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出版者:北京大学出版社

作者:余学进

出品人:

页数:165

译者:

出版时间:2006-1

价格:18.00元

装帧:简裝本

isbn号码:9787301104644

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《材料科学基础：结构与性能的探索》 本书将带领读者踏上一段深入材料世界奥秘的旅程，揭示构成我们周围一切事物的微观基础。我们不再关注宏观的运动规律，而是将视角转向构成物质的最基本单元——原子、分子及其复杂的排列组合。 第一部分：材料的微观世界 本部分旨在建立对材料微观结构的全面认知。我们将从最基础的原子模型讲起，介绍电子、质子、中子等基本粒子如何构成原子，以及元素周期表背后隐藏的电子排布规律与化学性质的联系。随后，我们将深入探讨原子之间的相互作用力，如离子键、共价键、金属键和范德华力，理解这些力如何决定了物质的宏观形态和性质。 晶体学将是本部分的重点。我们将详细介绍晶体结构的概念，包括点阵、基元、晶胞等基本术语，并通过二维和三维的晶格模型，形象地展示不同晶体结构（如面心立方、体心立方、六方密堆积等）的形成。我们将学习如何使用布拉维格子和空间群来描述和分类各种晶体结构。晶体缺陷，如空位、间隙原子、置换原子、位错和晶界，将作为独立的章节进行深入分析，因为正是这些“不完美”的结构，对材料的力学性能、电学性能和扩散行为起着至关重要的作用。非晶态材料，如玻璃和聚合物，其无序的结构特征及其与晶态材料的对比，也将得到充分的讨论。 第二部分：材料的性能与表征 在理解了材料的微观结构后，本部分将聚焦于这些结构如何转化为我们可观察到的宏观性能。我们将系统地阐述各种关键材料性能的物理根源。 力学性能将是本书的另一大核心。我们不会讨论整体物体的受力分析，而是深入研究材料内部抵抗变形和断裂的机制。我们将详细介绍应力、应变的概念，以及材料在不同加载条件下的响应。弹性变形的本质——原子键的拉伸与弯曲，以及塑性变形的微观机制——位错的运动，将得到详尽的阐释。断裂力学将是本部分的重要组成部分，我们将学习裂纹的产生与扩展，以及韧性、脆性等断裂行为背后的原因。硬度、疲劳、蠕变等重要的力学性能，以及影响这些性能的微观结构因素，也将一一进行探讨。 热学性能方面，我们将关注材料如何吸收、储存和传递热量。比热容、热导率、热膨胀系数等概念的物理意义将得到解释，并与材料的晶体结构、原子振动（声子）以及电子结构联系起来。相变，如熔化、凝固、固态相变等，以及它们对材料性能的影响，也将是讨论的内容。 电学性能将从电子的运动角度切入。我们将区分导体、绝缘体和半导体的电学特性，并解释其微观机理，如能带理论。金属的导电性、陶瓷的绝缘性以及半导体的特性，都将与它们的原子结构、电子结构和缺陷密切相关。磁性材料的分类和磁畴的形成机制，以及超导现象的微观解释，也将触及。 光学性能将探讨材料与光相互作用的原理。光的吸收、透射、反射、折射以及散射等现象，将与材料的电子结构、能带结构以及微观形貌联系起来。透明材料、半透明材料和不透明材料的差异，以及光学现象在材料应用中的重要性，将贯穿始终。 化学性能部分，我们将关注材料的反应性，包括氧化、腐蚀、化学键的断裂与形成等。表面化学和界面现象，如吸附、催化等，也将被引入，揭示材料在特定环境下的行为。 材料的表征技术是理解和研究材料性能的关键。本部分将介绍多种先进的表征手段，如X射线衍射（XRD）用于结构分析，扫描电子显微镜（SEM）和透射电子显微镜（TEM）用于形貌和微观结构观察，原子力显微镜（AFM）用于表面形貌和力学性质测量，以及能谱分析（EDS）和X射线光电子能谱（XPS）等用于元素成分和化学态分析。这些技术如何提供关于材料结构和性能的信息，以及它们在材料科学研究中的应用，将得到详细介绍。 第三部分：材料的类别与应用 本部分将整合前两部分的内容，系统介绍几大类常见材料的特性及其在各个领域的广泛应用。 金属材料，包括纯金属和合金，我们将分析它们的晶体结构、强化机制（固溶强化、沉淀强化、晶界强化、形变强化）以及热处理对性能的影响。钢、铝合金、铜合金等经典材料的组织与性能关系将进行深入剖析。 陶瓷材料，作为一类无机非金属材料，我们将探讨它们的离子键和共价键特性，以及高硬度、耐高温、耐腐蚀但脆性较大的特点。氧化物陶瓷、碳化物陶瓷、氮化物陶瓷等及其应用，如结构陶瓷、功能陶瓷，都将得到介绍。 聚合物材料，以长链大分子为基本单元，我们将研究它们的链结构、聚集态结构（结晶性聚合物、非晶态聚合物）以及由此带来的弹性和韧性。热塑性塑料、热固性塑料、弹性体等不同类型聚合物的性能特点和应用领域，如包装、纺织、电子产品等，将予以阐述。 复合材料，将作为一种先进的材料体系进行介绍，如纤维增强聚合物、颗粒增强金属等。我们将理解不同组分材料的协同效应如何实现单一材料无法比拟的优异性能。 功能材料将作为本部分的亮点，我们将重点介绍具有特定电、磁、光、热、化学等功能的新型材料，如半导体材料、压电材料、磁性材料、形状记忆合金、生物医用材料等，并探讨它们在新能源、信息技术、航空航天、医疗健康等前沿领域的革命性应用。 通过本书的学习，读者将能够从原子、分子层面理解材料的本质，掌握连接微观结构与宏观性能的桥梁，并能够初步分析和选择适合不同应用场景的材料。本书旨在培养读者对材料科学的系统性认知和批判性思维，为进一步深入研究或实际应用奠定坚实的基础。

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《高级电路分析与设计》这本书，可以说是将电子学领域的知识提升到了一个全新的深度。它并没有停留在传统的基尔霍夫定律和基本元器件的简单分析上，而是将重点放在了系统层级的剖析上。作者在处理复杂有源网络时，大量引入了矩阵分析方法，使得原本看起来杂乱无章的大型电路图，可以通过规范化的数学工具得到高效的求解，这对于处理现代集成电路设计中的海量节点而言，是不可或缺的能力。我个人对其中关于二端口网络参数的论述印象深刻，如何利用S参数来分析高频信号的传输特性，而不是仅仅依赖于Z或Y参数，这清晰地指明了本书的先进性。此外，设计实例部分也非常实用，它不是简单地给出电路图，而是详细记录了从规格书确定到元件选型，再到仿真验证的完整过程，充分展现了工程实践中的权衡与取舍。阅读此书，让我深刻认识到，优秀的电路分析能力，是连接理论模型与实际产品之间的关键桥梁。

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要说《计算方法与算法实现》这本书，简直是为有志于投身数值模拟领域的学习者准备的“武功秘籍”。它不仅详细介绍了插值、数值积分、常微分方程初值问题的各种经典方法，如牛顿插值、辛普森积分、龙格-库塔法等，更难能可贵的是，它将理论推导与实际的编程实现紧密结合了起来。书中每一章的末尾，都提供了详尽的伪代码，甚至很多章节直接给出了C++或Python的实现参考，这让学习者可以立即动手验证算法的收敛性和稳定性。我特别欣赏作者在讨论误差分析时的严谨态度，他清晰地区分了截断误差和舍入误差，并讲解了如何通过选择合适的算法和步长来控制总误差，避免了将数值计算简单化为“能出结果”的误区。对于迭代法，例如牛顿迭代法求解非线性方程组，书中不仅给出了收敛条件的讨论，还探讨了如何选择一个好的初始猜测值，这在实际工程中往往是决定成败的关键。这本书真正做到了“授人以渔”，教会了我如何用计算的语言去驾驭和解决复杂的工程难题。

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我最近沉迷于一本名为《自动控制原理精讲》的书籍中，这本书彻底颠覆了我对控制系统概念的理解。它不像有些教材那样将拉普拉斯变换和传递函数堆砌在最前面，而是先用一个生动的例子——比如恒温器的反馈机制——来引入“控制”的直觉概念。接着，作者非常细腻地解释了系统建模的必要性和复杂性，特别是对于非线性系统的线性化处理，讲解得极为透彻，完全避免了生硬的公式堆砌。最精彩的部分在于对根轨迹和频率响应分析的阐述。作者运用几何直觉和物理意义来解读代数表达式，例如，如何通过观察极点和零点的位置来预测系统的瞬态响应特性，这种直观性极大地降低了学习的门槛。读到根轨迹章节时，我仿佛在玩一个“游戏”，不断调整开环零、极点的位置，观察闭环系统稳定性的变化。这种互动式的学习体验，使得我不再是单纯地记忆结论，而是真正理解了为什么系统会表现出超调、振荡或不稳定，是本将理论深度与教学艺术完美结合的上乘之作。

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《材料科学与工程导论》这本书，简直是为材料学领域的探路者准备的一份详尽地图。它没有一开始就将读者带入晦涩的晶体结构和相图的海洋，而是采取了一种更具人文关怀的叙事方式。开篇对材料分类及其在人类文明发展中的作用的宏观描述，瞬间激发了我的学习兴趣。随后，作者将微观世界的原子排列、缺陷理论与宏观的力学性能、热学性能之间建立了清晰的逻辑桥梁。我特别欣赏它对“结构-性能-加工-应用”这四大核心要素的反复强调和相互印证。比如，在讲解金属的塑性变形时，它不仅仅停留在位错滑移的几何描述上，还深入探讨了加工硬化对材料强度的影响，并结合实例说明了如何通过热处理来优化这些性能。书中的插图和显微照片质量极高，每一个微观形貌的展示都服务于对宏观现象的解释。读完这本书，我对“材料是什么”、“材料能做什么”以及“如何让材料做得更好”这三个基本问题都有了系统的认识框架，这对于后续深入学习任何单一材料领域都是一个坚实的基础。

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这本《流体力学原理》真是一本让人爱不释手的经典之作。作者以极其严谨的态度，系统地阐述了流体的基本概念、运动方程以及各种流动模型的建立过程。尤其值得称赞的是，书中对粘性流和无粘性流的深入剖析，结合大量的实例，使得那些抽象的数学公式不再是高不可攀的理论，而是能够指导工程实践的有力工具。我印象最深的是关于边界层理论的章节，作者不仅清晰地推导了普朗特边界层方程，还配以图示说明了流动分离现象的物理机制，这种深入浅出的讲解方式，对于初学者来说简直是福音。此外，书中的习题设计也非常巧妙，从基础概念的巩固到复杂工程问题的分析，循序渐进，逼迫读者必须动手去思考和计算，而不是仅仅停留在“看懂了”的层面。毫不夸张地说，这本书是为那些真正想掌握流体力学精髓的人量身定做的，它提供的不仅仅是知识，更是一种科学的思维方式。我常常在翻阅时，会因为某个巧妙的推导或一个精妙的比喻而豁然开朗，感觉自己的工程直觉得到了极大的提升。

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