Materials Science and Engineering for the 1990s pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:National Academies Press

作者:Committee on Materials Science and Engineering

出品人:

页数:0

译者:

出版时间:1989-01-01

价格:USD 62.00

装帧:Paperback

isbn号码:9780309039284

丛书系列:

图书标签:

• 材料科学
• 材料工程
• 90年代
• 工程材料
• 金属材料
• 陶瓷材料
• 聚合物材料
• 复合材料
• 材料性能
• 材料应用

《1990年代材料科学与工程展望》 本书并非对特定教材或研究专著的复述，而是致力于描绘一个特定时代——1990年代——材料科学与工程领域的研究热点、技术前沿以及学科发展趋势。在信息爆炸与技术革新交织的九十年代，材料领域经历了深刻的变革与拓展。本书将深入剖析这一时期，汇聚来自不同子领域的智慧与洞察，共同勾勒出材料科学与工程在二十世纪末的宏伟图景。 一、 聚焦前沿：材料创新的驱动力 1990年代，材料科学与工程的发展不再仅仅是对现有材料性能的改进，而是以全新的视角，从原子、分子层面理解和设计材料。本书将着重探讨以下几个关键的创新驱动力： 微观结构的精确调控与表征： 随着扫描隧道显微镜（STM）、原子力显微镜（AFM）等尖端表征技术的成熟，研究人员得以以前所未有的精度观察和操纵物质的微观结构。本书将深入探讨这一时期在纳米材料、量子点、自组装结构等领域的研究进展，以及这些微观结构控制如何催生出性能迥异的新材料。 计算材料科学的兴起： 理论计算和模拟方法在90年代的材料研究中扮演着越来越重要的角色。密度泛函理论（DFT）、分子动力学模拟等计算工具的应用，极大地加速了新材料的发现和性能预测。本书将剖析计算模拟如何与实验研究协同作用，推动材料设计从“试错法”向“预测与设计”转变。 多功能与智能化材料的探索： 跨越单一功能的材料设计理念在90年代开始崭露头角。本书将重点关注智能材料，如形状记忆合金、压电陶瓷、光致变色材料等，以及它们在传感器、执行器、自修复系统等领域的潜在应用。同时，也将探讨复合材料、仿生材料等融合多种优异特性的新型材料体系。 环境友好与可持续发展材料： 随着全球对环境问题的日益关注，开发绿色、可再生、可降解的材料成为90年代材料科学的重要议题。本书将深入研究生物降解塑料、能源存储材料（如先进电池材料）、以及用于污染治理的吸附材料等方面的研究成果，展现材料科学在应对环境挑战中的作用。 二、 关键应用领域：材料革新赋能产业升级 1990年代，材料科学的进步不仅体现在基础研究层面，更直接推动了诸多高科技产业的飞速发展。本书将重点关注以下几个关键的应用领域： 信息技术与电子材料： 90年代是信息革命的黄金时期，半导体材料、光电子材料、磁性材料等在计算机、通信、显示技术等领域扮演着核心角色。本书将详述这一时期高性能半导体材料（如III-V族化合物半导体）的进步，以及薄膜技术、微纳加工技术在电子器件小型化、集成化中的作用。同时，也将探讨新型存储介质和信息记录材料的研发进展。 能源与动力系统材料： 应对全球能源需求的增长，开发高效、清洁的能源技术成为当务之急。本书将聚焦太阳能电池材料（如薄膜太阳能电池）、燃料电池关键材料、以及先进核能材料的研究进展。此外，在汽车、航空航天等动力系统领域，轻质高强合金、耐高温陶瓷、以及高性能聚合物复合材料的应用也将得到深入探讨。 生物医学与健康材料： 随着生命科学的蓬勃发展，材料在医疗器械、药物输送、组织工程等领域的应用日益广泛。本书将介绍生物相容性材料、医用高分子、骨科植入物材料、以及用于诊断和治疗的生物传感器等方面的研究成果，展现材料科学如何为人类健康保驾护航。 先进制造与结构材料： 90年代，高性能结构材料的开发为制造业的升级换代提供了坚实基础。本书将关注超塑性金属、非晶合金、工程陶瓷、以及碳纤维增强聚合物（CFRP）等材料在航空航天、汽车、体育用品等领域的应用，以及这些材料如何实现更轻、更强、更耐用的产品设计。 三、 学科发展与挑战：迈向新世纪的基石 1990年代，材料科学与工程学科自身也经历了重要的发展和转型。本书将梳理这一时期的学科特点，并展望其未来的发展方向： 跨学科融合的趋势： 材料科学不再是孤立的学科，而是与物理学、化学、生物学、计算机科学等领域深度融合。本书将强调这种跨学科合作的重要性，以及由此催生的新研究方向和人才培养模式。 标准化与知识产权： 随着材料技术的商业化和全球化，材料标准的制定、专利保护以及知识产权的保护在90年代变得尤为重要。本书将简要探讨相关议题，为理解材料产业的发展提供背景。 面向未来的挑战： 尽管90年代取得了辉煌成就，但材料科学与工程仍面临诸多挑战，如新材料的开发周期、成本控制、以及环境影响的评估等。本书将在总结成就的同时，也为未来的研究指明方向。 《1990年代材料科学与工程展望》旨在为读者提供一个全面、深入的视角，理解那个时代材料领域所经历的激动人心的变革。它不仅仅是对过去的回顾，更是对未来探索的启示，激励着新一代的材料科学家与工程师，在理解过去的基础上，创造更加美好的未来。

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这本书给我的整体感觉是一种严谨而全面的知识体系构建。它并非仅仅罗列一些技术细节，而是试图勾勒出材料科学与工程领域在90年代所处的宏观图景。我在阅读过程中，尤其被它对材料选择、性能评估以及应用前景的讨论所吸引。书里详细阐述了不同材料家族（金属、陶瓷、聚合物、复合材料）在当时的优势与劣势，以及它们在各个工业领域的具体应用案例。例如，在汽车制造领域，它分析了轻质高强合金在降低油耗方面的潜力，也探讨了工程塑料在车身设计中的灵活性和成本效益。我最感兴趣的部分是关于功能材料的章节，当时我对传感器和执行器技术还不太了解，书中对压电陶瓷、热电材料等方面的介绍，为我打开了一个全新的视角。它不仅描述了这些材料的基本原理，还展望了它们在智能设备、医疗诊断等新兴领域的应用可能性。我当时还在思考如何改进一种精密仪器中的传感元件，这本书中的相关内容，虽然没有直接给出解决方案，但它提供了一种系统性的分析方法，让我能够从材料本身出发，去理解和设计更优化的传感系统。它教会我如何根据特定的应用需求，去筛选和设计合适的材料，而不仅仅是停留在对现有材料的简单应用。书中的例子很多都是当时前沿的研究方向，读起来就像是在接触最新的行业动态，让我觉得学到的知识非常有价值，而且具有前瞻性。我特别欣赏它在分析材料性能时，不仅仅关注单一的力学性能，还会将热学、电学、光学等多种性能结合起来进行综合评估，这对于理解材料在复杂环境下的表现至关重要。

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这本书的语言风格我非常喜欢。它不像一些教科书那样枯燥乏味，而是充满了作者的个人见解和思考，读起来有一种亲切感。我在阅读时，感觉作者就像是在和我面对面交流，用一种引人入胜的方式来讲解复杂的科学概念。它在介绍材料的腐蚀与防护时，会从电化学原理出发，深入浅出地解释金属的电化学腐蚀过程，并且会详细介绍各种防护措施，比如钝化、电镀、以及有机涂层等。书中对材料在极端环境下的行为也有很深入的探讨，比如高温、高压、以及强腐蚀介质等。我当时正在研究一种用于深海探测的材料，书中关于材料在海水腐蚀环境下的行为分析，以及应对策略的介绍，对我非常有借鉴意义。它不仅仅是罗列一些技术名词，而是会深入分析这些技术背后的科学原理，并且会结合实际的应用案例来加以说明。我特别欣赏它在探讨材料的可持续性发展时，提出了很多富有洞察力的观点，比如如何利用可再生材料、如何减少材料的生命周期环境影响，以及如何实现材料的回收和再利用等。这些观点不仅具有科学性，也具有很强的现实意义，让我对材料科学与工程的未来发展有了更深的思考。这本书让我觉得，材料科学不仅仅是一门研究物质的学科，更是一门关乎人类未来发展的重要学科。

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我被这本书的结构和逻辑所折服。它不是那种章节之间关联不大的堆砌，而是像一个精心搭建的知识金字塔，从最基础的原子键合、晶体结构开始，逐步深入到宏观的材料性能、加工工艺和应用领域。我记得我当时对一种新型合金的相变行为感到困惑，书中对相图的解读和应用技巧给了我很大的启发。它不仅展示了不同温度和成分下合金的相组成，还详细解释了如何利用相图来指导热处理工艺，以获得期望的微观结构和力学性能。这本书在描述材料的力学行为时，不仅仅停留在屈服强度、抗拉强度等基本参数上，还会深入探讨断裂韧性、疲劳寿命、蠕变等更复杂的性能指标，并且会分析影响这些性能的微观因素，比如第二相粒子、晶界、以及内部缺陷等。我尤其欣赏它在探讨材料选择标准时，不是简单地列出各种材料的优缺点，而是提出了一套系统性的评估框架，包括功能性需求、经济性考量、环境友好性以及可制造性等多个维度。这让我觉得，选择材料并不是一件随意的事情，而是一个需要综合考虑多方面因素的决策过程。书中对复合材料的介绍也让我印象深刻，它详细阐述了纤维增强、基体材料的选择原则，以及界面之间的相互作用，这对于理解复合材料的协同增强效应至关重要。

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这本书的封面设计就透着一股子实在劲儿，没有花里胡哨的图画，只有沉甸甸的文字，一看就知道不是那种哗众取宠的书。我拿到手的时候，刚巧在研究一种新型的陶瓷复合材料，当时脑子里全是微观结构、相变动力学这些东西，完全顾不上看书。直到前几天，我偶然翻开它，才发现里面讲的一些基础概念，例如原子堆积方式对材料力学性能的影响，虽然我知道，但这本书的解读方式让我耳目一新。它没有直接罗列公式，而是通过形象的比喻，比如把原子比作不同大小的弹珠，堆积在一起时会形成不同的空隙，而这些空隙的大小和形状，直接决定了外部应力施加时，材料内部的变形和断裂倾向。这让我突然意识到，之前那些复杂的理论，其实都建立在这些朴素而深刻的物理图像之上。这本书的作者似乎非常擅长将高深的科学原理“翻译”成易于理解的语言，这一点对于我这样的实践型工程师来说，简直是福音。我普段主要跟材料的实际加工和应用打交道，理论性的东西有时候觉得有些晦涩难懂，但这本书就像一位耐心的老师，循循善诱，把那些看似遥远的理论与我正在处理的实际问题联系起来，让我觉得那些知识不再是高高在上的象牙塔里的理论，而是解决实际问题的有力武器。我特别喜欢它在讲述位错理论时，没有一开始就抛出复杂的数学模型，而是从一个“不完美”的晶体结构入手，解释为什么会出现“滑移”现象，以及位错如何像“搬运工”一样在晶格中移动，从而导致材料的塑性变形。这种类比让抽象的概念变得生动形象，也更容易在脑海中建立起清晰的物理模型。

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这本著作给我的印象是一本非常注重理论基础与实际应用的桥梁。它在介绍各种材料的微观结构和基本原理时，总会辅以大量的实际例子，解释这些理论是如何在工程实践中发挥作用的。我当时正在负责一个小型项目，需要开发一种耐高温的涂层，在阅读书中关于陶瓷材料的部分时，我发现它对氧化铝、氧化锆等材料的相稳定性、热膨胀系数、以及高温下的氧化行为做了非常详尽的描述。更重要的是，它在介绍这些材料的宏观性能时，不仅仅是给出数据，而是会分析这些数据背后的微观机制。例如，它解释了为什么某些陶瓷在高温下会发生晶粒长大，从而导致力学性能下降，并且提出了通过添加稳定剂或者控制烧结工艺来抑制晶粒长大的方法。这本书的讲解方式让我觉得很接地气，不会让人感觉像是在读一篇纯粹的学术论文，而是更像是在听一位经验丰富的工程师在分享他的知识和见解。它在探讨材料失效机理时，也做得非常出色，比如对疲劳裂纹扩展的描述，它会从微观的形核、扩展到宏观的断裂，并结合不同的加载条件进行分析，这对于我理解材料的可靠性设计非常有帮助。书中也提到了当时一些新型的加工技术，比如粉末冶金和增材制造，虽然这些技术在当时可能还没有完全成熟，但书中对其原理和潜在应用的介绍，已经让我看到了未来的发展方向，并且激发了我进一步探索的兴趣。

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