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出版者:高等教育

作者:钱文伟

出品人:

页数:57

译者:

出版时间:2007-7

价格:10.50元

装帧:

isbn号码:9787040219937

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现代工程材料基础与应用 本书简介 本书旨在全面、系统地介绍现代工程领域所必需的基础材料科学原理及其在实际工程中的应用。我们着重于将深奥的材料学理论与当前工业界对高性能、可持续材料日益增长的需求相结合，为工程技术人员、科研人员以及高年级本科生提供一本兼具理论深度与实践指导意义的参考书。 第一部分：材料科学基础 本部分构建了理解工程材料行为的理论框架，涵盖了材料科学的核心概念。 第一章：材料的微观结构与性能 本章从原子层面深入探讨了固体材料的晶体结构、晶格缺陷对宏观性能的影响。详细分析了金属、陶瓷、高分子材料和复合材料的基本晶体结构（如体心立方、面心立方、六方密堆积等）及其对称性。重点阐述了点缺陷、线缺陷（位错）和面缺陷（晶界）如何影响材料的力学响应，特别是位错运动与材料塑性的关系。此外，还引入了非晶态结构的特点及其与晶体材料的对比。 第二章：材料的热力学与相变 材料的稳定性和随温度变化的特性是工程设计的基础。本章从热力学角度出发，讲解了吉布斯自由能的概念，并应用于预测材料的相平衡。详细分析了二元合金的相图（如Fe-C体系的演变），包括固溶体、共晶、共析转变等重要相变过程。深入讨论了热力学驱动力如何导致扩散现象，并量化了扩散系数与温度、微观结构的关系，这对热处理工艺的设计至关重要。 第三章：材料的动力学过程 材料的性能并非瞬时确定，而是随时间演化的。本章聚焦于材料的动力学行为。核心内容包括扩散动力学、析出动力学（如时效硬化过程的Avrami方程应用），以及材料在高温或特定应力下的蠕变（Creep）现象。我们将分析扩散路径、晶界扩散与体积扩散的差异，并提供一套计算特定时间尺度下微观结构演变的工具。 第二章：结构材料的力学行为 本部分专注于工程中最常用的结构材料，并深入剖析其在各种载荷条件下的响应机制。 第四章：金属材料的机械性能 本章系统地介绍了金属材料的应力-应变曲线、弹性模量、屈服强度和断裂韧性的测量与意义。详细讨论了金属的强化机制，包括固溶强化、晶粒细化强化（Hall-Petch关系）、加工硬化和沉淀强化。着重分析了疲劳（Fatigue）现象，包括S-N曲线的绘制、疲劳裂纹的萌生与扩展机制，并介绍了疲劳寿命的预测方法，如Paris定律的应用。此外，还涵盖了韧性-脆性转变温度（DBTT）的概念及其对低温结构设计的重要性。 第五章：陶瓷与复合材料 陶瓷因其高温稳定性、耐腐蚀性和硬度而在特定领域不可替代。本章探讨了陶瓷材料的离子键和共价键特性如何导致其固有的脆性。分析了陶瓷断裂的特点（如Griffith裂纹理论）以及增韧技术，如氧化锆增韧氧化铝（Toughened Alumina）。复合材料部分重点介绍了纤维增强材料和基体材料的选择、界面性能对整体性能的决定性作用，并讲解了各向异性材料的应力分析方法。 第六章：高分子材料的粘弹性 高分子材料（塑料、橡胶）的行为受温度和时间高度影响。本章引入了粘弹性（Viscoelasticity）的概念，区别于理想弹性和粘性流体。通过Maxwell模型和Kelvin-Voigt模型来描述聚合物的松弛和蠕变行为。重点讨论了玻璃化转变温度（Tg）对材料性能的巨大影响，以及如何通过交联或共聚来调控聚合物的力学性能和环境稳定性。 第三部分：材料的特殊性能与应用 本部分扩展到传统机械性能之外的关键性能，并结合现代技术进行讨论。 第七章：材料的电学与磁学性能 电子信息技术的发展对材料的电学和磁学提出了极高要求。本章分析了金属、半导体和绝缘体的能带结构理论，并解释了电阻率、导电率和介电常数等关键参数的物理起源。在磁学方面，详细介绍了磁畴理论、居里温度、软磁和硬磁材料的应用场景，如永磁材料的矫顽力和剩磁的优化。 第八章：材料的环境行为与失效分析 材料的可靠性是工程应用的核心。本章深入探讨了腐蚀（Corrosion）的电化学机理，包括原电池和浓差电池的形成，并介绍了防腐蚀技术，如牺牲阳极保护、阴极保护和涂层技术。此外，系统阐述了环境辅助开裂（SCC）和氢脆现象，并介绍了失效分析的常用方法，如扫描电子显微镜（SEM）观察断口形貌、能谱分析（EDS）以及X射线衍射（XRD）对残余应力的测定。 第九章：先进与功能材料概览 本章简要介绍了当前科研和工业前沿的材料类型，以拓宽读者的视野。包括智能材料（如形状记忆合金和压电材料）、纳米结构材料的尺寸效应、以及在能源领域至关重要的电池电极材料和燃料电池膜材料的基本原理。 本书特色 理论与实践的紧密结合： 每章均配有大量的工程实例分析，阐述材料科学理论如何指导实际的材料选择与工艺优化。 清晰的逻辑结构： 从微观结构到宏观性能，再到特定功能，循序渐进，便于非材料专业背景的读者理解。 聚焦现代工程挑战： 充分考虑了可持续性、轻量化和极端环境服役对材料提出的新要求。 本书是工程师和技术人员理解和驾驭现代工程材料的必备工具书。

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这本书的附录和索引部分做得非常出色，这是很多技术类书籍常常忽略的细节，但对于提高学习效率至关重要。我特别喜欢它的“术语速查表”，将制图中涉及到的关键名词及其定义集中罗列，在复习或查找特定概念时，无需翻阅整本书，只需定位到附录即可快速定位。此外，后半部分收录的“典型零件绘制流程详解”部分，提供了从零件草图到最终成品图纸的完整步骤演示，这种手把手的教学模式非常实用。它不仅展示了最终结果，更重要的是展示了绘制过程中的决策点和注意事项，比如“在哪里开始画基准线”“如何确定视图的展开顺序”等，这些细节是其他只展示成品图的书籍所不具备的。总的来说，这本书的设计充分考虑到了学习者的使用场景，从入门到深入都有相应的支持结构，使其在众多同类读物中脱颖而出，成为了一本真正能陪伴学习者长期成长的实用参考书。

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我是一名在校的大三学生，目前正在攻读机械设计专业，平时接触的理论知识比较多，但实际动手操作和图纸理解能力一直是我的弱项。拿到这本教材后，我首先被它系统性的内容结构所吸引。它没有停留在对基本几何原理的简单罗列，而是非常注重将这些原理与实际的工程应用场景紧密结合起来。比如，书中对三视图的绘制要求，不仅仅是画出正确的投影，还详细阐述了为什么某些线条需要使用特定的线型，背后所代表的制造或装配含义是什么，这种“知其所以然”的讲解方式，让我对制图的规范性有了更深层次的理解。更重要的是，它将许多我们在课堂上难以想象的复杂零件结构，通过清晰的剖面图和局部放大图进行了拆解，使得那些原本晦涩难懂的结构细节变得一目了然。对于我们这些需要经常进行课程设计和毕业设计的学生来说，这种从理论到实践的过渡桥梁搭建得非常成功，有效提升了我独立分析和绘制复杂工程图样的能力，感觉自己的工程思维正在逐步养成。

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我对这本书的语言风格持保留意见，它更偏向于一种教科书式的、去情感化的叙述方式，这对于学习技术内容来说是必要的严谨，但对于初学者来说，可能会显得有些枯燥和晦涩。书中的文字描述非常精炼，每一个句子都力求信息密度最大化，导致部分段落的阅读需要反复琢磨才能完全消化其背后的技术含义。例如，在讲解投影关系转换的数学原理时，虽然逻辑链条是完整的，但缺乏生动的比喻或者直观的辅助图形来辅助理解抽象的代数关系，使得学习过程更像是一场智力挑战而非轻松的知识获取。我个人更倾向于那种能用生活中的例子来类比复杂概念的教学方式。不过，话又说回来，工程制图本身就是一门极其严谨的语言，或许过度“人性化”的表达反而会削弱其专业性和准确性。所以，这本书更适合那些已经具备一定基础，能够适应高度抽象和逻辑化表达的学习者。

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作为一名已经工作多年的工程师，我深知在实际工作中，规范和标准的重要性远超个人习惯。这本读物给我最大的启发在于它对国家及行业标准的严格遵循。在处理标注、尺寸公差和形位公差的部分，它的描述清晰、案例丰富，完全符合最新的制图标准要求。我注意到书中对一些容易混淆的符号和标注方法，都提供了对比性的讲解，比如轴和孔的配合标注，不同等级的精度要求如何通过数字和字母组合来精确表达，这些都是我们在学校里可能学得比较零散，但在实际工作中又必须精确掌握的知识点。我用它来校核了我们部门前段时间设计的图纸中几个有争议的尺寸标注，发现确实是我们团队在理解某些最新规范时出现了偏差。这本书就像一个行走的“标准速查手册”，它不仅是学习资料，更是一本可以随时拿出来参考和自我修正的专业工具书，极大地帮助我弥补了工作经验中可能存在的知识漏洞。

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这本书的装帧设计非常扎实，封面采用了硬壳材质，触感厚重，给人一种专业可靠的感觉。内页的纸张质量也值得称赞，白度适中，既能保证清晰的印刷效果，又不会因为过于光滑而反光刺眼，长时间阅读眼睛不容易疲劳。尤其让我欣赏的是，这本书的字体选择非常讲究，宋体和黑体的搭配恰到好处，标题和正文的字号大小、行距设置都考虑到了读者的阅读习惯，使得版面布局既美观又实用。排版上，图文的对应关系处理得非常流畅，复杂的工程图纸在右侧清晰展现，相关的文字解释紧随其后，这种直观的编排方式极大地降低了理解图纸的门槛。此外，书脊的粘合处理也十分牢固，即便是频繁翻阅和查阅特定章节，也不必担心书页脱落，体现了出版方对细节的重视和对产品质量的追求。整体来看，这本书在物理形态上就传递出一种严谨治学的态度，让人在捧读之初就充满了学习的信心和期待，为接下来的知识汲取奠定了良好的物质基础。

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