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出版者:蓝色畅想

作者:卡尔帕克杰恩

出品人:

页数:353

译者:

出版时间:2005-1

价格:28.70元

装帧:

isbn号码:9787040161014

丛书系列:

图书标签:

• 制造工程
• 制造技术
• 工业工程
• 机械工程
• 生产管理
• 工艺流程
• 自动化
• 数控技术
• 质量控制
• 工业设计

《现代材料科学与应用》 图书简介 本书深入探讨了现代材料科学的基石、前沿进展及其在当代工程技术中的广泛应用。内容涵盖了从原子结构到宏观性能的完整知识体系，旨在为材料学、机械工程、电子信息、航空航天等领域的科研人员、工程师及高年级学生提供一本全面、深入且具有实践指导意义的参考书。 第一部分：材料科学基础理论 本部分旨在夯实读者对材料基本性质和结构之间关系的理解。 第一章：晶体结构与缺陷 详细阐述了金属、陶瓷和聚合物的晶体结构，包括布拉维点阵、晶系分类及其衍射分析方法（如X射线衍射）。重点剖析了晶体缺陷的分类、形成机制及其对材料宏观性能的决定性影响。内容涵盖点缺陷（空位、间隙原子）、线缺陷（位错，包括边缘位错和螺型位错）和面缺陷（晶界、孪晶界），并结合位错运动理论解释金属的塑性变形机理，特别是加工硬化和回复过程。 第二章：热力学与相变动力学 系统回顾了材料科学领域所需的热力学基本原理，包括吉布斯自由能、化学势和相图的构建。深入解析了相变过程的热力学驱动力和动力学控制，涵盖形核与长大理论。重点讨论了二元和三元合金相图的解读，以及扩散在材料热力学平衡和非平衡态转变中的核心作用（如Fick定律的应用）。 第三章：材料的电子结构与性能 从量子力学角度切入，阐述了固体材料的能带理论，解释了导体、半导体和绝缘体电学性质差异的根源。探讨了电子与晶格振动（声子）的相互作用，这对于理解材料的热学性能（比热容、热导率）至关重要。此外，还讨论了磁性材料的基本理论，如铁磁性、反铁磁性和顺磁性的微观机制。 第二部分：主要材料体系的结构与性能 本部分将焦点从基础理论转向三大主流工程材料及其先进衍生品。 第四章：金属材料的强化与韧化 全面覆盖了钢铁材料的微观组织控制技术，包括奥氏体转变、珠光体、贝氏体和马氏体相变。深入探讨了通过固溶强化、晶粒细化、第二相粒子弥散强化（沉淀强化）和加工硬化来实现金属强化的机制。特别关注了先进高强度钢（AHSS）和金属间化合物的组织控制与性能优化策略。同时，详细分析了材料的断裂韧性、疲劳和蠕变行为，以及如何通过热机械处理（TMP）来提高其可靠性。 第五章：陶瓷材料的设计与制备 讲解了氧化物、非氧化物和复合陶瓷的结构特点。重点介绍了先进陶瓷的制备技术，包括粉体制备（如溶胶-凝胶法）、成型工艺（如干压、流延、注射成型）和高温烧结过程中的致密化机制。讨论了陶瓷材料的硬度、耐磨性、高温抗氧化性和介电性能，并分析了陶瓷材料脆性断裂的特征及其增韧技术（如第二相粒子增韧、纤维增韧）。 第六章：高分子材料的结构与流变学 系统介绍了聚合物的分子链结构、拓扑结构（线型、支化、交联）及其对宏观性能的影响。深入探讨了聚合物的玻璃化转变温度（Tg）和熔点（Tm）的测定与意义。详细阐述了聚合物的流变学特性，包括剪切变稀、粘弹性行为，以及如何利用这些特性指导加工过程（如挤出、注塑）。同时，分析了聚合物的老化、降解机制及其防护措施。 第三部分：先进材料与功能性应用 本部分关注新兴材料的设计理念和特定功能实现。 第七章：复合材料的界面工程 详述了纤维增强复合材料（FRC）和粒子增强复合材料的力学性能预测模型（如混合律、逆混合律）。核心内容聚焦于基体与增强体之间的界面（Interphase）设计，包括界面粘接强度、载荷转移效率及其对整体性能的耦合影响。深入分析了碳纤维增强聚合物（CFRP）和玻璃纤维增强环氧树脂（GFRP）在航空航天和土木工程中的应用案例。 第八章：半导体与光电子材料 详细分析了硅基和化合物半导体（如GaAs, GaN）的掺杂机理、载流子输运特性及其在集成电路中的基础应用。重点介绍了光电材料，如LED、激光器和太阳能电池中的关键材料，阐述了发光机理（如直接带隙与间接带隙）以及光吸收与电荷分离的效率优化。 第九章：智能材料与传感技术 探讨了一系列具有环境响应特性的智能材料，包括形状记忆合金（SMA）、压电材料和磁致伸缩材料。深入解析了这些材料的本构关系和驱动机制，并展示了它们在传感器、执行器和自修复系统中的前沿应用，强调了材料设计如何直接服务于功能集成。 第十章：材料的表征与分析技术 本章系统介绍了现代材料研究所依赖的关键表征手段。详细论述了电子显微镜（SEM, TEM）在微观结构成像和元素分析中的应用（EDS, EELS）。讲解了光谱技术（如FTIR, Raman）在化学键和分子结构分析中的作用，以及热分析（DSC, TGA）在确定热行为和稳定性的重要性。强调了数据解释和结果验证的严谨性。 结语 本书力求在理论深度与工程实践之间搭建一座坚实的桥梁，强调材料性能的“源于结构、终于应用”这一核心理念。通过对跨学科知识的整合与深入剖析，旨在培养读者运用材料科学思维解决复杂工程问题的能力。

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这本书的语言风格非常学术化，充满了长难句和晦涩的专业术语，即便是对制造领域有所了解的人，阅读起来也需要反复查阅和斟酌。我理解专业书籍需要严谨，但过度追求形式上的学术性，往往会牺牲掉内容的易读性和传播性。例如，在描述某项测试流程时，它用了三段话来铺陈背景和理论基础，但真正描述操作步骤的核心语句却只有寥寥数语，而且措辞非常抽象。我希望这本书能更贴近“工程技术”的实践性，多用流程图、示意图和清晰的步骤清单来代替大段的理论推导。如果这本书的目标读者是大学高年级学生或者初入职场的工程师，那么这种高高在上的叙述方式无疑会增加学习的门槛。此外，书中引用的参考资料大多偏向于早期的经典文献，对于近五年内国际上顶尖会议和期刊上发表的突破性研究成果引用较少，这使得整本书的“技术前沿感”比较弱。它是一份扎实的、关于制造领域“已知”知识的集合，但对于激发读者探索“未知”领域的兴趣和提供直接的实操指导方面，效果确实不尽如人意。

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这本书的篇幅不小，印刷质量也无可挑剔，装帧很专业，但内容组织上却让我感到一种散乱感。不同章节之间的衔接不够流畅，仿佛是不同作者在不同时间点完成的独立报告拼凑在一起。比如，前面对材料科学的探讨还算深入，引用了相当数量的材料性能图表，但紧接着的“自动化设备选型”一章，却突然转向了非常基础的电气控制原理介绍，这种跨度之大，让人感觉思路一直无法集中在一个焦点上。我尤其希望书中能有一条贯穿始终的“主线”，比如一条虚拟的产品从概念到交付的全生命周期流程，让所有技术点都围绕这条主线展开。这本书没有给我这种“全局视野”。在讨论到供应链管理时，它偏向于传统的精益生产思想，虽然稳健，但在全球化和地缘政治风险日益凸显的今天，对于如何构建更具韧性的供应链，这本书提供的策略显得有些保守和滞后。我需要的是能够立即应用到当前复杂市场环境下的实战策略，而不是停留在上世纪九十年代的生产哲学中打转。总而言之，它更像是一本知识点的堆砌，而不是一个精心雕琢的工程体系蓝图。

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作为一名资深的技术人员，我借阅此书的目的很明确：寻找关于特定精密加工工艺的深度优化案例和参数曲线的详细参考。书中提到了几种先进的切削加工技术，但每当涉及关键的切削参数——比如主轴转速、进给速度与切深之间的动态耦合关系，或者特定刀具材料在不同硬度工件上的寿命预测模型——这些信息都处理得极其保守，总是用“应根据实际情况调整”或“需要专业人员评估”等模糊的语句带过。这对于希望通过阅读来快速缩小参数摸索范围的工程师来说，是最大的遗憾。它似乎刻意避开了那些真正的“黑箱”技术细节，将核心的工程经验包装在了厚厚的理论外衣之下。我更愿意看到作者坦诚地分享他们在实际工程中遇到的失败案例以及如何通过数据分析（比如使用DOE方法）来解决问题的过程。这本书的优势在于其广度，它确实覆盖了制造的方方面面，从人力资源到设备维护都有涉及，但正是这种“面面俱到”，导致了在任何一个关键点上都无法提供那种令人拍案叫绝的、独一无二的深度见解。它提供的是框架，而不是骨架。

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我对这本书的期待值其实挺高的，毕竟“制造工程与技术”这个标题听起来就涵盖了从设计到生产的全过程。但读完之后，我感觉它更像是一本历史回顾和概念梳理的合集，而不是一本面向未来的技术手册。书中对“工业4.0”和“智能制造”的论述，更多的是引用了许多已有的理论框架，比如物联网、大数据在生产中的集成应用等，这些内容在网络上随处可见，缺乏独到的见解或者作者团队的实证研究支撑。更让我感到困惑的是，在涉及质量控制的部分，它仅仅罗列了传统的统计过程控制（SPC）方法，对于近年来兴起的基于机器学习的预测性维护和质量预测，几乎没有涉及，这在当前技术日新月异的背景下，显得有些脱节。我期待看到的是如何用更先进的算法去实时监控和优化复杂的加工过程，比如CNC机床的刀具磨损预测，或者复杂装配线的节拍优化。这本书在概念层面的建构是完整的，逻辑也是清晰的，但它好像停在了上一个技术周期的末端，没有真正迈入到当前工程师们正在面对的那些“痛点”之中。它是一本扎实的教科书，但对于寻求前沿突破和实际操作指导的读者来说，可能需要寻找更多更具时效性的补充材料。

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这本书的封面设计很有工业风，厚厚的，拿在手里沉甸甸的，一看就知道是本硬核的专业书。我一开始是抱着学习新技能的心态去翻阅的，希望能找到一些关于现代制造流程的深度解析。然而，当我翻开目录时，我发现内容似乎更偏向于宏观的产业趋势和一些基础理论的梳理，而不是我期待的那种手把手的技术指导或者具体的工艺参数讨论。比如，关于新材料的应用，书中只是泛泛地提到了几种前沿材料的特性，但对于如何在实际生产线中优化其加工参数，或者解决常见的材料缺陷问题，却着墨不多。我特别关注了关于增材制造（3D打印）的那几个章节，本以为会有详细的设备选型、支撑结构设计以及后处理技术的探讨，结果更多的是对该技术发展历史和未来潜力的描绘。这让一个渴望立刻能将知识转化为实践的读者感到有些意犹未尽。它更像是一本为管理者或战略规划者准备的入门读物，而不是面向一线工程师的工具书。对于初学者来说，它提供了一个不错的行业概览，但若想深入到“制造”的精髓——那些繁琐但至关重要的技术细节和工程决策——这本书提供的视角似乎显得有些不够深入和具体。我更希望看到的是案例分析，是图纸、是数据，而不是抽象的理念阐述。

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