、导电聚合物等智能材料的原理和应用。我们将探讨它们在传感器、执行器、自修复系统、仿生机器人等领域的创新应用。智能材料的故事，是关于如何赋予材料“思考”和“行动”的能力，让它们成为我们身边最得力的助手。 结语 从远古的石器时代到如今的智能时代，材料始终是人类文明进步的无声推动者。它们不断被发现、被创新、被赋予新的使命。本书所呈现的，仅仅是浩瀚材料世界的一瞥。每一块材料的背后，都凝聚着无数科学家的智慧与汗水，都蕴藏着推动社会发展的巨大潜能。 当我们审视身边触手可及的一切，从晨起的闹钟到晚归的车辆，从手中的手机到居住的房屋，无不闪耀着材料的光芒。它们不仅是物质的存在，更是人类智慧的结晶，是连接过去、现在与未来的桥梁。 未来的材料世界，将更加精彩纷呈。纳米材料的微观革命，超材料的奇异属性，以及生物与材料的深度融合，都将为我们开启前所未有的可能性。让我们怀揣着对未知的好奇，对创新的热情，继续探索材料的无限奥秘，共同书写更加辉煌的文明篇章。

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从阅读体验的角度来看，这本书的作者显然非常注重知识的转化和应用。它不仅仅是罗列知识点，而是始终将材料的性能与其在实际工作条件下的表现紧密挂钩。比如，在讲解耐腐蚀性时，书中没有简单地说“这种合金耐腐蚀”，而是详细对比了在不同盐雾浓度、不同温度下，几种关键底盘材料的失效模式和寿命预测曲线，甚至提到了不同涂层体系的电化学防护原理。这种“从失效中学习”的教学方法非常高效。对于我这样一个需要对不同供应商提供的材料进行快速评估的专业人士来说，这种基于真实世界工程问题的剖析，比纯粹的理论推导更加实用和可靠。它提供了一种分析和决策的框架，让我能更自信地去判断，在特定载荷、特定环境下，哪种材料组合才是真正的最优解，这使得这本书的价值远超了一般的工具书范畴，更像是一位经验丰富的老工程师在耳边进行指导。

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坦率地说，我刚开始对书中关于“可持续性与回收技术”的那几章持保留态度，总觉得这类主题在硬核材料书中往往沦为蜻蜓点水式的政治正确。但《汽车材料》在这方面展现出了令人惊讶的专业性和前瞻性。它不仅探讨了当前电动汽车电池材料的供应链风险和回收挑战——比如锂、钴等稀有金属的提取与循环利用的能耗问题——还花了大篇幅去介绍生物基材料和可降解复合材料在非关键部件上的应用前景。我尤其对书中关于“碳足迹”的计算模型非常感兴趣，它试图量化不同材料从原材料开采到最终报废整个生命周期对环境的影响，并对比了传统内燃机车与新能源车在材料选择上的环境代价差异。这种基于数据和工程可行性的探讨，使得“环保”不再是一个空泛的口号，而是一个需要通过精确材料科学来解决的工程难题。这部分内容为我理解未来汽车工业的发展方向提供了新的视角，促使我思考如何平衡高性能与环境责任。

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这部厚厚的《汽车材料》摆在我面前，封皮设计得相当硬朗，带着一种工业气息，一下子就让人感觉内容会非常扎实。我原本以为这会是一本偏向于枯燥的材料学教科书，里面充斥着密密麻麻的化学分子式和复杂的晶体结构图，毕竟“汽车材料”这四个字听起来就非常技术范儿。然而，当我翻开第一章时，我的预期被颠覆了。它并没有直接跳进高分子聚合物的细节里，而是用一种非常宏观且引人入胜的笔触，勾勒出了汽车工业从诞生之初到现代，材料是如何一步步推动技术革新的历史脉络。比如，它详细阐述了早期钢铁如何限制了汽车的重量和速度，以及后来如何通过轻量化合金的引入，才使得现代跑车能够达到令人咋舌的性能。特别是书中对铝合金和碳纤维复合材料在车身结构中的应用对比分析，不仅有详尽的数据支撑，更有大量的工程案例剖析，让人仿佛置身于设计实验室中，亲眼见证那些划时代的材料突破是如何实现的。这种叙事方式，让即便是对材料科学知之甚少的读者，也能轻易地被其间的技术演变所吸引，理解材料选择背后的深层原因，远超了我对一本技术书籍的初步想象。

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这本书的排版和图文质量确实达到了专业书籍的水准，这一点从它对不同材料微观结构的解析上可见一斑。我特别留意了关于先进高强度钢（AHSS）的那一部分，这是当下汽车安全设计中绕不开的话题。书中对马氏体钢、双相钢等不同强化机制的解释，并非简单地罗列性能参数，而是深入剖析了热处理工艺对其力学性能的决定性影响。他们使用了大量高质量的扫描电镜（SEM）图像，清晰地展示了不同热处理路径下钢材内部晶粒的形态变化，这种视觉冲击力是任何纯文字描述都无法替代的。更让我印象深刻的是，作者没有停留在材料本身，而是将这些微观结构与实际碰撞测试的结果联系起来，比如，某一代钢材是如何通过优化韧性和屈服强度比，显著提升了溃缩区的吸能效率。对于希望从事车身结构设计或者质量控制的工程师来说，书中提供的这些详尽的材料-工艺-性能链条的论证，无疑是一份极其宝贵的参考资料，它提供的深度，绝对不是市面上那些浅尝辄止的汽车百科能比拟的。

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这本书的结构安排，特别是对“功能性材料”的介绍，简直是为未来汽车技术爱好者量身定做的。我指的是那些赋予汽车“超能力”的材料，比如电磁屏蔽材料、智能温控涂层，以及用于传感器集成的先进半导体材料。书中专门开辟了一个章节来讨论这些非结构性材料如何支撑自动驾驶和智能座舱的实现。举个例子，对于雷达和激光雷达的集成，材料的选择直接影响到信号的穿透率和准确性，书里细致地分析了特定频率下不同塑料和玻璃的介电常数和损耗因子。这种深入到“信号完整性”层面的讨论，远远超出了传统汽车工程的范畴，它展现了材料科学家如何与电子工程师紧密合作，共同构建下一代移动平台。阅读这些章节时，我感觉自己像是在阅读一份提前泄露的未来汽车研发蓝图，充满了对科技进步的兴奋感和求知欲。

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