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出版者:西北工业大学出版社

作者:宋士贤

出品人:

页数:305

译者:

出版时间:2004-7-1

价格:25.00元

装帧:平装(无盘)

isbn号码:9787561217504

丛书系列:

图书标签:

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深入浅出：现代材料科学基础与应用 图书信息： 书名： 深入浅出：现代材料科学基础与应用 作者： [作者姓名，此处可自行设定] 出版社： [出版社名称，此处可自行设定] 出版年份： [年份，此处可自行设定] 页数： 约850页 --- 内容简介： 《深入浅出：现代材料科学基础与应用》是一部全面、深入且极具实践指导意义的专著，旨在为材料科学、化学工程、机械工程及相关交叉学科的本科生、研究生以及专业研究人员提供一个系统、连贯的学习框架。本书的编纂哲学在于平衡理论的严谨性与工程实践的指导性，确保读者不仅理解“是什么”，更能掌握“为什么”和“如何做”。 本书共分为六大部分，涵盖了从原子尺度到宏观性能的完整材料科学体系。 第一部分：材料科学的基石——结构与键合（约150页） 本部分聚焦于构成材料的微观世界，是理解所有宏观特性的起点。 第一章：原子结构与电子排布 详细阐述了量子力学在原子结构中的应用，包括电子壳层、轨道杂化理论（sp, sp2, sp3）及其对元素化学性质的影响。重点讨论了周期表中不同元素在材料体系中的角色定位，特别是过渡金属和稀土元素的电子特性。 第二章：化学键合的类型与强度 深入剖析了离子键、共价键、金属键以及范德华力等基本键合机制。书中通过计算键能和键长，量化了不同键合类型对材料熔点、硬度和导电性的决定性作用。此外，还引入了半经验的键合模型，用于初步预测新型化合物的稳定性。 第三章：晶体结构基础与几何描述 系统介绍了晶格、晶胞、布拉格定律以及密堆积结构（FCC、BCC、HCP）。书中大量采用三维图形和空间群理论，详细解析了常见晶体结构（如金刚石、盐结构、钙钛矿结构）的构建规则。特别增设了关于晶体缺陷（点缺陷、线缺陷、面缺陷）的章节，强调缺陷如何成为控制材料性能的关键变量。 第四章：非晶态与准晶体 区别于传统的晶体学，本章探讨了玻璃态物质的结构弛豫、自由体积理论以及玻璃化转变温度（Tg）。对于准晶体，则从彭罗斯密铺和高维空间截断方法角度，解释了其独特的对称性和电子能带结构。 第二部分：热力学与相变动力学（约180页） 本部分将热力学原理应用于材料系统的演化过程，是理解材料加工和服役行为的核心。 第五章：材料热力学导论 复习并深化了吉布斯自由能、化学势和活度等概念，并将其应用于材料体系。重点分析了固-液、固-固相变过程中的相图构建（如二元和三元相图的解释），特别关注了非平衡态热力学的初步应用。 第六章：扩散理论与原子迁移 详细阐述了菲克定律及其在不同几何条件下的应用。书中对点缺陷浓度与扩散系数的关系进行了精确推导，并结合Arrhenius方程讨论了扩散活化能。案例分析集中在高温氧化、渗碳和固态反应中原子迁移的实际控制。 第七章：形核与生长动力学 基于经典形核理论（CNT），分析了固化过程中的过冷度和形核率。本章深入探讨了异质形核的机制，以及枝晶生长、界面控制在凝固过程中的作用，对铸造和增材制造过程中的组织控制具有指导价值。 第八章：相变动力学与转变率 引入了Johnson-Meher定量化模型，用于描述非扩散相变（如马氏体转变）的转变率。此外，对冷却过程中的时效析出（析出相的形核、长大与粗化）进行了详尽的动力学建模。 第三部分：微观结构演化与加工（约200页） 本部分专注于宏观加工过程如何影响材料的微观结构，并最终决定其性能。 第九章：晶体塑性变形基础 深入讲解了位错的产生、运动和交互作用。通过剪切模量和临界分切应力（CRSS），量化了单晶和多晶材料的屈服行为。着重分析了孪晶变形在特定材料中的重要性。 第十章：加工硬化与回复、再结晶 系统阐述了加工硬化曲线的形成机制，以及位错密度与强度之间的定量关系（Taylor因子）。详细对比了回复、再结晶和晶粒长大的热力学驱动力和动力学过程，为热处理工艺设计提供理论基础。 第十一章：粉末冶金与烧结过程 本章聚焦于粉末制备技术（雾化、化学沉淀）和随后的烧结过程。详细解析了烧结过程中的致密化机制，包括颈部形成、孔隙迁移和最终的晶粒长大，并讨论了液相烧结的特殊性。 第十二章：薄膜沉积与表面工程 介绍了物理气相沉积（PVD，如溅射、蒸镀）和化学气相沉积（CVD）的原理。着重分析了薄膜的应力状态、界面反应和生长模式（如Frank-van der Merwe, Stranski-Krastanov），这对微电子和涂层技术至关重要。 第四部分：性能表征与力学行为（约180页） 本部分深入材料的宏观力学响应，并介绍了现代表征技术的应用。 第十三章：本构关系与弹性/粘弹性 阐述了胡克定律、应力-应变张量的数学描述，以及各向异性材料的弹性矩阵。在粘弹性部分，引入了松弛时间和蠕变柔量，用以描述聚合物和高温材料的时间依赖性行为。 第十四章：断裂力学基础 介绍了线弹性断裂力学（Griffith理论、应力强度因子K），并过渡到弹塑性断裂力学（J积分、CTOD）。重点分析了疲劳断裂过程，包括Paris定律和裂纹萌生阶段的微观机制。 第十五章：材料的硬度与磨损 对比了压入硬度（维氏、洛氏）与微观结构特征的关系。专门设立章节讨论了摩擦学，深入分析了磨损的五种主要类型（磨粒、粘着、腐蚀等），并结合表面工程提出了减摩策略。 第十六章：先进表征技术 本书强调实践，详细介绍了扫描电子显微镜（SEM）、透射电子显微镜（TEM）的成像模式和衍射分析，以及X射线衍射（XRD）在晶体结构和残余应力分析中的应用。同时，涵盖了原子力显微镜（AFM）在表面形貌和力谱分析中的前沿应用。 第五部分：功能材料的物理化学（约140页） 本部分转向特定功能材料的电学、磁学和光学行为。 第十七章：电学性能 系统区分了导体、半导体和绝缘体的能带结构。在半导体部分，详细推导了载流子浓度、迁移率，并分析了PN结的形成与特性。对介电材料的极化机制进行了深入探讨。 第十八章：磁性材料 基于朗道理论，阐述了顺磁性、抗磁性和铁磁性的微观起源。重点分析了磁畴结构、磁滞回线和居里温度。引入了永磁材料（如NdFeB）和软磁材料（如坡莫合金）的设计原则。 第十九章：光学与热学响应 讨论了光与物质的相互作用（吸收、发射、散射）。分析了晶体结构和电子结构对材料光学透明度、折射率的影响。热学部分则专注于晶格振动（声子）与热导率之间的关系。 第六部分：前沿材料与工程挑战（约100页） 本部分展望了现代工程面临的重大材料挑战。 第二十章：先进陶瓷与复合材料 重点关注氧化物、非氧化物陶瓷的结构强度和韧化机制（如裂纹偏转、桥接）。在复合材料部分，详细分析了纤维增强、颗粒增强复合材料的各向异性力学模型（如混合律、Reuss/Voigt模型）。 第二十一章：生物材料与可持续材料 探讨了生物相容性、生物可降解性材料的设计。本章还讨论了面向绿色化学的材料选择，如生物基聚合物、新型催化剂载体以及碳捕集材料的开发趋势。 第二十二章：纳米尺度材料的独特行为 介绍了量子尺寸效应、高比表面积带来的新特性。讨论了碳纳米管、石墨烯等二维材料的制备挑战和潜在应用，以及纳米复合材料的界面效应。 --- 本书特点： 1. 深度与广度兼备： 覆盖材料科学核心知识体系，同时引入了最新的研究进展，如高熵合金、拓扑绝缘体等概念的初步介绍。 2. 公式推导详尽： 书中几乎所有关键公式均附有清晰的数学推导过程，强调对理论基础的深刻理解而非死记硬背。 3. 图示化教学： 超过500幅高质量的结构图、相图和示意图，辅以清晰的三维立体模型，帮助读者直观掌握复杂的微观结构。 4. 案例驱动学习： 每章末尾均附有“工程应用与案例分析”部分，将理论知识与航空航天、能源存储、微电子等实际工程问题紧密结合。 本书是材料科学领域内一本不可或缺的工具书和学习指南，它将引导读者建立起跨越微观结构、热力学过程和宏观性能之间的坚实桥梁。

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我对这本书的深度和广度感到非常失望，它完全没有达到我作为一个进阶物理学习者对“题典”的期待。内容上，它似乎只停留在大学普通物理教材的前几章，那些基础的运动学和牛顿定律的题目还算凑合，但一旦涉及到电磁学、热力学或者更深入的振动与波的分析，题目数量就急剧减少，而且深度严重不足。很多复杂的、需要综合运用多种原理的综合题几乎找不到踪影，那些才是真正能检验学习效果的题目啊！更糟糕的是，即便是有限的题目，其难度也大多停留在“刚刚好能做出来”的水平，缺乏那些能够激发思考、让人茅塞顿开的“难题”。感觉这更像是一本给刚学完基础概念的学生用来巩固记忆的练习册，而不是一本能够帮助我们冲击高年级课程或者竞赛难度的“题典”。如果一个题典不能在思维的边缘拓展学习的边界，那它的价值就大打折扣了，我感觉我买到的只是一本加厚版的习题集，而不是一本能引人深思的典藏之作。

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从装帧和纸张质量来看，这本书完全不值这个价钱。纸张的触感粗糙，油墨味很重，翻阅时能明显感觉到纸张的重量和厚度，拿在手上沉甸甸的，但提供的阅读体验却很差。很多页面的印刷墨迹深浅不一，有时候感觉像快用完墨水印出来的，特别是那些图表的线条，断断续续，让人感觉非常廉价。我更担心的是它的耐用性，仅仅翻阅了不到两周，书的封面边缘就已经开始磨损卷曲，内页也出现了轻微的脱胶迹象，这让我对它能陪伴我度过整个学期的期望彻底破灭了。一本严肃的理工科参考书，其物理载体理应是结实耐用的，它需要承受反复的翻阅、大量的批注和长时间的摆放。这本书给我的感觉就是，它仿佛是赶工期仓促出版的样品，缺乏对“实体书”应有品质的尊重。对于经常需要查阅和比对的参考书而言，这样的质量简直是无法接受的。

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这本书的“解析”部分简直就是个笑话，与其说是解析，不如说是某种高度浓缩的、跳跃性的提示。作者似乎默认了读者已经拥有了极高的物理直觉和数学功底，每一个步骤的省略都大得惊人。比如，一个复杂的积分过程，可能就直接给出了最终结果，中间的转换和取舍完全没有说明，对于那些在积分边界或者选择坐标系上感到困惑的读者来说，这种“解析”是毫无帮助的，它只是告诉了你答案是什么，但完全没有解释“怎么到”的那个关键过程。我常常需要将书上的解析步骤拿到草稿纸上，自己反向推导，甚至要翻阅其他更详尽的教材才能理解它中间略去的那些“显而易见”的步骤。这种不负责任的编写方式，极大地打击了自学者的信心，让人感觉自己不是在学习，而是在被动地接受几个跳跃式的结论，对建立严谨的解题思维是百害而无一利。

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这本书最大的问题在于其章节组织和知识点的衔接性上存在明显的混乱。它似乎是将不同来源的习题资料简单粗暴地堆砌在一起，缺乏一个清晰的、由浅入深的逻辑脉络。比如，某一章节中突然插入了几个与前后内容关联性不大的高级选修内容题目，然后紧接着又回到了最基础的平衡问题，这种跳跃性让人在构建知识体系时感到非常吃力。学习物理，最重要的是要建立起一个内在的逻辑框架，理解各个分支是如何相互关联、层层递进的。然而，这本书的编排方式完全破坏了这种流畅性，使得读者必须不断地在脑海中进行知识点的重组和定位。如果我是第一次接触这些内容，我几乎可以肯定会被这种杂乱无章的布局搞得晕头转向，根本无法形成一个系统性的认知，它更像是一堆散落的零件，而不是一个组装好的引擎。

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这本书的排版简直是一场灾难，我敢打赌设计者对“用户友好”这个词有什么深刻的误解。字体大小的设置忽大忽小，很多公式的上下标挤在一起，看得我眼睛都快要抽筋了。更别提那些插图了，模糊不清，比例失调，有时候根本看不出它想表达的是什么结构或者受力分析图。我花了大量时间在试图辨认那些模糊的符号上，而不是真正去理解物理概念。而且，更让人抓狂的是，很多页面的页眉页脚设计得毫无逻辑，页码经常跑到公式中间，或者被一些莫名其妙的装饰线条切断。我真想问问出版方，你们出厂前有没有经过一次像样的校对？这种质量的书，简直是对我们这些认真学习的学生的一种精神折磨，我甚至怀疑是不是盗版印刷厂印出来的，不然正规出版物怎么会是这种水准。拿着它，我感觉自己不是在学习物理，而是在进行一场“寻找清晰文字和图像”的侦探游戏。我不得不自备放大镜和高光笔，把重要的信息圈出来、重新抄写一遍，才能勉强跟上进度，这极大地分散了我对解题思路的集中力。

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