材料物理概论

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页数:369
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出版时间:2009-7
价格:49.00元
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isbn号码:9787122056917
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  • 材料物理
  • 材料科学
  • 物理学
  • 固体物理
  • 材料性质
  • 晶体结构
  • 能带理论
  • 相变
  • 热力学
  • 电子能谱
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具体描述

《材料物理概论》系统地介绍了晶体材料的结构和性能、结构缺陷、扩散、合金相与相变等基本理论,材料力学性能和组织结构的相互关系,相关的物理理论及其与微结构相关联的物理本质等内容。《材料物理概论》涵盖内容全面,理论内容叙述简洁明了,各章节内容相对独立。《材料物理概论》可作为材料领域高年级学生或研究生的教材,也可供相关专业的技术人员参考。

材料物理概论:探索物质世界的奥秘 本书并非《材料物理概论》,而是旨在为读者呈现一个引人入胜的材料物理世界。我们将一同踏上一段探索物质基本构成、性质以及它们如何因结构和环境而千变万化的旅程。 第一章:物质的基石——原子与分子 我们从构成一切物质的最基本单元——原子开始。我们将深入了解原子的内部结构,电子如何围绕原子核运动,以及它们各自扮演的角色。通过介绍元素周期表,我们会认识到不同元素的独特性质,以及它们如何通过化学键相互结合,形成琳琅满目的分子。我们将探讨离子键、共价键和金属键等主要键合方式,理解它们如何决定了物质的宏观性质,例如熔点、硬度和导电性。此外,分子间的范德华力等弱相互作用也将被一一剖析,揭示它们在物质聚集态形成中的重要作用。 第二章:从微观到宏观——晶体结构与缺陷 大多数固体材料并非杂乱无章的集合,而是拥有规则的原子排列——晶体结构。本章将介绍晶体学的基本概念,如晶格、晶胞以及各种常见的晶体结构,如面心立方、体心立方和六方密堆积。我们将学习如何描述和表征晶体的周期性,并理解不同的晶体结构如何影响材料的机械性能和光学性能。然而,现实中的晶体并非完美,各种晶体缺陷的存在至关重要。我们将详细探讨点缺陷、线缺陷(位错)和面缺陷(晶界)等,并分析它们如何成为材料塑性变形、扩散和许多其他物理现象的根源。 第三章:电子的舞蹈——固体中的电子行为 电子在固体材料中的行为是理解其电学、磁学和光学性质的关键。本章将引入能带理论,解释电子如何在导带、价带和禁带中运动。我们将区分导体、绝缘体和半导体的电子结构差异,并探讨载流子(电子和空穴)的产生和输运机制。对于半导体,我们将深入研究掺杂对其电导率的影响,以及PN结的形成和二极管的工作原理。此外,磁性材料的微观起源也将在此呈现,包括顺磁性、抗磁性、铁磁性等不同类型的磁行为。 第四章:热量的传递与物质的响应 热量是能量的一种重要形式,它在物质内部的传递方式以及物质对热量的响应是材料科学的重要组成部分。我们将研究热传导、热对流和热辐射等热量传递机制,并探讨不同材料的热导率。固体材料中的晶格振动,即声子,是热量传递的重要载体。本章将介绍声子的概念以及它们与电子之间的相互作用,这些相互作用对于解释许多热电效应至关重要。此外,我们还将讨论材料的热膨胀、热容以及相变现象,理解材料在不同温度下的行为变化。 第五章:光与物质的邂逅——光学性质 光与物质的相互作用产生了丰富多彩的光学现象。本章将探讨光在材料中的传播,包括反射、折射和吸收。我们将理解材料的折射率和消光系数如何影响其光学性能,以及它们与电子结构的内在联系。光的散射现象,如瑞利散射和米氏散射,也将被介绍,并解释它们在材料表征中的应用。此外,我们还将触及光电效应,如光电导和光致发光,以及它们在各种光电器件中的应用。 第六章:材料的变形与失效——力学行为 材料的力学行为决定了它们能否承受外部应力而不会发生破坏。本章将介绍应力和应变的基本概念,以及材料的弹性变形和塑性变形。我们将学习应力-应变曲线,并理解屈服强度、抗拉强度和断裂韧性等重要的力学参数。位错运动在材料的塑性变形中起着核心作用,我们将深入探讨位错的产生、移动和交互作用。此外,材料的疲劳、蠕变和断裂等失效机制也将被介绍,为理解材料在实际应用中的寿命提供理论基础。 第七章:材料的未来展望——先进材料与前沿探索 随着科学技术的飞速发展,新材料的不断涌现正在深刻地改变着我们的世界。本章将对一些重要的先进材料进行介绍,例如纳米材料、复合材料、智能材料以及生物材料。我们将探讨这些材料的独特性质以及它们在各个领域的应用,例如在能源、环境、医疗和信息技术等方面的突破。同时,本章也将展望材料科学的未来发展方向,包括计算材料科学、高通量材料设计以及可持续材料的开发,激发读者对材料科学未来发展的兴趣和思考。 通过对以上各章内容的学习,读者将能够建立起对物质世界基本构成和行为的深刻理解,为进一步探索材料科学的更深层领域奠定坚实的基础。

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读后感

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用户评价

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我拿到《材料物理概论》这本书的时候,心里是抱着一种“走马观花”的态度,觉得作为一本概论性质的书,大概会是一些比较浅显的介绍,可能难以深入人心。我预想中,它应该会像一本大百科全书的材料科学部分,提供一些基本信息,但不太可能引发我真正的情感共鸣或是深入思考。然而,这本书的阅读体验却远超我的预期,甚至可以说是颠覆了我原有的认知。作者的写作风格非常吸引人,他不仅仅是陈述事实,更是通过引人入胜的故事和生动的语言,将材料科学的魅力展现在我面前。我尤其被书中关于材料的制备和表征方法的介绍所吸引。我之前对这些技术一无所知,觉得它们是非常专业且遥不可及的。但作者用非常形象的比喻,比如将原子探针显微镜比作“用一根针去探测一个个原子”,将X射线衍射比作“给原子拍X光片”,让我能够轻松地理解这些复杂的技术是如何工作的。这种“化繁为简”的讲解方式,让我觉得非常有成就感。我对手工制作的陶瓷制品一直情有独钟,但书中关于陶瓷材料的烧结过程和相变机理的解释,让我明白了其强度和耐高温性能是如何通过精密的工艺实现的。作者在描述陶瓷材料内部微观结构的形成时,结合了大量的化学反应和物理过程,让我看到了传统工艺背后蕴含的深刻科学原理。这本书让我意识到,即使是看似简单的日常物品,也凝结着材料科学的智慧和结晶,这让我对生活中接触到的各种材料产生了更加敬畏和好奇的态度。

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我对《材料物理概论》的初印象,是将其定位为一本严肃的学术著作,可能会充斥着繁复的数学推导和深奥的物理原理,阅读过程预计会相当艰涩,甚至需要具备扎实的物理学基础才能勉强跟随。然而,在翻阅和阅读的过程中,我逐渐发现这本书的独特性和魅力所在。作者的叙事方式非常具有感染力,他并没有将注意力仅仅集中在理论本身,而是巧妙地将理论与实际应用相结合,让读者在理解原理的同时,也能感受到材料科学的强大生命力。我尤其欣赏书中对材料性能与结构之间关系的深入探讨。例如,在解释金属的强度时,作者详细介绍了晶粒尺寸、第二相粒子等微观结构特征如何影响材料的屈服强度和拉伸强度,并且还列举了许多实际的合金设计案例,让我看到了理论如何指导工程实践。我之前一直以为材料的性能是固定的,但这本书让我明白,通过对材料微观结构的精确调控,我们可以“量身定制”出具有特定性能的材料,这一点令我非常着迷。此外,书中对材料的电学性能的阐述也让我耳目一新。我之前对导电和绝缘体的理解比较片面,但作者通过介绍各种半导体材料的能带结构、载流子输运机制,让我看到了材料性能的连续性和可设计性。特别是书中对超晶格材料的介绍,让我看到了通过纳米尺度的结构设计,可以创造出具有全新电子特性的材料,这无疑为未来的电子器件发展指明了方向。这本书不仅拓展了我的知识边界,更激起了我对材料科学领域更深层次的探索欲望。

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我最近刚读完一本名为《材料物理概论》的书,说实话,这本书确实给我留下了相当深刻的印象,但并非完全如我最初所预期的那般。我本以为这是一本纯粹的理论堆砌,充斥着晦涩难懂的物理公式和抽象的概念,可能会让人在阅读过程中感到枯燥乏味,甚至昏昏欲睡。然而,作者的写作风格出乎意料地生动且富有条理。他并没有一开始就抛出大量的数学推导,而是从一些生活中触手可及的材料现象入手,比如金属的延展性、陶瓷的脆性,甚至是我们日常使用的塑料制品,都巧妙地引出了背后深刻的物理原理。这种“由表及里”的讲解方式,让我能够更容易地建立起对材料物理学的初步认知,仿佛在探索一个我从未真正留意过的微观世界。特别是关于晶体结构的部分,作者运用了大量的图示和类比,将原子如何在特定的空间排列组合的复杂过程描绘得清晰可见。我之前总觉得原子排列应该是杂乱无章的,但书中的解释让我明白,这种规则的排列才是材料具有特定性质的关键。例如,不同晶体结构的金属在拉伸时表现出的形变能力差异,书中解释得非常透彻。此外,作者还花了相当大的篇幅介绍了几种常见的材料制备技术,比如熔炼、烧结以及各种沉积方法。虽然这些技术听起来很专业,但作者通过形象的比喻,比如将原子间的结合力比作小球之间的磁力,将热处理过程比作一场精密的“烹饪”,让原本陌生的概念变得亲切起来。我尤其对书中描述的某些新型材料的合成过程感到好奇,比如一些用于电子器件的高纯度半导体材料,其制备过程的精密度和复杂性着实令人惊叹,也让我对材料科学的不断发展有了更直观的认识。总的来说,这本书为我打开了一扇了解材料物理学的大门,它成功地将复杂的科学知识转化为了易于理解的内容,让我对身边无处不在的材料有了全新的认识和更加深入的思考。

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阅读《材料物理概论》这本书,带给我一种前所未有的学习体验。我本以为这会是一本充斥着晦涩难懂的数学公式和理论推导的书籍,可能会让我感到乏味和难以理解,甚至会想要放弃。然而,作者以一种极其巧妙和深入浅出的方式,将复杂的材料物理学概念呈现出来,让我感到惊喜不已。这本书并非仅仅是概念的堆砌,而是以一种引导性的方式,带领我一步步探索材料世界的奥秘。作者非常善于将抽象的物理原理与具体的材料现象联系起来,让我能够更容易地理解那些原本看似遥不可及的理论。例如,在讲解材料的相变时,他不仅仅停留于理论的描述,而是通过生动的实例,比如水结冰、铁的磁性变化等,来解释原子或分子在不同温度和压力下的行为模式,这种“由现象到本质”的讲解方式,极大地增强了我对这些概念的直观感受。我之前对金属的疲劳断裂一直感到非常困惑,总觉得金属应该是坚不可摧的,但书中关于应力集中、裂纹萌生和扩展的详细阐述,让我明白了即使是最坚固的材料,在长期反复的应力作用下也会逐渐产生损伤,最终导致失效。这种对材料内在机制的深刻剖析,让我对材料的可靠性和寿命有了更客观的认识。此外,书中关于高分子材料的讨论也让我颇受启发。我一直以为高分子材料只是简单的长链分子堆砌,但作者通过介绍链的构象、交联以及玻璃化转变温度等概念,让我明白了高分子材料的多样化性能是如何由其独特的分子结构决定的。这本书让我深刻体会到,材料物理学是一门既有深度又有广度的学科,它不仅揭示了物质的本质,也为我们创造更先进的材料提供了理论基础。

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老实说,我拿到《材料物理概论》这本书时,内心是忐忑的。我一直认为材料物理学是一门极其高深的学科,充斥着复杂的公式和抽象的概念,对我来说,这就像是阅读一本“天书”。我原以为这本书会是那种需要反复查阅字典和参考书才能勉强读懂的“硬核”读物,读起来会像是在进行一项艰巨的学术挑战。然而,这本书的阅读体验却超出了我的预期。作者的笔触非常生动,并且他极其善于运用各种形象的比喻和类比,将那些抽象的物理概念变得通俗易懂。例如,在讲解晶体中的缺陷时,他将空位和间隙原子比作棋盘上的缺失棋子或多出的棋子,将位错比作地毯上的一道褶皱,这些生动的比喻让我能够轻松地理解微观世界的结构和变化。我之前对材料的导热性能一直没有什么概念,总觉得金属都会导热。但书中对不同材料导热机理的解释,比如晶格振动、电子导电等,让我明白了为什么有些材料导热快,有些则不导热。特别是书中对陶瓷材料为何能作为优良的绝缘体,以及金属材料如何有效传递热量的解释,让我对材料的宏观热学性质有了全新的认识。此外,我对于书中介绍的稀土材料的特性和应用也感到非常好奇。我对稀土元素一直有一种神秘感,但书中对其在磁性、光学等方面的独特作用进行了详细介绍,让我看到了这些“工业维生素”在现代科技中的重要地位。这本书给我最大的启发是,材料物理学并非高不可攀,而是与我们的生活息息相关,并且蕴含着无穷的创造潜力。

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我最近阅读的《材料物理概论》一书,在很大程度上颠覆了我之前对这个学科的刻板印象。我最初的设想是,这本书大概会像我当年面对的那些枯燥的物理教材一样,充斥着公式推导和抽象概念,读起来会让人昏昏欲睡,需要反复查阅资料才能勉强理解。然而,这本书的风格却出人意料地清晰和引人入胜。作者非常注重逻辑性和系统性,他并没有急于引入复杂的物理模型,而是循序渐进地引导读者进入材料世界的奥秘。我特别欣赏他在介绍材料的宏观性能时,能够深入浅出地解释其背后的微观机制。比如,在讨论金属的塑性变形时,他不仅提到了位错理论,还结合了实际的显微组织图像,让我能够直观地理解原子层面的滑移是如何发生的。这种“见微知著”的讲解方式,让我觉得非常有说服力。而且,书中还穿插了一些历史性的发展脉络,介绍了一些重要的材料科学发现是如何诞生的,这让整个学习过程充满了故事性和人文色彩,也让我觉得材料科学的发展充满了智慧和探索精神。我对书中关于陶瓷材料的部分印象尤其深刻,我一直以为陶瓷只是易碎的物品,但书中却详细介绍了陶瓷材料在高温下的稳定性、绝缘性以及在航天、医疗等领域的广泛应用,让我对这种古老材料的现代价值有了全新的认识。作者在解释其高强度和耐高温的特性时,结合了晶界、晶粒尺寸等概念,让我明白了这种看似简单的材料,其背后蕴含着多么精妙的物理原理。这本书给我最大的感受是,材料物理学不仅仅是一门研究物质性质的学科,它更是一门与人类社会发展息息相关的基础学科,它深刻地影响着我们生活的方方面面,并且在不断地为人类创造更美好的未来。

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说实话,当我在书架上看到《材料物理概论》这本书时,我并没有立刻产生浓厚的兴趣。我的第一反应是,这大概又是一本充满公式和图表的“教科书”,读起来会相当枯燥,而且可能离我的生活很遥远。我预想中的阅读体验是,我会很快失去耐心,并且大概率会将其束之高阁。然而,这本书的阅读体验却彻底改变了我的看法。作者的写作风格非常独特,他并没有一开始就抛出大量的理论,而是通过一些非常生动有趣的例子来引导读者进入材料的世界。我尤其对书中关于材料的导电性和绝缘性的讨论印象深刻。我一直以为导电体就是能导电,绝缘体就是不导电,中间没有模糊的地带。但书中对半导体材料的介绍,让我看到了材料性能的连续性和可调性。作者通过讲解能带理论,让我明白了为什么某些材料导电,而另一些则不导电,以及为什么通过掺杂等手段可以改变半导体的导电性能。这种“揭示真相”的讲解方式,让我感到非常兴奋。我之前对电子产品一直抱有一种“神秘感”,觉得里面的芯片和各种元器件的原理深不可测。但通过这本书,我开始对半导体材料在电子器件中的作用有了初步的认识,也对未来电子技术的发展有了更清晰的想象。这本书让我觉得,材料物理学不仅仅是一门抽象的学科,它更是现代科技的基石,并且在不断地推动着人类社会的进步。

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当我翻开《材料物理概论》这本书时,我并没有抱有太高的期望。我一直认为材料物理学是一个与我的日常生活相去甚远的领域,可能会充斥着我无法理解的术语和复杂的计算,读起来会像是在挑战一场艰苦的智力游戏。然而,这本书的阅读体验却让我感到耳目一新,甚至可以说是焕然一新。作者的写作方式非常独特,他并没有直接跳入理论的深处,而是通过一些非常贴近生活的事例来引入材料的物理性质。例如,在讲解材料的韧性时,他会从断裂的玻璃杯和弯曲的金属丝这些日常现象入手,然后逐步深入到原子键的断裂和滑移机制,让我能够自然而然地理解这些概念。我之前对玻璃这种材料一直存在一些误解,总觉得它只是易碎的装饰品。但书中关于玻璃的非晶态结构、玻璃化转变温度以及其在光学和电子领域的应用,让我看到了这种看似普通的材料所蕴含的巨大潜力。作者在描述玻璃的形成过程中,巧妙地运用了“冻结”的类比,让我能够直观地理解其无序的原子排列是如何形成的。此外,书中关于复合材料的介绍也让我印象深刻。我之前一直以为材料就是单一的物质,但作者通过介绍各种纤维增强复合材料、层状复合材料等,让我看到了不同材料的组合可以产生远超单一材料性能的优势,这无疑为未来的材料设计提供了新的思路。这本书让我觉得,材料物理学是一门充满创造力和应用前景的学科,它不仅仅是理论的探索,更是解决实际问题的强大工具。

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坦白说,我入手《材料物理概论》这本书,是抱着一种“就算看不懂,至少也能混个脸熟”的心态,毕竟材料物理这个领域对我这个非科班出身的人来说,一直以来都蒙着一层神秘的面纱。我原以为这本书会是一本厚重的教科书,充斥着各种图表和专业术语,读起来会像是在啃一本辞典。但出乎我意料的是,这本书的叙事方式异常流畅,并且引入了许多令人意想不到的视角。作者似乎非常擅长将抽象的物理概念与具体的工程应用联系起来,这一点让我觉得非常实用。例如,在讲解材料的力学性能时,他不仅仅停留在描述应力和应变的关系,而是详细阐述了为什么某些材料能够承受巨大的压力而不变形,而另一些材料却容易断裂。书中对裂纹扩展的机理分析,以及如何通过改变材料的微观结构来提高其断裂韧性,都给我留下了深刻的印象。我之前对材料的强度一直存在一些模糊的概念,但这本书让我明白了,材料的强度不仅仅是“硬”或“软”那么简单,它涉及到原子间的结合方式、内部的缺陷以及宏观的形变机制。此外,书中关于材料的电学和磁学性质的探讨也让我大开眼界。我一直以为电导体和绝缘体之间的界限非常清晰,但作者通过介绍半导体材料,揭示了材料性能的渐变性和可调性,这让我对电子器件的工作原理有了更深层次的理解。特别是书中对超导材料和磁性材料的介绍,虽然篇幅不多,但却勾勒出了这些特殊材料的迷人之处,也让我对未来材料的发展方向充满了期待。这本书让我感觉到,材料物理学远不止是理论的堆砌,它更是连接着我们日常生活的方方面面,并且在不断推动着科技的进步。

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拿到《材料物理概论》这本书,我内心的真实想法是,这大概会是一本“硬核”到我需要一边查资料一边读的书,甚至可能在读完之后,我对材料物理学的理解也只是停留在“似懂非懂”的层面。我预设的阅读情景是,我需要花费大量的时间去理解那些陌生的术语和公式,并且很可能在某些章节就卡住,无法继续前进。然而,实际的阅读过程却给了我很大的惊喜。作者的叙事风格非常引人入胜,他似乎有一种魔力,能够将那些枯燥的物理概念变得鲜活起来。我尤其被书中关于材料的硬度和强度的讨论所吸引。我一直以为硬度和强度是同一个概念,但作者通过详细的解释,让我明白了它们是两个不同的物理量,并且受到材料内部结构和晶体缺陷的影响。书中对金属材料中位错滑移机制的阐述,让我理解了为什么金属材料能够发生塑性变形,以及如何通过热处理等手段来改变其力学性能。我之前对合金的认识停留在“几种金属混合在一起”的简单概念,但书中关于固溶强化、沉淀强化等合金强化机制的介绍,让我看到了合金设计背后所蕴含的精妙的物理原理。它不仅仅是简单的物理量叠加,而是原子尺度的相互作用和结构演变的结果。这本书让我对材料的宏观性能有了更深入的理解,也让我看到了如何通过改变微观结构来“设计”出具有特定性能的材料。

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