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页数:283

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出版时间:2009-3

价格:24.00元

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isbn号码:9787122041654

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• 锅炉安全
• 锅炉技术
• 安全技术
• 工业安全
• 压力容器
• 热力设备
• 能源工程
• 机械工程
• 安全管理
• 操作规程

《现代工程材料科学》 内容简介 《现代工程材料科学》是一本深度探讨工程领域关键材料及其性能、制备、应用与发展趋势的专业著作。本书旨在为从事材料研究、工程设计、产品开发及生产制造的工程师、技术人员、科研工作者以及相关专业的学生提供全面、系统且前沿的材料科学知识体系。本书在内容上力求科学严谨，理论与实践相结合，并着重体现材料科学在推动现代工业进步中的核心作用。 第一部分：材料科学基础理论 本书开篇将带领读者回顾并深入理解材料科学的基础理论。这部分内容涵盖了材料的微观结构与宏观性能之间的深刻联系，包括晶体学基础、晶体缺陷的种类与影响、固态相变机理以及材料的力学性能（如强度、韧性、疲劳、蠕变）的微观根源。我们将详细阐述各种显微组织（如晶粒、位错、沉淀物）如何支配材料的力学行为，并探讨形变强化、固溶强化、细晶强化等关键强化机制。此外，本书还将深入介绍材料的热学、电学、磁学和光学性能，解析其内在的物理原理，并阐述如何通过材料的成分、结构和微观形貌来调控这些性能，以满足不同工程应用的需求。例如，在电学性能方面，我们将解析导体、半导体和绝缘体的能带结构差异，并讨论掺杂、缺陷对半导体性能的影响；在磁学性能方面，我们将区分顺磁性、抗磁性、铁磁性材料，并介绍磁畴的形成与运动机制。 第二部分：金属材料及其应用 金属材料作为现代工业的基石，在本书中占据了重要篇幅。我们将系统介绍钢铁材料（包括碳钢、合金钢、不锈钢）的成分、组织、性能及其热处理工艺，深入剖析它们在结构工程、汽车制造、航空航天等领域的广泛应用。针对有色金属（如铝合金、铜合金、钛合金、镁合金），我们将详细阐述其独特的性能优势，如轻质高强、耐腐蚀性、优良导电导热性，并重点介绍它们在航空航天、电子电器、医疗器械等尖端领域的应用实例。本书还将深入探讨金属材料的加工工艺，包括铸造、锻造、轧制、焊接等，并分析这些工艺对材料组织和性能的影响。同时，我们将关注金属材料的腐蚀与防护，介绍各种腐蚀机理以及有效的防腐蚀措施，如表面处理、缓蚀剂的应用等。 第三部分：高分子材料及其功能化 高分子材料因其轻质、易加工、性能多样等特点，已成为替代传统材料的重要选择。本书将全面介绍各类高分子材料，包括通用塑料（如聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯）、工程塑料（如聚碳酸酯、聚酰胺、聚甲醛）、热固性树脂（如环氧树脂、酚醛树脂）、弹性体（如橡胶）以及纤维材料（如涤纶、锦纶）。我们将详细阐述高分子材料的分子结构、聚集态结构与宏观性能的关系，并重点介绍其力学性能、热性能、光学性能、电性能以及老化特性。本书特别强调高分子材料的功能化策略，如通过共聚、接枝、交联、纳米复合等手段，赋予高分子材料特定的功能，例如导电性、导热性、生物相容性、阻燃性、形状记忆等。我们将列举大量实际案例，说明功能化高分子材料在电子信息、医疗健康、新能源、环保等领域的创新应用。 第四部分：陶瓷与复合材料 陶瓷材料以其优异的耐高温、耐磨损、耐腐蚀、绝缘等特性，在极端环境下发挥着不可替代的作用。本书将深入介绍传统陶瓷（如氧化物陶瓷、碳化物陶瓷、氮化物陶瓷）和先进陶瓷（如结构陶瓷、功能陶瓷）的制备工艺、微观结构与性能。我们将详细探讨氧化铝、氧化锆、碳化硅、氮化硅等关键陶瓷材料的特性及其在航空发动机、切削工具、电子元器件、生物医学等领域的应用。 复合材料作为21世纪最具发展潜力的材料之一，其性能往往超越了单一组分的材料。本书将系统介绍各类复合材料，包括纤维增强复合材料（如碳纤维增强聚合物（CFRP）、玻璃纤维增强聚合物（GFRP））、颗粒增强复合材料、层状复合材料以及纳米复合材料。我们将深入分析纤维、基体、界面三者之间的协同作用，探讨增强体含量、排列方式、界面结合强度等因素对复合材料宏观性能的影响。本书将重点介绍复合材料在航空航天、汽车、风力发电、体育用品等领域的先进应用，并探讨复合材料的设计、成型与连接技术。 第五部分：功能材料与纳米材料 随着科技的发展，能够实现特定功能的先进材料日益受到关注。本书将聚焦各类功能材料，包括压电材料、热电材料、磁性材料、光学材料、形状记忆合金、智能材料等。我们将深入剖析这些材料的工作原理，并重点介绍它们在传感器、执行器、能量转换、信息存储、光学器件等领域的应用。 纳米材料因其独特的量子尺寸效应和表面效应，展现出与宏观材料截然不同的性能。本书将全面介绍纳米材料的制备方法（如自上而下法、自下而上法），并重点探讨纳米颗粒、纳米线、纳米管、纳米薄膜等不同形态纳米材料的结构与性能。我们将深入阐述纳米材料在催化、储能、生物医药、环境治理、电子器件等领域的颠覆性应用潜力，并讨论其在规模化生产和实际应用中面临的挑战。 第六部分：材料的计算模拟与设计 计算模拟与先进表征技术已成为现代材料科学研究不可或缺的工具。本书将介绍材料科学中的常用计算模拟方法，如第一性原理计算（DFT）、分子动力学模拟（MD）、有限元分析（FEA）等，并阐述如何利用这些方法预测材料的结构、性能和行为，指导实验研究和材料设计。同时，本书还将介绍多种先进的材料表征技术，如扫描电子显微镜（SEM）、透射电子显微镜（TEM）、X射线衍射（XRD）、原子力显微镜（AFM）等，以及它们在揭示材料微观结构和分析性能机制中的关键作用。本书还将探讨计算材料学与实验科学相结合的整合研究范式，强调通过多尺度模拟与先进表征手段协同，加速新材料的发现与开发。 第七部分：材料的未来发展趋势与可持续性 最后，本书将展望材料科学的未来发展趋势。我们将探讨智能材料、生物基材料、可回收材料、低维材料等新兴领域的前沿研究方向。同时，本书将高度重视材料的可持续性议题，讨论绿色材料的开发、循环经济在材料领域的应用、材料生命周期评估（LCA）等重要概念，并分析材料科学如何为解决全球环境挑战和实现可持续发展目标做出贡献。本书将鼓励读者关注材料科学与人工智能、大数据等交叉学科的融合，展望自动化材料设计与制造的可能性。 《现代工程材料科学》通过系统性的知识梳理和前沿性的内容呈现，旨在成为材料科学领域一本权威、实用且富有启发性的参考书籍，为推动工程技术的创新与发展提供坚实的材料科学支撑。

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这本书的封面设计非常吸引人，那深沉的蓝黑色调，配上简洁有力的白色字体，给人的第一印象就是专业和严谨。我原本以为这会是一本枯燥的技术手册，但翻开目录才发现，作者的结构安排颇具匠心。它没有直接一头扎进复杂的计算公式里，而是用相当大的篇幅梳理了工业革命以来锅炉技术的发展脉络，这部分内容写得极具史诗感，让人仿佛看到了那些早期的工程师们如何在蒸汽的轰鸣声中摸索前进。特别是关于材料科学在锅炉制造中的演变，作者引用了几个非常生动的案例，比如早期材料的脆性断裂如何催生了新的合金研究，这种叙事手法，让原本冰冷的知识点瞬间有了温度和画面感。我尤其喜欢其中对于“安全文化”的探讨，它跳出了单纯的技术规程，深入分析了操作人员的心理状态和管理体系的缺陷，这种跨学科的视角，让整本书的格局瞬间打开，远超出了我对一本“技术”书籍的初始预期。如果说有什么可以改进的，那就是在对新兴的智能监测技术介绍时，篇幅略显不足，但整体而言，这是一部能让人带着兴趣读下去的入门佳作。

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说实话，我购买这本书的初衷是想找一本关于最新自动化控制系统在锅炉应用方面的资料，毕竟现在智能化是趋势。这本书在这方面虽然有所涉及，但篇幅着实有限，更像是对前沿技术的一种“点到为止”的介绍，缺乏深入的系统架构分析和具体的软硬件接口描述。然而，让我惊喜的是，它在“非破坏性检测（NDT）”方面的论述，简直是为我打开了一扇窗。特别是超声波衍射时间分析法（TOFD）在焊缝缺陷定位上的应用，作者不仅详细解释了物理原理，还附带了几个基于不同材料的实测数据对比图。这些图表清晰地展示了该方法相对于传统射线检测的优势和局限性，逻辑清晰，数据支撑充分。这本书的价值在于它巩固了基础，对于那些已经掌握了基础操作，但希望将检测精度提升到新层次的专业人员，提供了宝贵的理论基石。它更像是一本“内功心法”，而非“招式秘籍”。

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从装帧和印刷质量来看，这本书绝对是精品，纸张厚实，墨色均匀，长时间阅读下来眼睛也不会感到疲劳。我最欣赏的是作者在处理那些复杂工艺流程图时的清晰度。很多技术书籍在这方面做得非常糟糕，图线模糊不清，标注混乱，但这本书的工艺流程图，无论是单回路还是多重联锁系统，都做得如同工程蓝图一般精准。特别是关于“水质化学处理”的那几章，作者构建了一个非常直观的“污染源-影响链-治理措施”的逻辑图谱，从离子交换到膜分离技术，层层递进，使得原本容易混淆的化学反应过程变得条理分明。这本书展现了一种极高的职业素养，它不容许任何含糊不清的地方，要求读者在接受知识的同时，也必须保持一种对细节的极致关注。虽然我期待的未来技术部分略显单薄，但就其对核心原理和既有规范的深度阐释而言，它无疑是一部值得收藏的工具书。

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当我拿到这本书的时候，我正焦头烂面地处理一个实际运行中遇到的老旧设备可靠性问题，急需一些能快速上手的实战指导。坦白说，这本书的理论深度令人印象深刻，尤其是在流体力学和热力学模型的推导部分，简直是教科书级别的详尽。作者对传热效率和应力集中的分析，运用了非常精密的数学工具，让人感觉每一步推导都无懈可击，这对于我们这些需要进行精确校核和设计优化的工程师来说，简直是如获至宝。它不是那种浮于表面的“操作指南”，而是深入到“为什么”的根源。我花了整整一个周末，反复研读了关于“疲劳寿命预测”的那几个章节，其中引入的概率模型和损伤累积理论，给了我处理周期性负载问题的全新思路。读完这部分，我立刻在手头的工作中尝试应用了书中介绍的修正因子，效果立竿见影。唯一的遗憾是，这本书的图表排版偶尔显得有些拥挤，有些关键的示意图如果能再放大一些，或者增加一些三维剖视图，对于理解复杂部件的内部结构会有更大的帮助。

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这本书的语言风格非常独特，它不像传统技术书籍那样板着脸孔，而是带着一种老派学者的沉稳和对工艺的敬畏。在描述那些历史上的重大事故案例时，作者的情感流露十分克制，但字里行间那种对“人命关天”的严肃态度却能直击人心。我记得书中有一段描写关于“泄压阀的失效分析”，作者没有堆砌冗长的技术术语，而是通过一个细腻的场景描述——那个瞬间的压力变化和随之而来的连锁反应——让读者切身体会到，一个毫不起眼的零件，是如何在关键时刻决定成败的。这种“讲故事”的叙事手法，极大地增强了可读性。此外，书中对国际标准和规范的引用非常全面且及时，它似乎时刻提醒着读者，安全永远是与时俱进的，而不是一劳永逸的概念。对于初入行业的年轻人来说，这本书无疑是最好的“定海神针”，它塑造的不是一个技术专家，而是一个有责任感的行业从业者形象。

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