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出版者:机械工业出版社

作者:洪慎章

出品人:

页数:353

译者:

出版时间:2006-2

价格:32.00元

装帧:简裝本

isbn号码:9787111181804

丛书系列:

图书标签:

• 注塑成型
• 模具设计
• 塑料工艺
• 注塑模具
• 塑料制品
• 工程塑料
• 模流分析
• 产品设计
• 材料选择
• 制造工艺

《工程材料学基础》 内容简介 本书旨在为工程技术人员、材料学学生以及对材料科学感兴趣的读者提供一个全面、深入且实用的基础性教材。内容涵盖现代工程实践中最为关键的几类工程材料的结构、性能、制备工艺及其应用，重点突出材料与设计、制造过程之间的相互联系。 第一部分：材料科学基础与晶体结构 第一章：工程材料概论 本章首先界定了工程材料的范畴，将其划分为金属材料、高分子材料、陶瓷材料以及复合材料四大类。详细阐述了材料科学在现代工业中的战略地位，以及材料性能、加工性与成本之间的内在权衡关系。引入了“性能-结构-加工-应用”的材料设计哲学框架。此外，对可再生材料和纳米材料的兴起及其对未来工程的潜在影响进行了初步探讨。 第二章：材料的微观结构 深入剖析了原子结构和化学键对材料宏观性能的决定性影响。重点讲解了晶体结构（如体心立方、面心立方、六方最密堆积）的几何特征、晶胞概念及其在确定材料密度和晶向上的意义。非晶态结构（如玻璃）的特点和短程有序现象得到充分阐述。 第三章：晶体缺陷与性能 本章是理解材料力学行为的关键。详细分析了点缺陷（空位、间隙原子）、线缺陷（位错）和面缺陷（晶界、孪晶界）的类型、形成机制及其对材料塑性、导电性、扩散速率的影响。通过位错运动理论，解释了金属材料的加工硬化、蠕变和疲劳机制的微观根源。 第二章至第三章的衔接： 明确指出材料的宏观力学性能（如强度、硬度）是其微观缺陷分布和运动状态的直接体现。 第二部分：金属材料 第四章：黑色金属材料 系统介绍了钢铁材料的相图，特别是铁-碳合金平衡图，精确界定奥氏体、铁素体、渗碳体和珠光体等组织。深入探讨了热处理工艺（退火、正火、淬火、回火）对钢的微观结构和力学性能的调控作用。重点讲解了低碳钢、中碳钢和高碳钢的典型应用，以及工具钢、不锈钢和铸铁的特殊性能与冶金原理。 第五章：有色金属材料 聚焦于铝合金、铜合金、钛合金和镍基高温合金。对铝合金（如2XXX、7XXX系）的固溶处理和时效强化机制进行了详细分析。阐述了钛合金的低密度、高比强度及优异的耐腐蚀性如何使其成为航空航天领域的关键材料。对镁合金的轻量化潜力及其铸造和加工的挑战进行了论述。 第六章：金属材料的连接与表面工程 讨论了金属连接的常见方法，如焊接（熔焊、压焊）的冶金过程和可能出现的缺陷，以及钎焊和胶接的适用性。在表面工程方面，详细介绍了提高材料耐磨性、耐蚀性的方法，包括热浸镀、电镀、化学气相沉积（CVD）和物理气相沉积（PVD）技术，以及表面改性技术如喷丸强化。 第三部分：高分子材料与复合材料 第七章：高分子材料结构与性能 阐述了聚合物的分子链结构、分子量分布对Tg（玻璃化转变温度）和Tm（熔点）的影响。区分了热塑性塑料和热固性树脂的加工特性。详细分析了聚乙烯、聚丙烯、PVC、聚酰胺、环氧树脂等主要高分子材料的力学性能、老化机理（热氧化、光老化）及增强改性方法。 第八章：工程陶瓷与玻璃 本章介绍了氧化物陶瓷（如氧化铝、氧化锆）和非氧化物陶瓷（如碳化硅、氮化硅）的制备过程，特别是粉末冶金和烧结工艺。重点分析了陶瓷材料高硬度、耐高温、耐磨损的优点，以及其固有的脆性断裂机制。对玻璃的粘度变化、退火和钢化工艺进行了专门论述。 第九章：先进复合材料 系统介绍了复合材料的基本概念，即基体（金属、聚合物或陶瓷）与增强体（纤维、颗粒）的有效组合。详细分析了纤维增强复合材料（如碳纤维、玻璃纤维增强环氧树脂）的各向异性力学行为，包括界面粘结对整体性能的关键作用。阐述了层合板的设计原则及其在结构件中的应用。 第四部分：材料的性能表征与应用设计 第十章：力学性能测试与分析 详细介绍了材料的静态力学性能测试方法，包括拉伸试验（屈服强度、极限强度、延伸率、韧性）、压缩试验和硬度测试（洛氏、维氏、布氏）。深入讲解了材料的动态和疲劳行为，包括S-N曲线的构建、疲劳裂纹的萌生与扩展机理。同时，介绍了断裂韧性的概念（KIC）及对结构安全评估的重要性。 第十一章：材料的热学、电学与磁学性能 探讨了材料的导热系数、比热容等热性能，及其在热管理中的意义。在电性能方面，区分了导体、半导体和绝缘体，并讨论了本征半导体的掺杂原理及其在电子器件中的应用。磁学部分区分了软磁材料和硬磁材料，并解释了磁滞回线与畴壁运动的关系。 第十二章：环境影响与材料选择 本章关注材料在实际服役环境中的行为。详细分析了金属的电化学腐蚀原理（原电池、浓差电池），以及缓蚀剂、阴极保护等防护措施。探讨了高分子材料的溶胀、溶解和降解。最后，提供了基于工程需求（成本、使用温度、载荷类型和环境腐蚀风险）的系统化材料选择流程和决策工具。 全书特点： 本书结构清晰，理论与工程实践紧密结合。每章末尾均附有典型案例分析和思考题，旨在培养读者运用材料科学原理解决实际工程问题的能力。图表丰富，确保复杂概念的直观理解。

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我特别关注这本书在“模具设计”部分对CAE分析软件结果的解读能力。现在做模具设计，单纯依靠经验图纸已经很难通过项目审批了，大部分客户都会要求提供流道分析报告。我希望这本书不仅仅是教你如何“画”模具，更要教会你如何“读”和“用”分析结果来指导设计决策。例如，当流道分析显示某个区域存在明显包风或熔接痕时，书里是如何指导读者去修改浇口位置、优化流道截面形状的？这种从“数据”到“实体修改”的转化过程，是区分普通工程师和高级工程师的关键。我个人的感觉是，许多设计指南在讲解完理论后，就戛然而止，留给读者的是一堆冰冷的数据，不知道该如何下手去修改。如果这本书能提供一些“故障排除”的快速索引，比如“如果出现晶点问题，请检查区域A、B、C对应的模具结构”，那简直是无价之宝。这种贴近实战、具有指导意义的工具性，是我选择技术书籍时最重要的考量因素。

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这本书的排版布局显得相当成熟和严谨，字体选择上明显偏向于专业技术文献的风格，阅读起来虽然不能说轻松愉快，但那种沉稳感反而让人觉得内容更有分量。我翻阅了一些章节的目录，发现它对工艺参数的讨论似乎非常深入，特别是关于不同树脂材料（比如PC、PA和PP）在相同模具条件下，其保压时间、冷却速率的微小差异是如何影响最终产品性能的，这部分内容引起了我的兴趣。我工作的领域对精度要求极高，一个微小的缩水或者黑点都可能导致整批产品报废，所以对于像“熔体温度波动对剪切应力的影响”这种深层次的物理化学过程的解释，我希望能看到更清晰的数学模型或者至少是明确的经验法则。市面上很多关于注塑的书籍，要么过于基础，停留在“什么材料配什么温度”的层面，要么就是晦涩难懂的学术论文堆砌。我期待这本书能找到一个绝佳的平衡点，既能让一个有一定基础的技术人员感到信息量充足，又不至于让初学者望而却步，真正做到承上启下的桥梁作用。

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这本书的封面设计乍一看挺朴素的，那种深蓝色配着白色的字体，没有太多花哨的装饰，但正是这种务实的风格，让我对书的内容充满了期待。我最近刚跳槽到一家新的制造公司，主要负责生产线的技术支持，每天都要跟注塑车间的师傅们打交道，处理各种模具出了问题时的紧急状况。说实话，我之前的经验主要集中在机械加工方面，对高分子材料的流动特性和模具的精密配合简直是一窍不通。我希望这本书能像一本详尽的工具书，能快速帮我建立起一个系统的知识框架。尤其是关于模具的冷却系统设计和排气结构，这两块内容是目前我的知识盲区，我希望能看到图文并茂的详细解析，而不是那种只停留在理论层面的描述。我特别关注那些实战案例，比如某种复杂曲面零件的注塑缺陷分析，如果书里能提供具体的参数调整和模具改进方案对比，那就太棒了。我希望这本书能真正做到“实用”，让我拿到手后，能立刻应用到我每天面对的那些油腻腻、热腾腾的模具和塑料件上。那种感觉，就像是找到了一个经验丰富、从不啰嗦的老师傅，可以随时翻开请教一样。

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我留意到这本书的装帧质量似乎不错，纸张的厚度能让人放心大胆地在上面做笔记和标记，这对于一本需要频繁查阅的技术手册来说非常重要。我的工作环境比较嘈杂，阅读时需要高度集中，所以书中对一些关键公式或设计原则的标识方式，如果能够清晰明了地用粗体、方框或者特殊的背景色突出显示，将会大大提高我的信息捕获效率。我尤其想知道书中对“模具钢材的选择与热处理”部分是如何阐述的。这不仅仅是选对钢种那么简单，而是要根据成型材料的腐蚀性、工作温度以及所需的抛光精度来制定一套完整的热处理规范。我希望能看到不同等级钢材在不同热处理工艺下的硬度、韧性和表面耐磨性的实际测试数据对比。那种需要通过反复试验才能得出的宝贵经验，如果能被系统地整理在这个地方，这本书的价值就体现出来了。我希望它能成为我书架上那本被翻得最旧、标记最多的“操作指南”，而不是一本束之高阁的装饰品。

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从我粗略翻阅的几页内容来看，这本书的语言风格是极其克制的，没有使用任何煽动性的形容词或夸张的修辞，一切都是基于事实和经验的陈述。这正是我所需要的专业氛围。我注意到其中有一节似乎在探讨复杂顶出机构的设计，这对于多腔模或深腔模来说至关重要，顶出不均直接导致产品变形甚至模具损坏。我希望这部分内容能够深入到对顶杆材料选择、顶杆与型腔壁的间隙控制，甚至顶杆在脱模过程中的受力分析。往往，这些细节决定了一套模具的寿命和稳定性。我不太关心那些关于行业历史背景的叙述，我更需要的是那些能让我立刻提升工作效率的“干货”。比如，如何利用有限元方法来模拟顶杆的受力，以防止在脱模瞬间的弯曲或断裂，或者针对不同壁厚差异大的零件，如何设计一套均衡的顶出系统。这种对机械原理的深度挖掘，远比停留在简单的“应设置顶杆”要来得实在和有价值。

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