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页数:314

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出版时间:2010-2

价格:32.00元

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isbn号码:9787030265401

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图书标签:

• 化学反应工程
• 化工原理
• 反应动力学
• 催化
• 传质
• 传热
• 数值模拟
• 工业催化
• 化学工程
• 过程强化

《现代材料科学基础与应用》 内容提要 本书旨在全面系统地介绍现代材料科学的基础理论、实验方法及其在各个工程领域的广泛应用。全书内容紧密围绕材料的微观结构、性能、制备工艺及其与宏观行为之间的内在联系展开，力求为读者构建一个清晰、深入的材料科学知识体系。 本书共分为六大部分，共二十章，结构逻辑严谨，内容兼具深度与广度。 第一部分：材料科学导论与基础 本部分首先界定了材料科学的范畴与核心研究内容，阐述了其在现代工业和社会发展中的关键地位。重点介绍了原子结构、化学键合理论在材料特性决定中的作用。详细讨论了晶体结构基础，包括晶带理论、晶格缺陷（点缺陷、线缺陷、面缺陷）的形成、性质及其对材料机械性能的显著影响。通过对短程有序和长程有序概念的引入，为后续理解复杂材料体系奠定了理论基础。 第二部分：金属材料 金属材料是传统工业的基石。本部分深入探讨了纯金属及合金的相图原理，特别是二元和三元相图的解读方法，如杠杆定律和冷却曲线分析。着重讲解了合金化对材料性能的调控作用，详细阐述了钢铁材料的热处理工艺，包括退火、正火、淬火、回火等，以及这些工艺如何改变微观组织，从而优化强度、硬度和韧性。针对非铁金属，如铝合金、钛合金、铜合金，分析了其在航空航天、交通运输等领域中的关键应用，并介绍了新型高性能金属基复合材料的制备与性能特点。 第三部分：陶瓷材料 陶瓷材料以其优异的耐高温性、高硬度和良好的化学稳定性而著称。本部分从晶体化学角度剖析了陶瓷结构与性能的关系，包括离子键和共价键在陶瓷材料中的主导地位。系统介绍了氧化物陶瓷、非氧化物陶瓷（如氮化物、碳化物、硼化物）的制备技术，如粉体制备、成型（干压、流延、注浆）和烧结过程。烧结理论是本章的核心，包括液相烧结和固相烧结的驱动力、致密化过程及最终晶粒的生长控制。特别关注了结构陶瓷（如结构部件、耐磨件）和功能陶瓷（如压电陶瓷、铁电陶瓷）的特定应用要求及性能测试标准。 第四部分：高分子材料 高分子材料，即塑料、橡胶和纤维，是现代生活不可或缺的部分。本部分详细介绍了聚合物的分子结构特征，包括单体、聚合度、分子量分布及其对材料宏观粘弹性的影响。系统阐述了加成聚合、缩合聚合等主要的聚合反应类型。深入讨论了聚合物的形变行为，如粘弹性、蠕变和应力松弛现象，并引入了时间-温度等效原理来预测长期性能。此外，还涵盖了热塑性塑料和热固性树脂的加工成型技术（如注塑、挤出、模压）以及纤维增强复合材料的界面粘接理论。 第五部分：功能材料 本部分聚焦于那些展现出特定电、磁、光、热等非机械性能的先进材料。对半导体材料的能带理论进行了详尽讲解，分析了掺杂对导电性的影响，并介绍了集成电路制造中的关键外延生长和光刻技术。磁性材料方面，区分了软磁材料和硬磁材料的微观结构特点（如磁畴壁运动），并探讨了磁记录技术的发展。光学材料部分，阐述了光的吸收、发射、透射的机理，介绍了先进的光纤材料和非线性光学晶体。热电材料和储能材料（如锂离子电池电极材料）的最新进展也在此部分进行了综述。 第六部分：材料的表征与加工 材料的性能离不开精确的表征手段和高效的加工技术。本部分系统介绍了材料科学中常用的结构分析方法，如X射线衍射（XRD）用于晶体结构和相分析；扫描电子显微镜（SEM）和透射电子显微镜（TEM）用于微观形貌和晶体学观察；能谱分析（EDS）和电子探针（EPMA）用于元素定性和定量分析。此外，热分析技术（如DSC, TGA）用于研究热转变。在加工方面，本书探讨了先进的制造技术，包括增材制造（3D打印）对复杂结构材料的潜力，以及表面工程技术（如PVD, CVD涂层）对材料服役性能的提升策略。 本书特色 本书结构完整，理论深度足够，覆盖了材料科学从基础到前沿的广阔领域。配有大量的工程实例和图示，帮助读者建立直观的理解。适合材料科学、化学工程、机械工程、物理学等相关专业的高年级本科生及研究生作为教材或参考书，同时也为从事材料研发和生产的工程师提供了全面的参考资源。本书强调跨学科思维，旨在培养读者运用多尺度视角解决复杂工程问题的能力。

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这本书给我最深刻的印象，其实是它所蕴含的、那种近乎固执的“纯粹性”。它似乎拒绝向任何“流行”或“跨界”的趋势低头。例如，在如今的工程学科中，计算流体力学（CFD）和人工智能辅助设计已经成为重要的辅助工具，很多现代教材都会尝试引入这些概念，哪怕只是作为拓展阅读或高级选修章节。然而，在这本厚重的典籍中，我完全没有找到任何关于数值模拟方法或者利用现代计算工具进行参数优化的探讨。它的核心逻辑和推导方法，似乎牢牢地锚定在了经典的、基于解析解和近似方法的时代。这并非说经典方法就一定过时，但对于一个面向当前或未来工程师的参考书来说，缺乏对主流计算范式的引入，使得它在实用性上显得有些脱节。它更像是一部关于“如何理解化学反应的底层数学原理”的经典教科书，而非一部关于“如何在现代工业环境中设计和操作反应器”的应用指南。对于那些需要快速掌握当前行业主流工具链的读者来说，这本书提供的知识可能会显得有些偏科和滞后。

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我对这本书的术语一致性和注释系统的处理方式持有保留意见。在学术著作中，术语的精确性是生命线，而这本书在这方面做得无可挑剔，每一个专有名词的使用都符合最严格的行业标准。然而，这种过度追求的精确性有时演变成了对读者便利性的牺牲。书中大量引入了缩写词（Abbreviations），比如各种速率常数、传质系数或者反应器类型的代号，这些缩写词在首次出现时通常会被用括号标注，但很快就会在后续的章节中被频繁使用。如果读者不是从头到尾、一口气读完，而是像我一样，时常需要隔几天才重新拾起某个特定章节进行回顾时，就不得不频繁地在书的开头部分查找那个缩写词的完整定义。更要命的是，书后的索引部分，对于这些技术缩写词的收录并不全面，这使得查找特定概念的效率大大降低。此外，参考文献的引用格式也显得有些过于简略，虽然提供了作者和年份，但对于需要追溯原始文献进行深入研究的读者来说，缺少期刊名称或DOI链接的引用，使得“向下挖掘”的路径变得冗长和不确定。

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这本书的封面设计得非常直白，纯粹的蓝白配色，加上略显严肃的字体，一看就知道它不是那种读起来轻松愉快的读物。我原本是带着一种对“化学”这个词汇的浪漫想象去翻开它的，期待能看到一些关于分子间美妙舞蹈的描述，或者至少是能激发好奇心的比喻。然而，从第一页开始，我就被无情地拉入了一个由公式、图表和密集的专业术语构筑的严谨世界。坦白说，对于一个业余爱好者来说，这种开场白是相当有压力的。它更像是为那些已经对化学过程了如指掌的专业人士准备的参考手册，而不是给初学者搭建的桥梁。我试图在那些密集的方程式中寻找一丝人性的温度，比如作者对某个突破性发现的个人感慨，或者某个实验背后有趣的故事，但这些“调味剂”似乎被刻意地精简掉了。整本书的叙事逻辑是自上而下的、推导式的，每一个结论都有其严格的数学基础支撑，这无疑保证了其学术上的严谨性，但也牺牲了阅读的流畅感和趣味性。我翻到后面几章，发现里面充斥着大量的微分方程和热力学参数，那些密集的符号组合，对于我这种更偏爱叙事性文本的读者来说，简直就是一堵难以逾越的高墙。它确实是一本“硬核”的书，但对于希望在休闲时间里增长知识的普通读者，它的门槛设置得太高了。

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这本书的结构安排，坦率地说，像一个极其精确但缺乏弹性的时间表。它严格按照学科的逻辑链条，从最基础的物质平衡开始，一步步推进到复杂的动力学模型和催化剂设计。这种层层递进的方式对于系统学习者来说是理想的，因为知识点之间的衔接是天衣无缝的，不会出现知识断层。但是，作为一本可能被不同背景的读者翻阅的工具书，它在提供快速检索入口方面做得并不出色。章节标题往往是高度技术化的描述，比如“非等温反应器的稳态分析”或者“多相催化反应的界面传输限制”，缺乏那种能吸引非专业人士点进去一探究竟的引导性词汇。更让我感到遗憾的是，书中几乎没有附带任何实际案例分析或者“真实世界”的应用故事来串联起那些冰冷的理论。例如，当讲到某个关键的反应速率方程时，我希望能看到它如何被成功应用于制药、高分子材料或环保领域的一个具体实例，但书中只是给出了理论推导和计算结果，应用层面的讨论被严格限制在了理论模型的框架内。这种“只见树木，不见森林”的叙事方式，使得学习过程缺乏一个宏大的目标感。

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我花了整整一个下午来研究这本书的排版和插图质量，这方面倒是体现出了一种朴实无华的专业精神。纸张的选择中规中矩，没有采用那种过于光亮的铜版纸，而是偏向于哑光，这有助于长时间阅读时减少反光带来的视觉疲劳。然而，插图的处理方式却让我有些困惑。那些流程图和设备剖面图，虽然在细节上力求精确无误，但它们的视觉表现力却显得极其陈旧。很多图例像是直接从上世纪八九十年代的工程手册里扫描出来的，线条生硬，配色单调，缺乏现代出版物应有的清晰度和美感。举个例子，书中描述一个反应器内部的流体混合情况时，给出的示意图几乎完全依赖于标注的箭头和简单的几何形状，完全没有利用现代计算机辅助设计（CAD）或三维渲染的优势来直观地展示空间关系。这使得理解某些复杂的空间布局和流体动力学问题时，我不得不反复对照文字描述，大脑需要进行额外的“翻译”工作。如果这本书的目标读者是需要快速识别和应用这些图示的工程师，那么这种视觉上的落后无疑会降低信息传递的效率。它更像是一份严谨但缺乏市场化包装的内部培训资料，而非面向更广泛学习者的教材。

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