具体描述
《21世纪高职高专规划教材•机械设计基础教程》突出了高等职业教育的特点，按“项目驱动”模式、以“工作过程”为导向，从“案例分析”人手，将传统《机械设计基础》内容进行了较大的改革，科学整合后变为5个单元，即常用机构(平面连杆机构、凸轮机构和间歇运动机构)、常用机械传动(机械传动装置动力参数、带传动和链传动、齿轮传动)、常用联接(轴毂联接、轴间联接和螺纹联接)、轴系零部件(轴承、轴和机械平衡)和机械传动设计。在常用机构项目中加入了组合机构内容，有助于培养学生的创新能力。在常用传动单元中加入机械传动装置的动力参数等内容，并在主要项目后加入实训。各项目后附有相应的技能总结和(试题化格式的)思考与训练题，并在《21世纪高职高专规划教材•机械设计基础教程》后附有部分训练题的答案，以供学习参考。
《现代工程材料科学概论》 内容简介 本书旨在为读者提供一个全面而深入的现代工程材料科学基础。本书不涉及机械设计教程中的具体结构设计、传动机构分析、强度校核等内容，而是专注于材料本身的结构、性能、加工以及在各类工程应用中的选择和优化。本书强调理论与实践相结合，通过大量的实例和图表，帮助读者理解和掌握材料科学的精髓。 第一部分：材料的基本概念与分类 本部分将从材料的基本定义出发，阐述材料在现代工程中的核心地位。我们将探讨材料的宏观性能与微观结构之间的内在联系，为理解后续内容奠定基础。 材料的定义与范畴： 介绍材料作为工程应用的基础，其重要性不言而喻。我们将定义“材料”这一概念，并拓宽其范畴，涵盖金属、陶瓷、聚合物、复合材料以及新兴的纳米材料等。 材料的分类体系： 详细介绍材料科学中常见的分类方法，如按化学成分（金属、非金属）、按组织结构（晶体、非晶体）、按性能（导电材料、绝缘材料、结构材料、功能材料）等。读者将学会如何根据工程需求对材料进行初步分类。 材料性能的基本概念： 引入材料力学性能（强度、硬度、韧性、塑性、疲劳寿命、蠕变）、物理性能（密度、热导率、电导率、磁性）、化学性能（耐腐蚀性、氧化性）以及其他特殊性能（光学性能、电学性能）。我们将初步解释这些性能的测量方法和影响因素。 微观结构与宏观性能的关系： 深入探讨原子、分子、晶体结构、晶界、位错等微观结构特征如何决定材料的宏观表现。例如，晶粒大小、缺陷密度对金属强度的影响，高分子链的排列对聚合物力学性能的差异。 材料在现代工程中的角色： 通过列举航空航天、汽车制造、能源开发、信息技术、生物医学等领域的典型应用案例，展示材料科学如何驱动技术进步和产业发展。 第二部分：金属材料的科学 金属材料以其优良的力学性能、导电性、导热性以及易于加工等特点，在工程领域占据着举足轻重的地位。本部分将聚焦于金属材料的科学本质。 金属的晶体结构与缺陷： 详细讲解常见的金属晶体结构，如面心立方（FCC）、体心立方（BCC）和密排六方（HCP），以及这些结构如何影响金属的滑移能力和力学性能。深入分析点缺陷、线缺陷（位错）和面缺陷（晶界）的存在及其对金属性能的改变。 合金化原理与相图： 解释合金的形成是改善金属性能的有效手段。介绍固溶体、化合物等合金类型，并详细讲解相图（如二元相图）的概念、绘制方法及其在合金设计中的应用，例如确定固相线、液相线、共晶点等关键信息。 金属的热处理技术： 阐述退火、正火、淬火、回火等主要热处理工艺原理。通过改变金属的组织结构，例如细化晶粒、固溶强化、析出强化、相变强化等，来调控其力学性能。 钢铁材料科学： 重点分析碳在铁中的作用，介绍不同碳含量对钢铁性能的影响。深入讲解钢的相变（如奥氏体、珠光体、贝氏体、马氏体），以及不同钢种（如碳钢、合金钢、不锈钢）的性能特点和应用。 有色金属及其合金： 介绍铝、铜、钛、镁等主要有色金属及其重要合金（如铝合金、铜合金）的性能特点、加工工艺和应用领域。例如，铝合金的轻质高强，铜合金的优良导电导热性。 金属的腐蚀与防护： 探讨金属在环境中发生电化学腐蚀和化学腐蚀的机理。介绍缓蚀剂、电化学保护、表面涂层等常见的金属防腐蚀方法。 第三部分：陶瓷与无机非金属材料 陶瓷材料以其高硬度、高熔点、耐腐蚀、绝缘性好等特点，在高温、腐蚀性环境以及电子电气领域有着广泛应用。 陶瓷的结构与性能： 讲解陶瓷材料的离子键和共价键特性，导致其脆性高、熔点高。介绍氧化物陶瓷（如氧化铝、氧化锆）、碳化物陶瓷（如碳化硅）、氮化物陶瓷（如氮化硅）等主要类型。 陶瓷的制备与加工： 阐述陶瓷粉体制备、成型（如压制、注浆、挤出）和烧结（如高温烧结、放电等离子烧结）等关键工艺。强调烧结过程对陶瓷最终性能的影响。 特种陶瓷： 介绍结构陶瓷（如用于发动机部件、耐磨件）、功能陶瓷（如压电陶瓷、铁电陶瓷、半导体陶瓷、生物陶瓷）的性能特点及其在各个领域的创新应用。 玻璃材料： 讲解玻璃的非晶态结构，以及硅酸盐类玻璃的基本组成和性能。介绍特种玻璃，如光学玻璃、耐热玻璃、钢化玻璃等。 水泥与混凝土： 简要介绍水泥的组成、水化反应机理，以及混凝土作为一种复合材料的力学性能和应用。 第四部分：高分子材料（聚合物） 高分子材料以其轻质、加工性好、绝缘性优良、力学性能可调等特点，已成为现代工程不可或缺的材料。 高分子的结构与分子链： 讲解单体、聚合物、重复单元的概念。介绍直链、支链、网状结构聚合物的形成及其对性能的影响。阐述高分子的分子量、分子量分布、链构象和链规整度对其物理机械性能的关键作用。 高分子的分类与性能： 区分热塑性聚合物（如聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯）和热固性聚合物（如酚醛树脂、环氧树脂）。分析不同聚合物（如弹性体、纤维、工程塑料）的典型性能特点。 高分子的结晶与玻璃化转变： 探讨聚合物的结晶行为及其对力学性能、光学性能的影响。详细讲解玻璃化转变温度（Tg）的概念，以及Tg对聚合物硬度、脆性的决定性作用。 高分子的加工成型： 介绍注塑、挤出、吹塑、压延等主要的聚合物加工方法。分析工艺参数（温度、压力、时间）对制品性能的影响。 高分子共混物与复合材料： 介绍通过物理共混和化学接枝等方法制备高分子共混物的原理，以及其性能的协同效应。为后续的复合材料章节做铺垫。 第五部分：复合材料 复合材料是将两种或两种以上性能各异的材料，通过物理或化学方法复合而成，以获得单一组分材料所无法比拟的优异性能。 复合材料的基本概念： 定义复合材料的组成（基体材料与增强材料），以及增强材料的类型（纤维、颗粒、层状）。 纤维增强复合材料（FRC）： 重点介绍碳纤维增强聚合物（CFRP）、玻璃纤维增强聚合物（GFRP）、芳纶纤维增强聚合物（AFRP）等。深入分析纤维的增强机理、基体的作用以及界面结合的重要性。 层状复合材料： 讲解层压板、胶合板等层状复合材料的结构特点及其优越的性能。 颗粒增强复合材料： 介绍颗粒作为增强相的复合材料，如金属基复合材料中的碳化硅颗粒增强铝合金。 结构设计与性能预测： 简要介绍复合材料的各向异性特点，以及如何通过材料设计来满足特定的力学或物理性能要求。 第六部分：纳米材料与功能材料 随着科学技术的飞速发展，纳米材料和各种功能材料不断涌现，并在高科技领域展现出巨大的潜力。 纳米材料的基础： 介绍纳米尺度的概念，以及纳米材料（如纳米颗粒、纳米管、纳米线）在表面效应、量子尺寸效应等方面的独特性质。 纳米材料的制备与表征： 简要提及纳米材料的制备方法（如自下而上法、自上而下法）和表征手段（如透射电子显微镜、扫描电子显微镜）。 智能材料与传感器： 探讨能够响应外界刺激（如温度、光、电、磁）而改变自身性能的智能材料，例如形状记忆合金、压电材料。介绍其在传感器、执行器等方面的应用。 生物医用材料： 介绍用于人体植入、诊断和治疗的材料，如生物惰性材料（如不锈钢、钛合金）、生物活性材料（如羟基磷灰石）和生物可降解材料（如聚乳酸）。 能源材料： 涉及用于电池、燃料电池、太阳能电池等能源转换和储存器件的材料，如锂离子电池正负极材料、催化剂材料。 第七部分：材料的选择与应用 本部分将引导读者如何根据工程实际需求，科学、经济地选择合适的材料。 工程应用中的材料选择原则： 强调综合考虑材料的力学性能、物理性能、化学性能、加工性能、成本、环境影响等因素。 性能-成本分析： 介绍如何在满足性能要求的前提下，选择成本效益最高的材料。 标准与规范： 强调了解和遵循相关的材料标准、规范和行业惯例的重要性。 未来材料发展趋势： 展望材料科学的未来发展方向，如可持续材料、可再生材料、高性能复合材料、增材制造（3D打印）材料等。 本书特色 内容全面深入： 覆盖了现代工程材料科学的核心领域，从基础概念到前沿应用。 理论与实践结合： 强调材料微观结构与宏观性能的关系，并通过大量实例说明材料在实际工程中的应用。 图文并茂： 丰富的图表、照片和示意图，帮助读者更直观地理解抽象概念。 逻辑清晰，易于学习： 章节之间逻辑严谨，循序渐进，适合工程专业本科生、研究生以及相关领域的研究人员和工程师阅读。 通过学习本书，读者将能够建立起扎实的材料科学理论基础，掌握材料的性能表征、选择与应用方法，为解决复杂的工程问题提供坚实的材料学支撑。本书不涉及机械零件的几何形状设计、运动分析、受力计算、装配关系等具体工程实践内容，而是将重点放在材料的内在属性和其在工程中的广阔应用。
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