具体描述
《21世纪高职高专规划教材•机电类•互换性与测量技术基础》根据高等职业教育和高等专科教育要求编写而成，从互换性生产要求出发，介绍了几何量互换性的有关标准。编写过程中采用最新国家标准，并注意到必要的新旧标准的对照介绍；理论以必需够用为度，重点强化理论在工程实践中的应用；利用教学、便于自学。
全书共分11章。包括绪论、光滑圆柱体的极限与配合、形位公差及其误差检测、表面粗糙度及检测、测量技术基础、滚动轴承的互换性等。各章酌量配制了一些公差表格，章后均有思考题和习题，以配合教学需要。
深入探索材料科学的奥秘：从微观结构到宏观性能的桥梁 本书旨在为读者提供一个全面而深入的视角，探讨材料的微观结构、宏观性能及其相互关联性。我们聚焦于材料科学领域的核心概念，涵盖了从基础的晶体学、缺陷理论，到先进的材料表征技术和性能测试方法。本书特别强调如何通过控制材料的微观结构来优化其宏观力学、电学和热学性能，为新材料的设计与开发奠定坚实的理论基础。 第一部分：晶体结构与原子排列的基石 材料的性能始于其原子尺度的排列。本部分将详细阐述晶体学的基本原理，包括晶格常数、晶体学点群和空间群的确定。我们将深入分析金属、陶瓷和高分子材料中常见的晶体结构，如面心立方（FCC）、体心立方（BCC）和六方密堆积（HCP）的特点及其对材料塑性的影响。 随后，重点转向晶体缺陷理论。我们详细讨论点缺陷（空位、间隙原子、取代原子）的形成热力学和对扩散过程的影响。位错理论是本部分的核心，阐述了边缘位错和螺型位错的几何结构、应力场分布，以及位错的运动（滑移和攀移）如何决定金属的塑性变形机制。晶界、双晶界等线缺陷和面缺陷的结构、能量以及它们在材料加工和使用过程中的关键作用也将被系统性地介绍。理解这些缺陷对于控制材料的强度和韧性至关重要。 第二部分：材料的相变与热力学行为 材料的宏观行为往往受其内部相变过程的驱动。本部分深入探讨材料的热力学基础，包括吉布斯自由能、化学势在相平衡中的应用。我们将详细解析相图的构建与解读，特别是二元合金系统（如Fe-C系）的相图，阐述固溶、析出、共晶和共熔转变的动力学和热力学驱动力。 重点内容包括扩散理论。Fick定律的数学描述及其在宏观尺度上的应用，特别是Kirkendall效应和晶界扩散的机制。此外，我们还将系统分析固态相变过程，如形核与长大理论（包括均相和非均相形核），阐述贝恩转变（Bainite Transformation）、马氏体转变（Martensitic Transformation）的无扩散特性及其对钢材硬度的决定性影响。对这些相变过程的精确控制是实现材料功能化的关键技术。 第三部分：机械性能的微观基础与调控 本部分将材料的微观结构与我们日常能感受到的机械性能直接关联起来。我们将详尽分析强度、硬度、韧性与断裂韧性的定义和测试方法。 在强度方面，我们将深入探讨Hall-Petch效应——晶粒尺寸如何影响材料的屈服强度。我们还将分析加工硬化（应变硬化）的机制，以及固溶强化、沉淀强化等多种强化机制的定量模型。 关于韧性与断裂，我们将详细讨论韧性测试方法（如冲击试验），并重点解析断裂力学的理论基础。从Griffith裂纹扩展的能量判据到Paris-Erdogan疲劳裂纹扩展定律，再到线弹性断裂力学（LEFM）中的应力强度因子（K），构建起一个完整的材料抗疲劳和抗断裂的理论框架。脆性断裂与韧性断裂的微观形貌识别将作为实际案例贯穿其中。 第四部分：功能材料的关键性能与结构关联 本部分将视野拓展至功能材料，强调结构特性如何赋予材料特定的电、磁、热功能。 在电学性能方面，我们将探讨导体、半导体和绝缘体的能带理论模型，并分析杂质掺杂如何精确调控半导体的导电性。对于陶瓷材料，我们将分析离子导电性与晶体缺陷（如晶格空位和间隙离子）浓度的关系，这是理解固体电解质行为的基础。 在热学性能方面，我们将分析晶格振动（声子）在热传导中的作用，探讨晶体结构对热导率的影响，并介绍如何设计低导热材料用于热障涂层。 关于磁学性能，我们将介绍磁畴、磁化强度和磁滞回线的物理起源，重点分析铁磁性、反铁磁性和抗磁性的微观机制，以及磁性材料在工程中的应用，例如永磁体的矫顽力和剩磁的结构依赖性。 第五部分：材料的加工、表征与先进技术 为实现理论指导下的材料设计，精确的表征技术必不可少。本部分介绍用于分析材料微观结构和化学成分的主流技术。 我们将详细解析X射线衍射（XRD）在晶体结构鉴定、晶格参数测定和残余应力分析中的应用。电子显微镜技术（SEM和TEM）作为核心手段，将展示如何获取高分辨率的形貌信息、晶格像，并结合能谱分析（EDS/EELS）进行元素成分的微区分析。扫描隧道显微镜（STM）和原子力显微镜（AFM）在原子尺度形貌和表面性质研究中的作用也将被介绍。 在材料加工方面，我们将概述塑性加工（如轧制、锻造）如何通过引入加工硬化和动态再结晶来优化材料的晶粒结构和力学性能。热处理技术（退火、淬火、回火）作为微观结构调控的有效手段，其过程控制与最终性能之间的定量关系将被深入探讨。 本书旨在成为材料科学专业学生和研究人员的实用工具书，提供从原子尺度到宏观性能的完整知识体系，强调理论与实验的结合，助力读者深入理解和创新材料技术。
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