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出版者:化学工业

作者:布赖恩 M.麦克纳

出品人:

页数:300

译者:

出版时间:2007-1

价格:49.00元

装帧:

isbn号码:9787502593124

丛书系列:

图书标签:

• 饮食/营养学
• 食品
• 质构
• 食品科学
• 质构学
• 食品物理
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• 食品特性

《现代材料科学基础》 内容简介 本书旨在为读者提供一个全面、深入的现代材料科学基础知识体系，涵盖了从原子结构到宏观性能的各个层面。它不仅仅是一本教科书，更是一部连接基础科学与工程应用的桥梁，适合材料学、化学工程、物理学以及相关领域的本科生、研究生以及一线科研与工程技术人员参考。 第一部分：材料的微观结构与键合 本部分首先回顾了固体材料的基本构成，重点阐述了晶体结构和非晶体结构。详细讲解了晶体学的基本概念，包括晶胞、布拉维点阵、晶面指数（密勒指数）及其在描述材料表面和缺陷中的应用。通过对简单立方、体心立方和面心立方等常见晶格的分析，使读者理解原子排列如何决定材料的初步宏观特性。 随后，深入探讨了原子间的作用力——化学键。涵盖了离子键、共价键、金属键以及范德华力和氢键。书中不仅描述了这些键的形成机理和能量特征，还结合量子力学原理，解释了这些键的强度和方向性如何直接影响材料的熔点、硬度、导电性和延展性等关键性能。特别辟章节讨论了晶格缺陷，如点缺陷（空位、间隙原子、取代原子）、线缺陷（位错）和面缺陷（晶界、孪晶界）。通过引入位错理论，解释了金属塑性变形的本质机制，这是理解材料加工和失效过程的基础。 第二部分：热力学、动力学与相变 本部分聚焦于材料科学中的两大驱动力：热力学稳定性和动力学演化。 热力学基础： 详细阐述了吉布斯自由能的概念，并将其应用于分析平衡相图。重点讲解了一元、二元相图的绘制和解读，如固溶体、共晶、共熔、包析和莱斯（Lever）法则的应用。通过对平衡相图的深入分析，读者可以预测在给定温度和成分下材料将形成的稳定结构，这是合金设计和热处理工艺制定的理论基石。 动力学与扩散： 阐述了原子在固态下的迁移机制，核心内容是固态扩散理论。系统介绍了菲克第一定律和第二定律，并讨论了扩散系数对温度的依赖关系（阿伦尼乌斯方程）。书中结合实际案例，如渗碳过程和烧结过程，说明了扩散在材料制造和性能演变中的关键作用。 相变动力学： 讨论了相变过程的形核与长大理论。介绍了经典形核理论，区分了均相形核和非均相形核。对于非平衡相变，系统分析了冷却速率对微观结构的影响，尤其是对于钢的热处理过程（如贝氏体转变和马氏体转变），提供了精细的动力学模型和实验验证。 第三部分：工程金属材料 本部分将理论知识应用于最广泛使用的材料类别——金属。 纯金属与合金基础： 从单相固溶体（置换型和间隙型）的微观结构和性能展开，引出合金化设计的必要性。 钢铁材料： 详尽分析了铁-碳二元相图，这是理解所有结构钢和铸铁性能的钥匙。细致讲解了奥氏体、铁素体、渗碳体和珠光体的组织特征。深入探讨了各种热处理工艺，包括退火、正火、淬火、回火，并解释了这些工艺如何通过控制微观结构来调控强度、硬度和韧性。此外，还介绍了不锈钢和工具钢的关键性能和设计原理。 有色金属合金： 重点关注铝合金、铜合金和钛合金。对于铝合金，着重讲解了析出强化机制，如GP区和$ heta'$相的形成及其对高强度带来的影响。对于钛合金，探讨了其在高温和生物相容性方面的独特优势，以及$alpha$相和$eta$相的控制策略。 第四部分：陶瓷、聚合物与复合材料 陶瓷材料： 介绍了结构陶瓷（如氧化铝、碳化硅）和功能陶瓷（如压电陶瓷）的特性。讨论了离子键和共价键在陶瓷高硬度、高熔点和电绝缘性中的作用，同时也分析了陶瓷易脆性的微观原因，并介绍了提高增韧性的方法（如晶界强化）。 聚合物材料： 从单体到大分子链的结构展开，讨论了线型、交联型和热塑性、热固性聚合物的差异。详细解释了聚合物的粘弹性行为，强调了时间-温度等效原理在预测聚合物长期行为中的应用。内容涵盖了结晶度对聚合物力学性能的影响。 复合材料： 这一章是材料科学的前沿应用。系统介绍了纤维增强复合材料（如碳纤维增强环氧树脂）和颗粒增强复合材料的制备技术和性能优势。核心在于理解增强相和基体相的性能差异如何通过界面传递，从而实现“1+1>2”的性能提升。分析了各向异性行为和界面结合的重要性。 第五部分：材料的性能与应用 本部分将结构与性能的联系提升到工程应用层面。 力学性能： 深入探讨了应力-应变关系，弹性模量、屈服强度、抗拉强度、韧性以及疲劳和蠕变。详细分析了疲劳裂纹的萌生、扩展和断裂机制，并介绍了抗疲劳设计原则。断裂力学部分引入了应力强度因子和断裂韧性（$K_{Ic}$），为结构安全评估提供了定量工具。 功能性材料： 涵盖了导电、导热、介电和磁性材料的基础知识。解释了电子在金属和半导体中的输运机制（能带理论简述）。特别阐述了半导体材料（如硅、锗）的掺杂对导电性的调控，以及磁性材料（如铁磁体、反铁磁体）的畴结构和磁化过程。 材料的表征技术： 简要介绍了现代材料分析工具，包括扫描电子显微镜（SEM）、透射电子显微镜（TEM）、X射线衍射（XRD）和热分析技术（如DSC, TGA），帮助读者理解如何通过实验手段验证和确定材料的微观结构和性能。 通过对上述五个部分内容的系统学习，读者将建立起一个扎实的现代材料科学知识框架，能够理解和分析工程材料的结构-性能-加工之间的复杂关系。

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**第四段：** 《食品质构学》这本书，给我带来的最深刻的启发，莫过于它对“科学与艺术”边界的模糊化处理。在我的印象中，科学总是严谨、理性、甚至是枯燥的，而艺术则充满了想象力和创造力。然而，在这本书中，我看到了质构学是如何将这两者完美融合的。作者在介绍一些复杂的质构分析方法时，丝毫没有失去艺术的灵感。他用一些非常生动形象的比喻，来解释那些抽象的物理化学原理，让即便是没有专业背景的读者，也能轻松理解。我读到关于“流变性”的章节，原本以为会是枯燥的流体动力学，结果作者却将其比作“舞蹈”，描述了食品在加工和咀嚼过程中，其内部结构的动态变化。他还探讨了如何通过调整质构，来创造出令人惊叹的“新奇感”，这让我联想到了分子料理大师们是如何利用科学手段，将普通的食材变成艺术品的。这本书让我意识到，食品科学并非仅仅是关于“如何做”，更是关于“如何让人们在感官上获得最佳体验”。它打开了我对食品创新新的视角，让我看到了科学在艺术化食品过程中的巨大潜力。

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**第三段：** 阅读《食品质构学》这本书，最让我感到着迷的，是它对“感官”的细致描绘。我一直以为，食物的好坏，无非是味道和营养，但这本书彻底颠覆了我的认知。作者花费了相当大的篇幅，去解读那些我们习以为常，却从未深入思考的“触感”。我读到关于“回味”如何与质构联系起来，读到不同温度下，同一种食物会呈现出截然不同的质地，从而影响我们的整体感受。书中对一些非常具体的问题进行了探讨，比如为什么有些薯片咬起来特别“脆”，而有些却显得“软绵绵”；为什么布丁的“丝滑”感如此重要，又如何实现。作者甚至涉及到了消费者心理学，分析了我们为什么会对某些质构情有独钟，又为何会对另一些敬而远之。这些看似细枝末节的描写，却构建了一个庞大而精密的食品质构世界。我感觉作者就像一位经验丰富的品鉴师，用文字为我们描绘出了各种食材和食品在口腔中发生的细微变化，让我们仿佛身临其境，用舌尖去体验那些抽象的科学概念。这本书让我对“吃”这件事，有了更深层次的理解，也让我开始更加关注食物的“形态”和“触感”，而不仅仅是味道。

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**第二段：** 一开始拿到《食品质构学》这本书，我内心是有些忐忑的。毕竟“质构学”听起来就不是那么接地气，担心会充斥着晦涩难懂的公式和理论。然而，当我翻阅到中后部分时，这种担忧荡然无存，取而代之的是一种豁然开朗的兴奋。作者在书中并没有回避深奥的科学原理，但令人称道的是，他总能用一种极其巧妙的方式将其与实际应用相结合。比如，在探讨食品加工对质构影响的章节，我看到了大量的实验数据和图表，但这些数据并非冰冷的数字，而是被赋予了生动的解读。作者通过分析不同加工方式，如挤压、膨化、冷冻等，如何改变了食品内部的微观结构，进而影响到宏观的口感，让我对食品工业的复杂性有了全新的认识。更让我惊喜的是，书中还涉及了消费者对质构的偏好研究，以及如何利用质构设计来提升产品的市场竞争力。这让我意识到，质构学并非仅仅是实验室里的理论，它与我们的日常生活息息相关，影响着我们选择和喜爱的食品。这本书就像一座桥梁，连接了基础科学与实际生活，让我看到了一个我之前从未关注过的，充满活力的食品科学领域。

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**第一段：** 这本书我拿到手里，第一感觉就是厚实，封面设计简洁大气，虽然书名直指“食品质构学”，但翻开第一页，却扑面而来一股浓厚的科学探索气息。作者的开篇之语，没有直接抛出拗口的专业术语，而是娓娓道来，将我们带入了一个关于食物触感、形态、以及咀嚼过程中种种奇妙感受的宏大叙事。我本以为会枯燥乏味的理论堆砌，没想到书中大量运用了生动的案例，从我们日常生活中熟悉的米饭、面包，到看似遥不可及的分子料理，作者都以一种令人惊叹的洞察力，揭示了它们背后隐藏的质构奥秘。我尤其对其中关于“口感”的章节印象深刻，作者不仅仅是描述了“脆”、“软”、“弹”这些简单的词汇，而是深入分析了这些感觉产生的生理机制，以及它们如何影响我们的味觉和整体的进食体验。读到这里，我才恍然大悟，原来我们每天都在经历如此复杂的科学过程，而这本书，就像一位耐心的向导，一点一点地解锁了这些秘密。它不是一本教你如何“制作”出某种口感的工具书，更像是一本带你“理解”食物本质的书，让你在品尝每一口食物时，都能多一份惊喜和思考。

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**第五段：** 坦白说，《食品质构学》这本书，起初是抱着学习一些专业知识的心态去看的，但读完之后，我发现它所带来的远不止于此。它更像是一次关于“食物与人类感知”的深度对话。作者在书中，不仅仅是在讲解质构的物理化学性质，他更是在探讨，这些性质是如何与我们的生理、心理、乃至文化紧密联系在一起的。我被书中关于“童年回忆与特定质构”的联系所打动，也为不同文化背景下，人们对同一类食品的不同质构偏好感到惊叹。作者还将质构学与食品安全、食品的长期储存等议题联系起来，让我看到了这个学科的广泛应用价值。我读到关于如何通过质构设计，来帮助老年人或有吞咽困难的人更安全、更舒适地进食，这让我深深感受到了科学的温度。这本书让我重新审视了“食物”这个概念，它不再仅仅是满足口腹之欲的物质，而是承载着记忆、情感、文化，以及人类智慧的载体。它让我对食物有了更深的敬意，也对那些默默在背后研究和创新的人们充满了感激。

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