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出版者:人民邮电出版社

作者:上海飞机研究所计算中心

出品人:

页数:560

译者:

出版时间:2002-8-1

价格:188.00

装帧:精装（带盘）

isbn号码:9787115104632

丛书系列:

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深入探索材料的边界：面向未来的材料科学与工程实践 本书旨在为有志于探索材料世界奥秘、掌握前沿材料设计与制造技术的读者提供一本全面、深入且极具实践指导意义的参考手册。 我们将彻底摒弃对传统设计流程的固化思维，聚焦于材料本征属性如何驱动和塑造二十一世纪的工程与技术创新。 本教程将从最基础的原子结构和晶体缺陷理论出发，逐步深入到高分子、复合材料、智能材料以及纳米材料的复杂体系。我们的核心理念是：设计源于对材料的深刻理解，而非对既有形式的模仿。 第一部分：材料科学的基石——从微观到宏观的视角转换 本部分致力于为读者打下坚实的理论基础，使他们能够像材料学家一样思考问题，理解材料性能的根本来源。 第一章：原子排列与晶体结构基础 我们将详细剖析金属、陶瓷和半导体材料中的晶体结构，包括面心立方（FCC）、体心立方（BCC）以及六方最密堆积（HCP）。重点探讨晶格缺陷（点缺陷、线缺陷、面缺陷）对材料宏观力学性能（如屈服强度、韧性、蠕变）的决定性影响。我们将引入先进的计算模拟方法，如分子动力学（MD）模拟，来可视化位错运动和孪晶界的形成过程，帮助读者建立直观的微观认知。 第二章：热力学与动力学驱动的相变 深入讲解材料体系的相图解析，包括二元和三元合金相图。着重分析固态相变，如析出强化、回复、再结晶和晶粒长大过程中的热力学驱动力和动力学控制因素。特别关注热处理工艺（淬火、回火、固溶处理）对最终材料微观结构和性能的精确调控。本章还将探讨烧结过程中的致密化机理，这对于陶瓷和粉末冶金至关重要。 第三章：连接性能的桥梁——材料表征技术 本章是理论与实践的结合点。我们将系统介绍现代材料分析的关键技术，包括但不限于： 结构分析： X射线衍射（XRD）用于晶体结构鉴定，透射电子显微镜（TEM）和扫描电子显微镜（SEM）及其配套的能谱分析（EDS）用于微观形貌和成分分析。 性能测试： 静态力学性能（拉伸、压缩、弯曲）与动态性能（疲劳、断裂韧性、冲击测试）的标准化测试流程和数据解读。 物理性能探究： 热分析（DSC, TGA）在聚合物和热力学研究中的应用，以及电学、磁学性能的测量方法。 第二部分：面向工程应用的材料设计与定制 本部分将视角从基础科学转向实际工程挑战，指导读者如何根据特定功能需求，选择、设计乃至合成新型材料。 第四章：金属材料的深度定制与应用 超越传统钢材和铝合金的范畴，本章聚焦于高性能金属系统的设计。详述高温合金（镍基、钴基）的微观结构控制，尤其关注$gamma'$相的析出强化机制。探讨轻质高强材料（如钛合金、镁合金）的成形工艺（如增材制造、搅拌摩擦焊）对其残余应力和各向异性的影响。引入高熵合金（HEA）的概念，分析其多主元体系带来的特殊构型稳定性和性能优势。 第五章：高分子与复合材料的功能化 高分子材料不再仅仅是结构支撑，而是功能载体。本章深入探讨聚合物的分子量分布、拓扑结构对粘弹行为的影响。重点分析纤维增强复合材料（FRC）的界面问题，界面层对载荷传递效率的决定性作用。详细阐述碳纤维、玻璃纤维、玄武岩纤维与树脂基体（环氧树脂、聚氨酯）的匹配设计，并介绍层合板的失效模式分析。此外，我们将探讨自修复高分子材料和导电高分子电解质的最新进展。 第六章：功能性与智能材料的崛起 本章探索那些能够响应外部刺激（光、电、热、磁）而改变自身属性的先进材料。 压电与铁电材料： 详细介绍锆钛酸钡（PZT）等陶瓷的畴壁运动与极化机理，及其在传感器和驱动器中的应用。 形状记忆合金（SMA）： 分析马氏体相变和热弹性马氏体相变，理解其应力诱导相变过程，并在航空航天和医疗器械中的独特应用潜力。 磁性材料： 软磁材料的高频损耗控制，硬磁材料（如NdFeB）的磁畴结构与矫顽力调控。 第三部分：可持续性与前沿制造技术中的材料挑战 本部分关注材料在现代可持续发展目标下的角色，以及增材制造等颠覆性技术对材料科学提出的新要求。 第七章：纳米材料的尺度效应与控制 探讨尺寸效应如何彻底改变材料的体相行为，如量子尺寸效应、表面能主导等。聚焦于碳纳米管（CNT）、石墨烯（Graphene）的结构控制合成（如化学气相沉积CVD）和在电子器件、储能设备中的功能化应用。讨论纳米材料在生物医学领域（如靶向药物输送）的安全性评估和界面兼容性问题。 第八章：面向增材制造的材料科学 增材制造（AM）要求材料具有与传统制造截然不同的流动性、熔化/凝固特性和快速冷却速率下的微结构演化能力。本章将重点分析金属粉末床熔融（PBF）过程中，材料的层间粘合、孔隙率形成机制。探讨面向特定AM技术的材料筛选标准，例如对激光吸收率、再凝固裂纹敏感性的考量。此外，还将涉及生物材料在3D打印中的生物相容性梯度设计。 第九章：环境友好与循环经济中的材料选择 深入讨论“从摇篮到坟墓”的材料生命周期评估（LCA）。分析可降解生物材料（如PLA, PHA）的结构设计与降解速率的匹配。研究先进的材料回收技术，特别是针对复杂电子垃圾中稀有金属的高效分离与提取工艺。强调材料的“绿色化学”原则在设计阶段的嵌入，推动低能耗、低毒性材料替代方案的开发。 --- 本书的特色在于： 1. 跨学科整合： 紧密结合物理化学、固体力学、计算模拟与实际工程应用，打破学科壁垒。 2. 面向未来： 大量引入了当前研究热点，如高熵合金、可编程材料、AI辅助材料筛选等。 3. 实践导向： 每个章节后附有针对性的案例分析和实验设计思路，强调理论指导下的材料优化与创新。 本书适合： 机械工程、材料科学与工程、产品开发、工业设计等领域的本科高年级学生、研究生，以及致力于技术创新的工程师和研发人员。它不是一本停留在知识罗列的工具书，而是一本引导您探索和创造下一代工程材料的思维指南。

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这本书的排版和装帧简直是工业设计领域的一股清流。拿到手的时候，首先被它厚实的纸张和精美的插图所吸引。每一个案例分析都配有高分辨率的图片，色彩还原度极高，细节处理得非常到位。我特别欣赏作者在版式设计上的用心，图文排布疏密有致，既保证了信息传达的效率，又避免了视觉疲劳。不同章节之间的过渡自然流畅，像是精心策划的展览，让你在阅读过程中始终保持高度的专注。对于一个视觉敏感度要求很高的专业来说，这种对媒介本身的重视，无疑极大地提升了学习体验。虽然我还没完全啃完，但仅凭这赏心悦目的外观，就已经觉得物超所值了。它不仅仅是一本教科书，更像是一本值得收藏的设计画册。

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我之前接触过几本国内出版的工业设计教材，总觉得在理论深度和前沿案例的广度上有所欠缺，很多内容停留在上个世纪的经典案例上，对于当下飞速发展的数字化设计和可持续设计趋势的跟进不足。然而，翻阅这本《Alias现代工业设计教程》时，我发现它对当前工业设计领域最热门的技术和理念有着非常敏锐的捕捉。书中对人机交互（HCI）在实体产品设计中的融合、新材料的运用以及循环经济原则的实践，都有深入浅出的讲解。作者似乎非常了解行业最新的动向，每一个案例都充满了时代的印记和对未来的展望。特别是关于参数化设计在概念生成阶段的应用，那几页的阐述，简直是为我打开了一扇新的大门，让我对“现代”二字的理解上升到了一个新的维度。

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说实话，这本书的语言风格非常务实，没有太多空洞的理论说教，而是直指核心的应用技巧。它更像是一位经验丰富的设计总监在手把手地指导你如何解决实际项目中的难题。我尤其欣赏它在设计流程分解上的严谨性。从最初的用户研究、草图概念的快速迭代，到后期的三维造型精修和工程可行性分析，每一步骤都标注得清清楚楚，甚至连常用的设计软件中的某些高级命令和快捷操作都被巧妙地融入到讲解之中。这种“知其然且知其所以然”的叙述方式，极大地降低了初学者的入门难度，也让有经验的设计师能从中找到优化自己工作流程的灵感。对于需要快速上手并提升实战能力的人来说，这本书的实用价值是无可替代的。

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作为一个已经工作了好几年的设计师，我更看重的是工具书的“参考价值”和“查阅效率”。这本书在这方面表现得极为出色。它的索引做得非常详尽和逻辑化，无论我想回顾某个特定的建模技术，还是查找关于特定设计标准的数据参考，都能在极短的时间内定位到精确的内容。内容组织上，各个模块之间的相互引用和关联性做得很好，形成了一个紧密的知识网络。我曾尝试用它来解决一个棘手的曲面过渡问题，书中关于“自由曲面优化”的部分，提供了好几种不同的思路和对应的操作逻辑，这种多路径的解决方案展示，避免了单一思维的局限性，极大地提高了我的问题解决速度。对于需要经常在项目间切换、频繁查阅资料的专业人士而言，这本书的组织结构无疑是经过深思熟虑、极具效率导向的设计。

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这本书在理论框架的构建上处理得相当巧妙，它没有陷入传统学院派过于僵化的教条主义，而是用一种更具包容性和启发性的视角来审视工业设计这门学科。我注意到，作者在讨论设计哲学时，并非照搬西方经典理论，而是结合了更多全球化的设计语境进行阐述，这使得内容更贴合我们当下多元文化的市场需求。它鼓励读者去质疑既有的设计范式，去思考技术伦理和社会责任对设计决策的影响。当我读到关于“设计的去中心化”那一章时，深有感触，这迫使我跳出单纯追求美学的窠臼，去思考设计如何更好地服务于更广阔的人类福祉。这种对深层价值的探讨，让这本书的厚度远超一本单纯的“技术手册”。

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