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出版者:高等教育出版社

作者:

出品人:

页数:0

译者:

出版时间:1900-01-01

价格:16.10元

装帧:

isbn号码:9787040082548

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• 绘图
• 技术图纸
• 机械设计
• 标准化
• 制图规范

现代材料科学基础 内容提要： 本书旨在全面、深入地介绍现代材料科学的基础理论、实验方法以及在工程和技术领域中的应用。全书结构严谨，内容涵盖了材料的微观结构、性能与加工工艺之间的内在联系，并重点阐述了金属材料、高分子材料、陶瓷材料以及复合材料的最新发展趋势和前沿研究方向。本书不仅是材料科学专业本科生和研究生的核心教材，也适合相关工程技术人员深入学习和参考。 第一部分：材料科学导论与基础结构 第一章 材料科学的范畴与发展历程： 材料科学的定义、研究内容及其在现代科技中的战略地位。从古代的金属冶炼到二十一世纪的智能材料，回顾材料科学的发展脉络，重点分析材料革命对人类社会进步的驱动作用。介绍材料科学与其他学科（如物理学、化学、力学）的交叉融合。 第二章 晶体结构与晶体缺陷： 详细阐述晶体学的基本概念，包括晶胞、晶系和布拉维格子。深入分析体心立方（BCC）、面心立方（FCC）和六方最密堆积（HCP）等常见金属晶体结构。对晶体缺陷进行系统分类和深入探讨，包括点缺陷（空位、间隙原子、取代原子）、线缺陷（位错）和面缺陷（晶界、堆垛层错）。强调位错理论在解释材料塑性变形中的核心作用，并介绍位错的运动与交互作用机制。 第三章 电子结构与化学键合： 从量子力学的角度探讨材料中原子的电子结构，解释不同类型化学键（离子键、共价键、金属键、范德华力）的形成机制及其对材料宏观性能的影响。运用能带理论解释导体、半导体和绝缘体的物理本质差异，并引入费米能级和有效质量的概念。 第四章 结构分析技术： 介绍用于表征材料微观结构的常用实验技术。重点讲解X射线衍射（XRD）的原理、晶格常数的精确测定和织构分析。详细阐述透射电子显微镜（TEM）和扫描电子显微镜（SEM）的成像原理、样品制备与衍射模式分析，如何通过这些技术识别晶体结构、晶界特征和缺陷形态。 第二部分：热力学、动力学与相变 第五章 材料的热力学基础： 应用热力学基本定律分析材料体系的稳定性和相变驱动力。重点讨论吉布斯自由能、相图的绘制与解读。深入分析二元合金相图（如Fe-C系）的构造原理，包括固溶体、化合物的形成与溶解度限制，为材料设计提供理论基础。 第六章 扩散理论与动力学： 系统介绍固态扩散的基本机制，包括原子通过空位机制和间隙机制的迁移。阐述菲克第一定律和第二定律在非稳态扩散问题中的应用，并介绍扩散系数的温度依赖性（阿伦尼乌斯关系）。讨论扩散在材料加工过程（如渗碳、烧结）中的关键作用。 第七章 相变原理与动力学： 阐述热力学驱动下的相变过程，区分形核与长大机制。详细讨论非扩散相变（如马氏体转变）的特点及其时间-温度-转变（TTT）图和冷却转变（CCT）图的应用。结合形核理论，分析扩散相变（如析出相）的动力学过程。 第三部分：主要材料类别及其性能 第八章 金属材料的强化、韧化与断裂： 系统介绍金属材料的强化机制：固溶强化、晶粒细化强化、形变强化（加工硬化）和沉淀强化。深入分析材料的韧性与脆性行为，重点讲解经典断裂力学理论，包括应力强度因子、断裂韧度（$K_{IC}$）和裂纹扩展准则。讨论疲劳、蠕变等长期服役性能问题及其失效分析方法。 第九章 陶瓷材料的结构与特性： 介绍陶瓷材料的分类（氧化物、非氧化物、复合陶瓷）及其离子共价键的特点。深入分析陶瓷材料的高硬度、高耐热性、高化学惰性及其固有的低韧性问题。探讨烧结过程中的致密化机制和晶界相对金属材料的特殊性。 第十章 高分子材料的结构与性能： 介绍高分子链的结构特征（分子量、拓扑结构、构象）。详细分析线型、支化型和交联型聚合物的结构与粘弹行为的关系。探讨玻璃化转变温度（Tg）和熔点（Tm）对高分子加工和使用性能的影响。介绍聚合物的拉伸、蠕变和应力松弛行为。 第十一章 复合材料与先进功能材料： 重点介绍纤维增强复合材料（如碳纤维增强环氧树脂）和颗粒增强复合材料的性能设计原理，包括取向和体积分数对宏观力学性能的贡献。简要介绍半导体材料（掺杂与载流子输运）、压电材料和磁性材料的基本工作原理及其在现代工程中的应用。 第四部分：材料的加工与性能控制 第十二章 材料的塑性加工与热处理： 阐述金属材料的塑性变形机理（轧制、锻造、拉拔），分析加工硬化与回复过程。详述退火、正火、淬火和回火等关键热处理工艺对微观结构和最终性能的精确调控。介绍扩散退火、固态相变退火在陶瓷和粉末冶金中的应用。 第十三章 粉末冶金与增材制造： 系统介绍粉末的制备、成形（压制、注射成形）和烧结技术。深入分析烧结过程中的致密化、晶粒长大和孔隙演化。引入增材制造（3D打印）技术在材料制造领域的应用，特别是选择性激光熔化（SLM）等技术对材料微结构和性能的独特影响。 第十四章 材料的表面工程： 讨论如何通过表面改性技术提高材料的耐磨损、耐腐蚀和抗氧化性能。详细介绍热喷涂、化学气相沉积（CVD）、物理气相沉积（PVD）等薄膜制备技术。探讨渗碳、渗氮等固态热化学扩散处理对表面硬度和寿命的提升效果。 第十五章 材料的可靠性与失效分析： 基于前述的结构-性能关系，系统分析材料在特定环境下的服役行为。介绍腐蚀的电化学基础及其防护措施（如钝化、牺牲阳极保护）。强调通过显微分析和力学测试相结合的方法，对实际工程部件的疲劳断裂、应力腐蚀开裂等典型失效模式进行科学归因。 本书力求在理论深度与工程实践之间取得平衡，通过大量的实例分析和精选的习题，帮助读者建立起材料科学的系统思维框架。

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这本书，说实话，拿到手里的时候，我心里是打了个大大的问号的。封面设计得相当朴实，甚至有点过时了，那种传统的字体和简单的排版，让人很容易联想到那些年代久远的工具书。我原本是抱着“凑合看看”的心态翻开的，毕竟在这个信息爆炸的时代，一本关于基础知识的书能有什么出奇制胜的地方呢？然而，随着阅读的深入，我发现自己被里面那种沉稳的叙述方式和详实的案例给“套牢”了。作者似乎有一种魔力，能把那些原本枯燥乏味的线条、符号和投影关系，讲得清晰明了，逻辑链条环环相扣。我记得我以前在学校里学这些概念的时候，总是需要反复在脑子里构建三维空间，常常一头雾水，但这本书的图文配合简直是教科书级别的示范。它不仅仅是告诉你“应该画成什么样”，更深入地解释了“为什么必须这么画”背后的设计意图和工程规范。比如，在处理剖视图和局部放大图时，作者用了一种近乎艺术化的方式来展示复杂结构，让我这个多年不碰绘图板的人，都能迅速在脑海中重建出那个零件的实体模型。这种由浅入深、层层递进的讲解方式，极大地降低了学习的门槛，让我重拾了对这门基础学科的兴趣。它不像某些现代教材那样，堆砌大量的前沿术语让你望而却步，而是踏踏实实地从最基础的二维表示法讲起，稳扎稳打，让人感到非常可靠。

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这本书的实用价值，绝不仅仅停留在“教你如何画图”这个层面，它更像是一部关于工业沟通标准的权威指南。在实际的工作环境中，图纸是跨部门、跨地域交流的通用语言，它的准确性和规范性至关重要。我注意到书中对不同国家或行业标准的引用和对比非常谨慎且准确。作者似乎深谙标准制定的历史演变和背后的哲学考量，他并没有武断地下结论说某一种标准优于另一种，而是详细说明了它们适用的具体场景和局限性。例如，在解释视图选择时，他不仅给出了投影法的规则，还结合了零件的装配复杂度和后续加工的可行性来分析，这种多维度的分析框架让我受益匪浅。我以前总觉得图纸就是一张规范的纸面文件，但这本书让我明白，每一条线、每一个符号的背后，都牵扯到采购成本、加工效率和最终产品的可靠性。读完后，我再去看那些工程图纸时，眼神里多了一种审视者的锐利，不再仅仅满足于“能看懂”，而是开始思考“这份图纸是否是最优化的表达方式”。这种深层次的理解，是任何速成课程都无法给予的。

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坦白讲，这本书的排版和设计风格，对于习惯了现代数字化阅读体验的读者来说，可能会有些不适应。它几乎没有使用那些炫目的三维渲染图或者动态演示的元素，一切都回归到了最经典的二维黑白线条。起初，我甚至觉得这有点“反潮流”，在这个时代，大家都在追求视觉冲击力和即时满足感。然而，正是这种克制和返璞归真，体现了作者对核心知识的自信。他深知，真正的制图能力是建立在扎实的几何思维和投影原理之上的，任何花哨的视觉效果都只是辅助，而无法替代对基本功的训练。我用了不少时间去临摹书中的一些复杂零件的视图，起初画得歪七扭八，但每当我对照书中的标准图例进行比对和修正时，我总能发现自己思维中的细微偏差。这种“手脑并用”的学习过程，是单纯看视频教程无法替代的。这本书强迫你动脑子去构建空间关系，去感受线条的逻辑走向，这对于培养长期有效的工程直觉至关重要。它像一位严厉但公正的老师，不给你任何取巧的机会，但只要你肯下功夫，它给予的回报是极其丰厚的、根基牢固的知识体系。

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如果非要用一个词来概括这本书给我的整体感觉，那可能是“沉静的力量”。它没有夸张的宣传语，没有抓人眼球的营销噱头，它只是安静地陈述着工程世界最核心的规则和逻辑。这本书更适合那些真正想沉下心来掌握一门硬核技能的读者，而不是那些急于在短时间内应付考试或者完成某个特定任务的人。它构建了一个完整且自洽的知识体系，从最基础的绘图工具介绍，到复杂机构的表达，再到标准件的引用，逻辑衔接得天衣无缝，几乎没有知识断层。我曾尝试用它来解决我工作中遇到的一个非常棘手的装配问题——如何用二维图纸精确表达一个需要特殊装配顺序的零件。在翻阅了书中关于特殊装配说明的章节后，我豁然开朗，找到了一个比我之前想象中更简洁、更符合行业规范的表达方法。这本书就像是一个沉默的智者，当你带着问题去寻找答案时，它总能在最恰当的位置，用最精确的语言为你揭示出事物运作的本质规律。它值得被放在工作台的显眼位置，随时翻阅，每一次重读都会有新的体悟。

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初读这本书时，我最大的感受是它的“厚重感”。这种厚重并非指纸张的克重有多高，而是内容本身所蕴含的行业积累和经验的沉淀。它不像那些市面上流行的速成指南，试图用几章的篇幅让你掌握所有技巧；相反，它用大量的篇幅去探讨细节和变通。我特别欣赏其中关于公差配合和形位公差那几章的论述。通常情况下，这部分内容是让所有工程技术人员最为头疼的“拦路虎”，各种代号、数值和判定标准让人眼花缭乱。但这本书的处理方式非常独特，它没有简单地罗列标准，而是结合了实际制造中可能遇到的偏差和测量工具的局限性来进行阐释。通过对几个经典案例的深度剖析，我理解了为什么一个看似微小的尺寸偏差，在实际装配中可能会导致整个系统的功能失效。作者的笔触非常细腻，他似乎在和读者进行一场心领神会的对话，引导你从一个纯粹的“制图人”转变为一个具有质量控制和生产意识的“工程师”。这种将理论与实践紧密结合的叙述风格，使得这本书不仅仅是一本参考手册，更像是一本关于“如何思考零件制造”的哲学著作。读完这部分，我感觉自己对图纸的解读能力得到了质的飞跃，不再是死记硬背符号，而是开始理解它们背后隐藏的工程语言。

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