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出版者:Addison-Wesley

作者:Miller, Charles David/ Heeren, Vern E./ Hornsby, John

出品人:

页数:952

译者:

出版时间:2007-1

价格:1102.00 元

装帧:HRD

isbn号码:9780321361486

丛书系列:

图书标签:

• 数学
• 高等数学
• 数学概念
• 数学思想
• 数学史
• 数学普及
• 代数
• 几何
• 微积分
• 离散数学

好的，这是一本名为《工程材料学基础与应用》的图书的详细简介： --- 《工程材料学基础与应用》 —— 探索微观世界与宏观性能的桥梁 本书简介 《工程材料学基础与应用》是一本全面、深入探讨现代工程领域核心——工程材料的著作。本书旨在为机械工程、土木工程、材料科学与工程、航空航天工程等相关专业的学生、研究人员以及一线工程师提供一个坚实的理论基础和丰富的实践指导。我们深知，在现代工业体系中，材料的选择、设计与应用是决定产品性能、可靠性与经济性的关键因素。因此，本书聚焦于连接微观结构、材料性能与宏观应用之间的内在联系，力求构建一个完整且逻辑清晰的知识体系。 全书内容涵盖了工程材料学的基本原理、主要材料体系的深入剖析，以及先进材料的最新发展趋势。我们摒弃了对纯粹数学理论的过度纠缠，转而强调材料的物理本质、化学成分对性能的影响机制，以及实际工程应用中的设计与失效分析。 第一部分：材料科学的基石 本书伊始，我们从材料科学的根基入手，系统阐述了理解材料行为所必需的先决知识。 第一章：材料科学导论与原子结构 本章首先界定了工程材料的范畴及其在现代工程中的战略地位。随后，我们深入探讨了物质的微观结构——从原子尺度上的电子排布、化学键的类型（离子键、共价键、金属键、范德华力）及其对材料宏观电学和热学特性的初级影响。我们详细分析了晶体结构的概念，包括晶格、晶面、晶向的表示方法（如米勒指数），以及常见的晶体结构（如体心立方、面心立方、六方最密堆积）对材料塑性和密度的决定性作用。 第二章：晶体缺陷与材料性能 材料的宏观性能与其内部的微观缺陷息息相关。本章聚焦于点缺陷（空位、间隙原子、取代原子）、线缺陷（位错）和面缺陷（晶界、孪晶界）的形成机制、运动方式及其对材料力学性能的影响。特别是位错的滑移和交滑移理论，被详尽地阐述为金属塑性变形的根本原因。我们还讨论了如何通过热处理和塑性加工来控制和利用这些缺陷，以优化材料的强度和韧性。 第三章：材料的热力学与动力学基础 材料的相变是工程设计中必须考虑的关键过程。本章引入了相图的概念，重点解析了二元合金相图（如Fe-C系），指导读者理解固溶、析出、共晶等相变过程。热力学平衡、相的化学势以及相变的驱动力被用以解释相图的构建原理。同时，我们深入探讨了材料的扩散过程，包括扩散机制（取代式与间隙式）和菲克定律的应用，这对于理解材料的热处理、表面改性乃至腐蚀过程至关重要。 第二部分：主要工程材料体系的精深解析 本书的第二部分是内容的核心，对三大类主要工程材料进行了详尽的分类、结构-性能关系分析及典型应用剖析。 第四章：金属材料 金属以其优异的强度、韧性和导电性占据了工程材料的主导地位。本章首先区分了黑色金属（钢铁）与有色金属（铝、铜、镁、钛合金）。对于钢铁材料，我们详细阐述了从铁素体、奥氏体、贝氏体、马氏体到珠光体的各种组织转变，以及碳含量、合金元素（如Cr, Ni, Mo）对钢性能的调控作用。热处理技术（退火、正火、淬火、回火）被系统化地介绍，并结合实际的机械零件，分析不同热处理状态下的力学性能曲线。对于有色金属，则侧重于其轻量化特性、抗腐蚀性以及在特定环境下的应用优势。 第五章：陶瓷材料 陶瓷材料以其优异的耐高温性、高硬度和化学稳定性而著称。本章涵盖了氧化物、非氧化物和复合陶瓷。我们讨论了陶瓷材料的离子键和共价键主导特性如何导致其本质上的脆性。重点在于陶瓷的制备工艺（如粉末冶金、烧结）如何影响其气孔率和晶粒尺寸，进而决定其断裂强度。此外，陶瓷的电学、热学特性及其在电子元件和耐火材料中的应用被详细论述。 第六章：高分子材料 高分子材料（塑料、橡胶、纤维）以其轻质、易加工和可设计性强而受到青睐。本章从分子链结构（线性、支化、交联）出发，解释了热塑性材料与热固性材料的区别。我们着重分析了粘弹性行为，这是理解高分子材料蠕变、松弛和疲劳特性的关键。此外，高分子材料的力学性能如何受温度、应变速率和环境因素（如紫外线、溶剂）影响，也是本章探讨的重点。 第三部分：材料的性能、加工与应用 本书的后半部分将理论与实践紧密结合，探讨材料的特定性能、加工制造技术及其在工程中的决策过程。 第七章：材料的力学性能测试与断裂力学 本章详细介绍了确定材料性能的关键测试方法，包括拉伸试验、压缩试验、硬度测试、冲击试验和疲劳试验。我们不仅展示了如何从实验数据中提取屈服强度、极限强度和韧性指标，还引入了工程断裂力学的基础概念。应力集中、裂纹扩展速率（$K_{IC}$）、疲劳裂纹的萌生与扩展机制，以及如何通过设计来抵抗疲劳失效，是本章的理论高地。 第八章：材料的腐蚀与防护 材料的退化是工程中不可避免的挑战。本章专注于金属的电化学腐蚀理论，阐述了电化学电池的形成、腐蚀的几种主要类型（如均匀腐蚀、点蚀、应力腐蚀开裂）。随后，本书系统地介绍了各种防护措施，包括牺牲阳极保护、外加电流保护、涂层防护（如油漆、电镀）以及缓蚀剂的应用，旨在为结构的长寿命设计提供技术支持。 第九章：工程材料的制造工艺与连接技术 材料性能的发挥高度依赖于其成型和加工过程。本章涵盖了金属的铸造、塑性加工（锻造、轧制、挤压）以及粉末冶金技术。对于陶瓷和高分子，则分别讨论了注塑成型、压制成型等特有工艺。此外，现代工程中至关重要的材料连接技术，如焊接（熔焊、压焊）、粘接和机械连接的优缺点和适用性，也被进行了深入的比较分析。 第十章：先进与功能性材料 为了跟上技术发展的步伐，本书的最后一部分介绍了面向未来的材料。这包括高性能复合材料（如碳纤维增强树脂基复合材料，CFRC）的增强机制和界面问题；智能材料（如形状记忆合金、压电材料）的工作原理及其在传感和驱动中的应用；以及纳米材料在催化、储能和结构增强方面的巨大潜力。 结语 《工程材料学基础与应用》力求做到内容新颖、阐述清晰、图表丰富。本书的结构设计允许不同背景的读者根据自身需求进行选择性学习，既可作为本科生教材深入理解学科全貌，也可作为工程师在面对复杂材料选择和失效分析时的权威参考手册。通过对材料科学的系统掌握，读者将能更有效地驾驭现代工程的挑战，设计出更安全、更高效、更可靠的工程产品。

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