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出版者:化学工业

作者:马玉珍

出品人:

页数:0

译者:

出版时间:2006-1-24

价格:4.10元

装帧:

isbn号码:9787502511289

丛书系列:

图书标签:

• 塑料
• 性能
• 测试
• 材料科学
• 聚合物
• 机械性能
• 热性能
• 光学性能
• 老化试验
• 标准
• 质量控制

《材料的内在灵魂：从原子到宏观的演化》 本书旨在深入剖析物质世界最基础的构成单元——原子、分子及其宏观聚集体之间的复杂关系。我们并非聚焦于某一种具体材料的机械性能或物理特性，而是将目光投向材料形成、演变、以及最终呈现出我们所观察到的宏观景象的深层机制。 第一部分：微观视界下的物质基石 本部分将带领读者潜入微观世界，探索构成万物的原子和分子的基本原理。我们将从原子结构与电子排布入手，讲解不同元素的性质如何由其电子构型决定。进而，深入探讨原子之间的化学键合，包括离子键、共价键和金属键，以及范德华力等分子间作用力。理解这些微观层面的相互作用，是理解材料宏观性能的基石。我们将详细解析键的强度、键角、键长如何影响物质的稳定性和反应活性，以及如何通过控制化学合成路径来设计具有特定微观结构的分子。 第二部分：从分子网络到物质形态 材料的宏观形态并非凭空而来，而是其微观分子有序或无序排列的结果。本部分将聚焦于材料的微观结构，如晶体结构、非晶结构、高分子链构象等。我们将深入探讨不同原子排列方式对材料密度、硬度、光学透明度等性质的影响。例如，晶体的完美程度、晶界的存在与否，以及非晶材料的玻璃化转变温度，都将是分析的重点。对于高分子材料，我们将解析其链的缠结、结晶度、分子量分布如何决定其柔韧性、拉伸强度和耐溶剂性。此外，我们还会探讨相变现象，包括固态相变、液液相变等，以及这些相变如何影响材料的微观组织和宏观性能。 第三部分：能量驱动下的材料演变 物质世界的变化总是伴随着能量的流动。本部分将从热力学和动力学的角度，解释材料在不同能量输入下（如温度、压力、电场、磁场等）的演变过程。我们将解析相图的构建原理，以及材料如何根据能量变化在不同相之间转变。例如，金属的退火过程、陶瓷的烧结过程、以及聚合物的固化过程，都离不开能量的调控。我们将深入探讨扩散机制，分析原子和分子如何在材料内部迁移，以及这些迁移过程如何影响材料的宏观性能，例如材料的蠕变、应力松弛以及表面改性。此外，我们将触及材料的相图与微观结构的关系，理解如何通过热处理来获得期望的微观组织。 第四部分：缺陷与界面的作用 任何材料都并非完美无瑕。原子层面的空位、间隙原子、位错等晶体缺陷，以及材料内部的晶界、相界等界面，往往是决定材料宏观性能的关键因素。本部分将详细分析这些“不完美”如何成为材料性能的“引擎”。例如，位错在金属塑性变形中的作用，杂质原子对半导体导电性的影响，以及晶界在材料强度和脆性中的角色。我们将探讨如何通过控制晶体生长过程和热处理来优化缺陷和界面的结构与数量，从而实现对材料性能的精确调控。 第五部分：多尺度模拟与理论预测 在理解了材料从微观到宏观的演变规律之后，本部分将介绍如何利用现代计算科学和模拟技术来预测和设计新材料。我们将概述从第一性原理计算（如密度泛函理论）、分子动力学模拟，到介观尺度的相场模拟、有限元分析等不同尺度的模拟方法。这些方法能够帮助我们理解原子层面的相互作用如何传递到宏观行为，从而加速新材料的研发进程。我们将展示如何利用这些工具来研究材料在各种极端条件下的行为，以及如何设计具有特定功能的新型材料。 结语 《材料的内在灵魂：从原子到宏观的演化》并非一本提供具体操作指南的工具书，而是一部旨在揭示物质世界深层奥秘的探索之旅。我们相信，通过理解材料的形成、演变和内在联系，读者将能够以全新的视角审视我们身边的物质世界，并为未来新材料的设计与应用提供深刻的理论启示。本书的读者对象为对材料科学、物理化学、微观结构与宏观性能关系感兴趣的科研人员、工程师以及高等院校学生。

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这本书的价值在于其对标准制定和方法论的深度剖析，读起来仿佛置身于一个充满辩论和共识形成的学术会议现场。它不仅告诉你“应该怎么测”，更重要的是，它引导你去思考“为什么采用这种测试方法，而不是另一种”。例如，关于热变形温度（HDT）和维卡软化点（VST）的讨论，作者细致地对比了它们在测量不同热响应材料时的适用性，以及样品制备对结果的敏感性。更进一步，书中探讨了如何将实验室的小规模测试数据外推到实际的大规模应用场景中去，其中涉及到比例定律和材料模型化的复杂数学工具。这本书更像是一部关于“测试哲学”的著作，它教会读者如何批判性地看待每一个测试结果，而不是盲目地相信报告上的数字。对于希望成为行业专家的读者来说，这本书提供的思维框架是无价的。

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老实说，这本书的文风略显古板，但内容绝对是干货满满。它有一部分内容是关于老化和降解测试的，这部分内容对我非常有价值。书中详细列举了各种加速老化方法，比如紫外线照射、热氧化循环，以及如何通过凝胶渗透色谱（GPC）等辅助手段来量化聚合物链的断裂程度。最让我印象深刻的是关于疲劳测试的部分，作者没有停留在简单的循环次数上，而是探讨了裂纹萌生和扩展的动力学模型，并引入了损伤容限的概念。阅读这些内容时，我感觉自己正在被一步步引导，去理解材料在长期使用中“衰老”的内在机制，这对于延长产品寿命、预测故障时间有着直接的指导意义。它要求读者具备一定的化学和物理背景，否则可能理解起来会比较吃力，但一旦跨过那道坎，收获是巨大的。

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这本关于材料科学的书，读起来就像是走进了一个充满精细仪器的实验室。作者对各种测试方法，尤其是针对聚合物材料的机械性能和热学行为的描述，简直是教科书级别的详尽。我记得里面花了大量篇幅讲解了拉伸测试、弯曲测试和冲击测试的原理、标准步骤以及数据分析的难点。特别是对于应力-应变曲线的解读，书中不仅给出了标准图例，还深入分析了不同分子结构如何影响曲线的形状，比如结晶度和取向度对韧性的影响。光是理解那些复杂的图表和公式，我就花了不少时间，但收获是实实在在的，它让我对材料的“脾气”有了更深的认识。如果有人想从理论上打下坚实的基础，这本书的深度和广度是毋庸置疑的，它绝不是那种浅尝辄止的入门读物，而是能让你真正掌握测试技术的工具书。

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我拿到这本书的时候，本来期待能看到更多关于实际操作中常见问题的解决方案和案例分析，但这本书的侧重点明显更偏向于“为什么”而不是“怎么做”。比如，它详细讨论了不同测试环境（温度、湿度）对测试结果的系统性误差来源，以及如何通过校准因子来修正这些偏差。其中一个章节专门探讨了不同国家标准（ASTM、ISO）之间的细微差异，以及在国际贸易中如何选择合适的标准来确保产品符合要求。我尤其欣赏作者在讨论设备精度时所展现出的那种严谨态度，他没有简单地说“使用高精度设备”，而是深入剖析了传感器的时间常数、刚度对测试结果的影响，这对于需要进行长期、精确监控的项目来说，简直是福音。这本书更像是一位资深工程师在娓娓道来他的经验之谈，充满了对细节的苛求和对科学准确性的执着。

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这本书的结构组织得非常清晰，逻辑性极强，像是一本精心编排的工具手册。它把测试方法分门别类，从基础的物理性能到复杂的流变学特性，层次分明。让我眼前一亮的是它对无损检测方法的介绍，比如超声波检测和热成像技术在评估内部缺陷方面的应用。作者没有把这些技术当作独立的知识点来介绍，而是将它们嵌入到整个质量控制体系中进行阐述，强调了它们与破坏性测试之间的互补关系。例如，它解释了为什么在关键结构件上必须进行超声波扫描，以确保内部没有微小的空隙或未完全固化的区域。对于从事产品开发和质量保证的朋友来说，这本书提供了一个完整的、多维度的视角来看待材料的性能评价体系，避免了“只见树木不见森林”的片面理解。

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