现代钢铁材料及其工程应用 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:机械工业出版社

作者:孙智

出品人:

页数:392

译者:

出版时间:2007-1

价格:35.00元

装帧:

isbn号码:9787111204398

丛书系列:

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• 38页
• 1
• 钢铁材料
• 现代工程
• 材料科学
• 金属材料
• 工程应用
• 材料工程
• 结构材料
• 冶金工程
• 材料选择
• 工业材料

《全球气候变化与生态系统响应》 第一章：气候系统基础与驱动因素 1.1 地球气候系统的基本组成与能量平衡 本章深入探讨地球气候系统的复杂结构，包括大气圈、水圈、冰雪圈、岩石圈和生物圈之间的相互作用。我们将详细分析行星际能量输入（太阳辐射）与地球自身能量输出（红外辐射）之间的动态平衡，解释温室效应的物理机制及其对地表温度的决定性影响。重点解析地球反照率、云的辐射效应以及水汽反馈机制在调节气候中的关键作用。 1.2 影响气候变化的主要自然驱动力 气候变化并非完全是人为活动的产物。本节将回顾历史上主要的自然气候驱动因素。内容涵盖米兰科维奇旋回（轨道参数变化）如何影响冰期与间冰期的交替；太阳活动周期（如黑子数变化）对地球能量输入的影响；以及大规模火山爆发释放的气溶胶如何短暂地冷却地球表面的过程。通过古气候记录，我们将量化这些自然因素在不同时间尺度上的气候贡献。 1.3 人为温室气体排放的来源与浓度演变 这是理解当代气候变化的核心部分。本章详尽列举了自工业革命以来，人类活动如何显著改变大气成分。我们将细致考察二氧化碳、甲烷、一氧化二氮和氟化气体的工业源、农业源和土地利用变化源。通过对格陵兰冰芯和南极冰芯数据的分析，我们将展示过去八十万年间，特别是近一百五十年来，温室气体浓度史无前例的快速上升轨迹，并计算其辐射强迫值。 第二章：生态系统对气候变化的直接响应 2.1 植物生理学与物候学变化 气候变暖对植物生命周期产生了即时且深远的影响。本章关注植物的物候学（Phenology）变化，如提前开花、提前萌芽和延长生长期。分析了大气$ ext{CO}_2$浓度升高（$ ext{CO}_2$施肥效应）对植物光合作用速率、水分利用效率（WUE）和叶面积指数的影响，并探讨了这种影响在不同植被类型（如北方森林与热带雨林）中的差异性。 2.2 动物种群分布与迁徙模式的重塑 随着温度带和栖息地的变化，动物的地理分布范围正在向高纬度和高海拔地区迁移。本节将利用遥感数据和野外调查结果，探讨关键物种（如昆虫、两栖动物和海洋哺乳动物）为适应气候变化而改变的迁徙时间、繁殖周期和活动区域。重点讨论“物候失配”（Phenological Mismatch）现象，即捕食者与猎物、授粉者与开花期时间错位对生态系统食物网稳定性的威胁。 2.3 森林生态系统的压力与反馈 森林是重要的碳汇。本章分析了气候变化加剧的干旱、热浪和极端天气事件如何增加森林的脆弱性。详细论述了气候驱动的病虫害爆发（如松甲虫灾害）和森林火灾频率与强度的增加，以及这些事件如何将森林从碳汇转变为碳源，形成正反馈机制。 第三章：水圈与冰冻圈的敏感性反馈 3.1 全球冰雪覆盖的消融与海平面上升 冰冻圈对温度变化极为敏感。本章聚焦于格陵兰冰盖、南极冰盖和山地冰川的物质平衡变化。通过卫星重力测量（GRACE任务）数据，我们量化了冰川融化对全球海平面上升的贡献率，并探讨了冰盖动力学（如冰架崩塌与加速流动）对未来海平面预测模型的影响。 3.2 海洋热吸收、酸化与环流变化 海洋吸收了气候系统中绝大部分多余热量，本章分析了海洋上层和深层热含量的变化（Ocean Heat Content, OHC）。同时，海洋吸收大气$ ext{CO}_2$导致的海水pH值下降（海洋酸化）对钙化生物（如珊瑚、浮游生物）的影响机制被深入探讨。此外，对大西洋经向翻转环流（AMOC）减弱的观测证据及其对区域气候，特别是北大西洋和欧洲气候的影响进行评估。 3.3 陆地水循环的极端化 气候变化正在加剧水循环的“湿者更湿，干者更干”的趋势。本节分析了蒸散发速率的增加如何导致中纬度地区干旱加剧，并量化了更温暖大气能够容纳更多水汽（Clausius-Clapeyron关系）如何驱动极端降水事件和洪涝灾害的频率上升。 第四章：生态系统服务的脆弱性与社会经济影响 4.1 农业生产力与粮食安全 本章评估了温度升高、降水模式改变和极端天气事件对全球主要粮食作物（水稻、小麦、玉米）产量的区域性影响。讨论了气候变化对土壤水分、病虫害压力以及灌溉水资源可持续性的挑战，并分析了不同地区的适应策略（如作物轮作、耐热品种开发）。 4.2 生物多样性损失与生态系统服务退化 气候变化已成为驱动全球生物多样性丧失的主要因素之一。本章侧重于栖息地破碎化与气候变化叠加效应导致的灭绝风险评估。具体分析了珊瑚礁白化、高山物种的“逃逸无路”现象，以及湿地生态系统因海平面上升和盐水入侵而丧失的生态系统服务功能（如碳储存、水质净化）。 4.3 气候变化对人类健康与移民的影响 本章探讨了极端高温导致的直接健康风险（如热射病）和间接风险（如媒介传播疾病的地理范围扩大，如疟疾、登革热）。同时，分析了因海平面上升、土地退化和水资源短缺而导致的“气候难民”或环境移民现象，及其对接收地区社会稳定和资源分配构成的挑战。 第五章：适应、减缓与生态系统导向的解决方案 5.1 气候适应策略的生态学基础 成功的适应措施必须建立在对生态系统反馈机制的深刻理解之上。本章分类讨论了基于生态系统的适应（Ecosystem-based Adaptation, EbA）策略，例如恢复沿海红树林以抵御风暴潮，或通过可持续森林管理来增强森林的抗旱能力。同时，评估了这些基于自然的解决方案（NbS）在提供气候效益的同时，也能带来社会经济效益的可能性。 5.2 碳清除技术与生物地球化学循环的干预 本章回顾了人为移除大气中$ ext{CO}_2$的技术路径，包括生物能源与碳捕获和储存（BECCS）、直接空气捕获（DAC）以及海洋施肥（Ocean Fertilization）等。重点分析了这些技术在操作上和生态系统层面的潜在风险和伦理考量，特别是对海洋生态系统和陆地土壤碳库的长期影响。 5.3 综合管理与政策整合 本章强调了气候变化问题的跨学科性质，呼吁将气候科学、生态学、社会学和经济学研究成果整合到国家和地方层面的气候政策制定中。探讨了如何通过更精细化的区域气候模型，为制定具有韧性的土地利用规划和水资源管理方案提供科学支撑。

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我最近刚读完一本关于现代钢铁材料的著作，虽然书名直指“工程应用”，但书中对于材料本身的深入剖析，着实让我大开眼界。作者在讲述不同类型钢铁的微观结构时，那种细致入微的描述，简直像是把我带进了实验室，亲眼见证了碳原子如何在晶格中排列，又是如何影响钢的硬度和韧性。特别是关于相变的那部分，从奥氏体到马氏体，再到珠光体和贝氏体，每一个转变过程的动力学和热力学原理都被讲解得清晰透彻。书中不仅列举了常见的合金元素，如铬、镍、钼等，还详细阐述了它们各自对钢性能产生的复杂影响，以及如何通过精确的成分设计来达到特定的性能要求。举个例子，书中对不锈钢的防腐蚀机制的讲解，就涉及到了钝化膜的形成和稳定性，这其中的化学原理与材料科学的结合，让我对日常生活中习以为常的不锈钢制品有了全新的认识。另外，书中还介绍了一些新兴的钢铁材料，例如高熵合金在钢铁领域的应用前景，以及在极端环境下（如高温、高压、腐蚀性介质）应用的特种钢材。这些内容的深度和广度，远远超出了我对一本“工程应用”书籍的预期，它让我理解了“为什么”这些材料能用，而不仅仅是“怎么”用。

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读完这本书，我最大的感受是它在理论深度和实践联系上做得相当出色。虽然书名强调“工程应用”，但它并没有止步于表面，而是花了相当大的篇幅去解释支撑这些应用的科学原理。例如，在讨论高强度钢在汽车轻量化方面的应用时，书中不仅介绍了不同牌号的高强度钢的屈服强度和抗拉强度，还深入探讨了这些性能是如何通过热处理工艺，如淬火、回火，以及微观结构的调控来实现的。书中对于应力腐蚀裂纹、疲劳裂纹萌生与扩展的机理分析，更是细致入微，结合了大量的实验数据和图表，让人能够直观地理解材料在实际服役环境中可能遇到的失效模式。我尤其欣赏书中关于焊接工艺对钢材性能影响的章节，它详细阐述了焊接热影响区（HAZ）的组织变化和性能退化，并提供了相应的解决对策，这对于实际工程设计和施工具有极强的指导意义。书中还列举了大量具体的工程案例，从桥梁、建筑到航空航天、海洋工程，都展示了现代钢铁材料如何解决实际工程难题。这些案例的分析，不仅展示了材料的优越性，更体现了工程师在材料选择和应用过程中的智慧与经验。

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这本书的知识体系构建得非常清晰，即使是对于非材料专业背景的读者，也能循序渐进地理解其中的奥秘。我个人对海洋工程领域比较感兴趣，书中关于海洋工程用钢的内容，简直就是一本宝典。它详细介绍了在海洋环境下，钢材面临的严峻挑战，如海水腐蚀、浪涌冲击、低温以及高压等，并针对这些挑战，介绍了不同类型的特种钢材，如高强度海底管线钢、耐蚀钢等。书中对于这些钢材的化学成分、热处理工艺以及微观组织结构的优化，做了非常细致的阐述，解释了为何它们能够承受如此严苛的环境。我尤其欣赏书中关于防腐蚀涂层与钢材基体之间相互作用的分析，这不仅涉及到涂层的选择，更深入到涂层与钢材界面的化学键合和电化学腐蚀机理。此外，书中还介绍了一些新型海洋工程材料的研发进展，如能够抵抗冰载的超低温钢，以及具有自修复功能的涂层技术。这让我深刻体会到，现代钢铁材料的工程应用，是材料科学、化学、物理学等多学科交叉融合的成果。

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我一直对建筑结构中所使用的钢材很感兴趣，这本书在这方面的内容确实给了我很多启发。书中对于不同类型的结构钢，例如高强度低合金钢（HSLA）在大型桥梁和高层建筑中的应用，做了非常详尽的介绍。作者没有仅仅停留于介绍其强度等级，而是深入探讨了HSLA钢的细晶强化、沉淀强化等多种强化机制，以及这些机制如何影响钢材的屈服强度、延性以及焊接性能。我特别关注书中关于钢材疲劳寿命预测的部分，它结合了材料的微观结构特征和外部载荷的统计分布，提供了一种科学的方法来评估结构在长期服役过程中的安全性。另外，书中对耐候钢在暴露环境中的性能表现，也做了深入的分析，解释了其表面形成的稳定锈层如何有效地阻止进一步腐蚀。这对于理解为什么一些建筑在时间的长河中依然保持完好，提供了科学的依据。书中还涉及到了一些最新的研究方向，比如钢材的智能化设计，能够根据环境变化自动调整性能，这让我对未来的建筑材料充满了期待。

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这本书的视角非常独特，它将宏观的工程应用与微观的材料行为紧密结合，形成了一种“由内而外”的讲解方式，让我受益匪浅。我一直以为，一本关于工程应用的图书，更多的是介绍各种材料的参数和使用方法，但这本书却从材料本身的“基因”出发，去解释它为何适用于特定的工程场景。书中对各种新型钢材的介绍，比如形状记忆合金在智能结构中的应用，或者耐磨钢在矿山机械中的重要性，都配以详实的材料科学解释。它不仅仅是简单地罗列材料名称，而是深入剖析了材料的成分、微观组织、加工工艺如何共同决定了其在极端条件下的表现。我记得有一章专门讲到纳米晶钢，作者花了很大篇幅解释纳米晶体的尺寸效应和晶界强化机制，这让我对材料性能的提升有了更深层次的理解。书中对于材料失效分析的案例，也让我印象深刻，通过对失效材料的微观组织和断口的分析，来追溯失效原因，这是一种非常严谨的科学研究方法，也为我今后的学习和工作提供了重要的启示。

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