Everyday Engineering pdf epub mobi txt 电子书下载 2026

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出版者:Mit Pr

作者:Vinck, Dominique (EDT)/ Blanco, Eric (EDT)/ Bovy, Michel (EDT)/ Laureillard, Pascal (EDT)/ Lavoisy,

出品人:

页数:247

译者:

出版时间:

价格:32

装帧:HRD

isbn号码:9780262220651

丛书系列:Inside Technology

图书标签:

工程学
科普
趣味科学
日常生活
物理
机械
设计
STEM
教育
动手实践

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具体描述

Everyday Engineering was written to help future engineers understand what they are going to be doing in their everyday working lives, so that they can do their work more effectively and with a broader social vision. It will also give sociologists deeper insights into the sociotechnical world of engineering. The book consists of ethnographic studies in which the authors, all trained in both engineering and sociology, go into the field as participant-observers. The sites and types of engineering explored include mechanical design in manufacturing industries, instrument design, software debugging, environmental management within companies, and the implementation of a system for separating household waste. The book is organized in three parts. The first part introduces the complexity of technical practices. The second part enters the social and cultural worlds of designers to grasp their practices and motivations. The third part examines the role of writing practices and graphical representation. The epilogue uses the case studies to raise a series of questions about how objects can be taken into account in sociological analyses of human organizations.

探寻微观世界的宏大叙事：一本关于材料科学与工程的深度之旅书名：《微观结构决定宏观性能：现代材料科学基础与应用前沿》内容简介：本书旨在为读者，无论是材料科学领域的初学者，还是希望拓宽知识边界的资深工程师和研究人员，提供一个全面、深入且富有洞察力的材料科学与工程世界的导览。我们聚焦于物质的微观结构如何精妙地控制着其宏观性能，并在此基础上，系统地探讨了从基础理论到尖端应用的完整链条。第一部分：材料科学的基石——结构与键合的奥秘本部分是理解一切材料行为的理论基础。我们首先从原子和电子层面入手，细致剖析了化学键（离子键、共价键、金属键、范德华力）的本质及其对材料宏观特性的决定性影响。例如，强烈的共价键如何赋予陶瓷和半导体优异的硬度和热稳定性，而自由电子气模型如何解释金属的导电性和延展性。随后，我们将深入晶体结构的世界。不同于简单的几何描述，我们探讨了晶格缺陷——点缺陷（空位、间隙原子、取代原子）、线缺陷（位错）、面缺陷（晶界、孪晶界）——在材料变形、扩散和强度中扮演的关键角色。通过引入缺陷的能垒理论和统计热力学，读者将理解为何即便是微小的结构偏差，也能彻底改变一块金属的机械强度或一块半导体的电学特性。第二部分：四大类基础材料的深度剖析本书的核心章节将目光投向人类社会赖以发展的四大类工程材料：金属、陶瓷、聚合物和复合材料。金属材料：我们不仅回顾了钢铁、铝合金、钛合金等传统金属的相图分析与热处理工艺，更侧重于高熵合金（HEA）和形状记忆合金等新型金属体系。详细阐述了如何通过控制晶界工程、引入纳米析出相等方法，实现“超高强度”与“超高韧性”的平衡，打破传统“强度-塑性之谜”。在塑性变形方面，我们将用更精细的位错动力学模型来模拟材料在极端载荷下的响应。陶瓷材料：陶瓷部分重点探讨了其固有的高熔点、耐腐蚀性与脆性之间的矛盾。我们将详细解析断裂韧性的提升策略，例如通过引入纤维增强、铪基/锆基陶瓷的相变增韧机制，以及超高温陶瓷（UHTCs）在航空航天热防护系统中的应用。对陶瓷的烧结过程、晶界扩散机制和微观孔隙率的影响进行了量化分析。聚合物材料：聚合物章节超越了简单的有机化学描述。我们引入了高分子链的构象统计力学，分析了玻璃化转变温度（Tg）、结晶度以及交联密度对粘弹性能的影响。重点介绍了工程塑料（如PEEK、PTFE）的结构-性能关系，以及导电聚合物在柔性电子器件中的新兴应用。复合材料：复合材料被视为工程设计的集成体现。我们系统性地介绍了增强体（纤维、颗粒、薄片）与基体（金属、陶瓷、聚合物）的界面化学与力学匹配问题。重点分析了层压复合材料的细观力学模型，以及纳米复合材料中，界面区域对材料性能（如阻尼、导热性）的非线性增强效应。第三部分：功能材料与前沿工程应用本部分聚焦于材料科学如何驱动现代高科技发展。电子与光学材料：详细介绍半导体异质结的能带匹配原理，从掺杂效应到量子点（QDs）的发光机制，并探讨了钙钛矿太阳能电池的稳定性和效率瓶颈。在光学方面，我们深入研究了超材料（Metamaterials）如何通过人工设计的结构来调控电磁波，实现负折射率等反直觉的光学现象。生物医用材料：探讨生物相容性、生物降解性与机械性能之间的权衡。内容涵盖骨替代材料（如生物活性陶瓷和可降解聚合物支架）的表面微纳结构对细胞粘附和组织再生的调控作用，以及智能响应材料（如pH或温度敏感水凝胶）在药物缓释系统中的设计原理。材料的制备与表征技术：理论分析必须辅以先进的实验手段。本章介绍了几种关键的表征技术，例如透射电子显微镜（TEM）的高分辨率成像如何揭示晶界处的原子排序，X射线衍射（XRD）如何精确确定晶相和残余应力，以及原子力显微镜（AFM）如何探测纳米尺度的表面形貌和力学响应。同时，我们也讨论了增材制造（3D打印）技术对材料微观结构和宏观性能的独特重塑。总结与展望：《微观结构决定宏观性能》不仅是一本教科书，更是一座连接基础科学与工程实践的桥梁。全书贯穿着“结构-性能-加工-应用”的闭环思维，旨在培养读者运用系统性方法解决复杂材料问题的能力。未来的材料创新，必将依赖于我们对原子和电子尺度上相互作用的更深层次理解。本书力求为这场持续的材料革命提供坚实的理论基石和广阔的视野。目标读者：机械工程、航空航天工程、电子工程、化学工程专业本科生及研究生，材料研发工程师，以及对跨学科研究感兴趣的科研人员。

作者简介

目录信息

Contents......Page 6
Introduction......Page 10
I Ordinary Technical Tasks and Their Complexity......Page 20
1 Socio-Technical Complexity: Redesigning a Shielding Wall......Page 22
2 The Nature and the Stakes of a Tool: The Genesis of a Design Aid Tool for Mechanical Engineering......Page 38
3 Social Complexity and the Role of the Object: Installing Household Waste Containers......Page 62
II The Social Worlds and Cultures of Design......Page 86
4 The Structural Engineer in the Design Office: A World, Its Objects, and Its Work Practices......Page 88
5 Contrasting Design Cultures: Designing Dies for Drawing Aluminum......Page 102
6 A Prototype Culture: Designing a Paint Atomizer......Page 128
III Technical Writing Practices......Page 144
7 Writing Procedures: The Role of Quality Assurance Formats......Page 146
8 The Role of Graphical Representations in Inter-Professional Cooperation......Page 168
9 Rough Drafts: Revealing and Mediating Design......Page 186
Epilogue: Approaches to the Ethnography of Technologies......Page 212
Notes......Page 236
Bibliography......Page 248
D......Page 254
O......Page 255
W......Page 256
· · · · · · (收起)