Structure and Properties of Engineering Alloys pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:McGraw-Hill Science/Engineering/Math

作者:William F. Smith

出品人:

页数:672

译者:

出版时间:1993-1-1

价格:USD 117.50

装帧:Hardcover

isbn号码:9780070591721

丛书系列:

图书标签:

• 工程合金
• 材料科学
• 金属材料
• 合金性能
• 材料结构
• 机械性能
• 热处理
• 材料工程
• 金属冶金
• 结构材料

《现代材料科学基础：原子、结构与宏观性能的桥梁》 本书旨在为读者构建一个理解工程材料内在联系的坚实基础。我们深入探讨了材料从原子尺度到宏观性能的演变过程，揭示了材料结构如何支配其在各种工程应用中的表现。这本书并非技术手册，也不是特定合金的详细分类，而是侧重于建立一套普适性的科学框架，帮助工程师和科学家们理解和预测新材料的性能，优化现有材料的应用。 核心内容概述： 第一部分：材料的微观基石——原子与键合 原子结构与电子排布： 我们从最基本的原子构成出发，详细阐述了原子核、电子层、轨道以及不同元素的电子排布规则。理解电子的运动和能量状态是理解材料性质的关键。我们将探讨原子序数、族、周期如何预示元素的化学行为和在材料中的结合倾向。 化学键的类型与特性： 本部分将深入剖析金属键、离子键和共价键这三种主要的化学键。我们将解释这些键的形成机理、能量特征以及它们如何影响材料的导电性、熔点、硬度等宏观性质。此外，范德华力等次级键的影响也将被纳入讨论，特别是在高分子材料和复合材料的语境下。 晶体结构基础： 材料的宏观性质很大程度上取决于其内部的原子排列方式。我们将介绍基本的晶体学概念，如晶胞、晶格、密堆积结构（面心立方、体心立方、六方密堆积）以及非晶态结构的特点。通过可视化和数学模型，读者将能理解不同晶体结构对材料力学性能、扩散行为以及相变的影响。 第二部分：结构决定性能——从微观到宏观的过渡 晶体缺陷及其影响： 任何实际材料都包含不同类型的晶体缺陷，如点缺陷（空位、间隙原子、取代原子）、线缺陷（位错）和面缺陷（晶界、孪晶界）。本部分将详细分析这些缺陷的形成机制、分类及其对材料力学强度、塑性、韧性、扩散率和电学性能的关键作用。理解缺陷对于材料的强化和改性至关重要。 合金化原理： 合金化是改善材料性能最常用的手段之一。我们将探讨固溶体（取代固溶体、间隙固溶体）和化合物的形成条件（如 Hume-Rothery 规则）。重点在于解释合金化如何通过引入缺陷、改变晶格参数、形成沉淀相来调节材料的强度、硬度、耐腐蚀性等。 相图的解读与应用： 相图是描述材料在不同温度、压力和成分下的稳定相及其关系的图形表示。本部分将详细讲解二元和三元相图的绘制和解读方法，包括相区、共晶点、共析点、包晶点以及相变过程。相图的应用将贯穿于材料的设计、加工和性能预测的各个环节。 热处理的基本原理： 热处理是改变材料微观结构，进而优化宏观性能的有效手段。我们将阐述退火、正火、淬火、回火等基本热处理工艺的机理，重点分析它们如何影响晶粒尺寸、相组成、缺陷密度以及最终材料的硬度、强度和韧性。 第三部分：关键性能的微观根源 力学性能的理解： 材料的强度、韧性、硬度、疲劳寿命和蠕变是工程应用中最常关注的性能。本部分将把这些宏观力学行为与微观结构（晶粒尺寸、位错运动、第二相强化、晶界强化）联系起来。我们将探讨应力集中、断裂韧性、疲劳裂纹萌生与扩展的微观机制。 腐蚀与防护： 材料在环境中会发生化学或电化学反应，导致性能下降。我们将介绍金属腐蚀的基本类型（如电化学腐蚀、高温氧化）和影响因素。同时，还将探讨不同的防护策略，包括材料选择、表面处理（如钝化、涂层）和牺牲阳极保护等，并分析这些策略背后的微观机理。 导电与导热性能： 电子在晶体中的运动和声子的传递是材料导电和导热的基础。本部分将解释不同材料（金属、陶瓷、聚合物）的电导率和热导率差异的根源，以及晶格振动、电子散射、杂质和晶界等因素如何影响这些性能。 磁性与光学性能： 我们将简要介绍材料的磁性（顺磁性、反磁性、铁磁性）和光学性质（反射、吸收、透射）的微观起源，并讨论这些性能与材料电子结构、晶体结构以及微观组织的关系。 本书的特色： 强调基础科学原理： 本书避免了对具体合金牌号的罗列，而是着重于讲解支撑所有工程材料性能的普遍科学原理。 多尺度视角： 贯穿原子、晶体结构、微观组织到宏观性能的多尺度分析，帮助读者建立全面的材料认知。 理论与实践的桥梁： 虽然侧重理论，但本书始终与实际工程应用紧密结合，强调理解原理如何指导材料的选择和设计。 清晰的逻辑结构： 内容层层递进，从微观到宏观，从基础到应用，确保读者能够循序渐进地掌握材料科学的核心知识。 通过对本书的学习，读者将能够更深入地理解材料的本质，掌握分析和解决材料相关工程问题的科学方法，为在材料科学和工程领域进行更深入的研究和创新打下坚实的基础。

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