材料组织性能与先进制备加工技术 (平装) pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:第1版 (1999年1月1日)

作者:谢建新等编

出品人:

页数:100 页

译者:

出版时间:1999年1月1日

价格:20.0

装帧:平装

isbn号码:9787502526924

丛书系列:

图书标签:

• 材料科学
• 材料工程
• 材料组织
• 材料性能
• 制备技术
• 加工技术
• 先进制造
• 金属材料
• 高分子材料
• 陶瓷材料

《材料：结构、性能与变革性制造》 本书致力于探索材料科学与工程领域的前沿进展，为读者提供一个全面而深入的视角，理解材料的内在结构如何决定其宏观性能，以及创新性的制备与加工技术如何驱动材料的性能飞跃与应用拓展。本书内容聚焦于材料科学的基础原理，并将其与当今最令人兴奋的科技进步紧密相连。 第一部分：材料的微观结构与宏观属性 本部分将带领读者穿越原子、晶格、缺陷的微观世界，揭示材料本质的奥秘。我们将深入剖析不同材料类别——金属、陶瓷、聚合物、复合材料以及半导体——的原子排列方式、晶体结构特征及其对力学、热学、电学、磁学和光学性能的影响。 原子与分子层面的关联： 详细阐述化学键的类型（如离子键、共价键、金属键、范德华力）如何塑造材料的结合强度、导电性、熔点等基本属性。我们将探索量子力学在理解电子结构和材料性能中的关键作用。 晶体结构与缺陷： 深入研究不同晶体构型（如面心立方、体心立方、六方密排）的几何排列，以及这些结构如何影响材料的强度、延展性、硬度等。本书将重点讨论位错、晶界、空位、间隙原子等微观缺陷的存在，它们不仅是材料失效的根源，也是调控材料性能的有效手段。我们将介绍缺陷的形成机制、对位错运动的影响以及固溶强化、沉淀强化等强化机制。 相变与微观结构演变： 探讨材料在温度、压力等外部条件改变下发生的相变现象，例如固态相变、熔化、凝固。我们将分析不同相的微观结构特征及其对宏观性能的协同影响，并介绍相图的解读方法。 梯度结构与纳米结构： 关注现代材料设计中越来越重要的梯度结构和纳米结构。我们将讨论如何通过控制材料的微观结构尺寸（达到纳米级别）来获得超高的比强度、独特的催化活性、优异的光学特性等。 第二部分：先进材料的性能表征与预测 理解材料的性能并能准确预测其在不同环境下的表现，是材料设计与应用的基础。本部分将系统介绍先进的材料性能表征技术，以及基于第一性原理计算和数据驱动的性能预测方法。 力学性能的精细测量： 详细介绍拉伸、压缩、弯曲、疲劳、断裂韧性等力学性能的测试方法与标准。我们将深入探讨应力-应变曲线的解读，塑性变形的微观机制，以及材料在动态载荷下的行为。 热学与电学性能的探究： 涵盖导热系数、热膨胀系数、比热容的测量技术，以及电导率、介电常数、半导体带隙等电学性能的表征方法。我们将讨论电子传输机理、半导体器件的工作原理等。 光学与磁学性能的洞察： 介绍透射率、反射率、吸收率等光学性能的测量，以及磁导率、矫顽力、饱和磁化强度等磁学性能的表征。我们将探索材料在光电转换、信息存储等领域的应用潜力。 基于第一性原理的计算模拟： 深入阐述密度泛函理论（DFT）等第一性原理计算方法在预测材料结构、电子态、能带结构、弹性模量、相稳定性等方面的强大能力。我们将介绍如何利用这些计算工具来指导新材料的设计与筛选，减少实验试错成本。 数据驱动的材料性能预测： 探讨机器学习（ML）和人工智能（AI）在材料科学领域的应用。我们将介绍如何构建大规模材料数据库，利用ML算法学习材料结构与性能之间的复杂关系，实现高效的性能预测、材料筛选与性能优化。 第三部分：颠覆性材料制备与加工技术 本部分将聚焦于当前正在重塑材料产业格局的革命性制备与加工技术，从微观尺度到宏观成型，展示如何精确地构建具有特定结构和功能的材料。 增材制造（3D打印）： 详细介绍选择性激光熔化（SLM）、电子束熔化（EBM）、熔融沉积成型（FDM）、光固化（SLA）等主流金属、陶瓷、聚合物3D打印技术。我们将探讨其在复杂结构制造、定制化零件生产、功能梯度材料制备等方面的优势，以及面临的挑战，如组织均匀性、内部缺陷控制、后处理工艺等。 精密微纳制造技术： 深入介绍光刻、刻蚀、薄膜沉积（如CVD、PVD）、纳米压印、自组装等用于制造微电子器件、微机电器件、纳米功能器件的关键技术。我们将讨论如何实现亚微米甚至纳米尺度的精确图案化和结构构建。 智能材料的构筑： 探索形状记忆合金、液晶弹性体、电致变色材料、压电材料等智能材料的制备方法。我们将重点关注如何通过精确控制材料的化学成分、微观结构和界面设计，赋予其对外部刺激（如温度、电场、光照）的响应能力，从而实现自适应、自修复等高级功能。 绿色与可持续制造： 关注环境友好的材料制备与加工方法，如低能耗的机械合金化、无溶剂的聚合物合成、生物基材料的加工等。我们将讨论如何减少能源消耗、降低污染物排放，推动材料产业的可持续发展。 原位表征与过程控制： 介绍在材料制备过程中进行实时表征的技术，如原位透射电子显微镜（TEM）、原位X射线衍射（XRD），以及如何利用这些技术来理解材料生长机理，优化工艺参数，实现对材料微观结构的精准控制。 第四部分：前沿应用与未来展望 本书的最后一章将目光投向材料科学的未来，探讨先进材料在各个领域的突破性应用，并展望未来的发展趋势。 能源与环境材料： 介绍用于高效太阳能电池、高性能电池、燃料电池、催化剂、吸附材料等在新能源开发和环境保护中的关键材料。 生物医学材料： 探讨用于组织工程、药物递送、生物成像、医疗植入物的生物相容性材料、可降解材料以及智能响应性材料。 信息与通信材料： 介绍用于高速通信、高性能计算、数据存储、柔性电子器件的先进半导体材料、磁性材料、光电子材料。 航空航天与国防材料： 探讨用于极端环境下的轻质高强材料、耐高温材料、抗腐蚀材料等。 通过对材料组织、性能和先进制备加工技术的系统阐述，《材料：结构、性能与变革性制造》旨在为材料科学家、工程师、研究生以及对材料科学充满兴趣的读者提供一份宝贵的知识财富，激发创新思维，共同推动材料科学与工程的进步。

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从个人职业发展的角度来看，这本书的价值远远超出了教科书的范畴。它所探讨的许多前沿话题，比如在极端环境下材料的行为预测，以及如何通过精确控制实现结构的功能化，都紧密贴合当前工业界和科研领域最关注的热点。阅读它，就像是完成了一次高质量的“知识迭代”。它不仅仅梳理了已有的成熟理论，更重要的是，它不断地在提醒读者，在现有的知识边界之外，还存在着哪些尚未完全被攻克的难题，哪些是未来几年内可能实现产业化的关键突破点。对于需要撰写技术报告或进行项目立项的专业人士来说，这本书提供的理论框架和术语体系，是构建高水平技术文档的坚实基础。它激发了我对现有工艺的批判性思考，促使我反思我们团队目前所采用的方法是否已经达到了理论上的最优解。

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这本书的叙事风格有一种独特的、近乎苏格拉底式的提问感，它不是单方面地灌输知识，而是在引导读者自己去探索和发现。我经常在阅读过程中停下来，思考作者抛出的那个“如果……会怎样”的问题，这种主动的思考过程极大地提升了学习效率。作者似乎非常注重对“为什么”的解释，而不是仅仅罗列“是什么”。例如，在讨论某一种新型复合材料的界面结合机制时，作者花了大量篇幅去剖析不同原子尺度的相互作用力学，以及能量学上的驱动因素，而不是简单地给出结论说“这种结合更好”。这种深入骨髓的探究精神，让读者在学习材料组织规律时，能够建立起更坚固的知识树，而不是零散的知识点。对于那些追求本质理解的工程师和研究人员而言，这种由表及里的讲解方式简直是量身定制，让人感觉如同被一位经验丰富的导师时刻指点江山。

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我必须得提一下这本书在案例分析和图表展示方面的出色表现。市面上很多技术书籍的图表往往是生硬的、标准化的，读起来非常枯燥。然而，这本教材中的配图，无论是SEM/TEM的微观形貌图，还是相图的演化曲线，都经过了精心挑选和优化，色彩对比度和分辨率都达到了极高的水平。更重要的是，每张图表旁边都有详尽的文字注释，它们不仅仅是对图的简单描述，更是对图中所反映的物理化学过程的深度解读。我特别关注了关于材料加工过程中缺陷演变的章节，那里的流程图设计得极其巧妙，用不同的颜色和箭头清晰地标识了各种应力集中点和弛豫路径，这使得我对复杂加工过程的宏观控制有了更直观的把握。可以说，这些图表本身就是一份份高质量的微型研究报告，极大地降低了理解高难度理论模型的门槛。

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这本书的装帧设计非常有质感，平装版的纸张厚实，摸起来有一种沉静的学术气息。我尤其欣赏封面色彩的运用，深邃的蓝色与细致的文字排版，给人一种专业且严谨的印象，非常符合它作为一本技术类书籍的定位。在阅读体验上，内页的印刷清晰度极高，即便是那些复杂的结构示意图和晶体结构图，也能看得一清二楚，这对于需要仔细辨别细节的读者来说，简直是福音。装订方面也很扎实，即使我经常翻阅和做笔记，书脊也没有出现松动或开裂的迹象，这显示出出版商在工艺上的用心。不过，如果能附赠一个可拆卸的书签条或许会更贴心，毕竟内容量大，查找特定章节时会方便很多。总的来说，从物理层面来看，这是一本制作精良、赏心悦目的专业书籍，拿在手里就能感受到其分量和价值。它不仅仅是一堆纸张和油墨的组合，更像是一件值得收藏的工具书。

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初次翻阅时，我立刻被其内容的广博深度所震撼，它似乎涵盖了材料科学领域从基础理论到前沿应用的各个维度。书中的论述逻辑清晰得令人赞叹，作者似乎对材料的微观世界有着近乎苛刻的理解，能够将那些抽象的、肉眼不可见的组织结构，通过精妙的文字描述和对比，构建出一幅清晰的画面。我特别喜欢它在引入新概念时所采取的递进式讲解，总能从大家熟悉的现象入手，逐步深入到那些尖端的研究层面，使得即便是初学者也能逐步跟上思路，不会产生“云里雾里”的感觉。例如，在讲解某一特定热处理工艺对晶界影响时，它不仅给出了理论模型，还巧妙地引用了几个经典的实验佐证，这种理论与实践的完美结合，极大地增强了说服力，让我对所学知识的掌握更加牢固。这书绝非是那种只停留在表面概念的入门读物，它的深度足以挑战那些在行业内摸爬滚打多年的专业人士，提供新的思考角度。

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