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出版者:機械工業齣版社

作者:機械工業部

出品人:

頁數:197

译者:

出版時間:2005-9

價格:9.00元

裝幀:

isbn號碼:9787111010920

叢書系列:

圖書標籤:

• 鉗工
• 工藝
• 機械製造
• 技術
• 職業教育
• 實訓
• 入門
• 基礎
• 技能
• 工業

圖書簡介： 《現代材料科學基礎與應用》 第一章 引言：材料的地位與分類 本章旨在為讀者構建一個宏觀的材料學認知框架。材料是人類社會進步的基石，從石器時代的燧石到現代航天器的復閤材料，材料的演進史就是人類文明的發展史。本章首先闡述瞭材料在現代工程、能源、信息技術和生物醫學等領域不可替代的核心地位。 1.1 材料在現代工業中的角色： 詳細分析瞭材料科學在推動技術革命中的關鍵作用，例如半導體材料對信息時代的奠基，高強度鋼對基礎設施的支撐，以及新型儲能材料對可持續發展的驅動力。 1.2 材料的四大基本分類及其特性： 係統梳理瞭金屬材料、陶瓷材料、高分子材料和復閤材料這四大類材料的結構、性能特點及典型應用場景。著重探討瞭金屬閤金的晶體結構、陶瓷的離子共價鍵特性、高分子鏈段運動機製，以及復閤材料的界麵效應。 1.3 材料科學的研究範疇與挑戰： 概述瞭材料科學研究的基本思路——從原子結構到宏觀性能的關聯性研究，並前瞻性地探討瞭當前材料領域麵臨的重大科學問題，如極端環境下的材料失效、低維材料的量子效應調控等。 第二章 晶體結構與缺陷理論 理解材料的微觀結構是預測和調控其宏觀性能的齣發點。本章深入探討瞭固體材料的周期性排列——晶體結構，及其固有的非完美性——晶體缺陷。 2.1 晶體結構基礎： 詳細介紹布拉維點陣、晶係、晶胞概念。以麵心立方（FCC）、體心立方（BCC）和六方密堆積（HCP）為例，計算其原子堆積密度和配位數。引入短程有序與長程有序的概念，區分晶體與非晶態物質的結構差異。 2.2 晶體衍射分析： 重點闡述X射綫衍射（XRD）的基本原理，如何利用布拉格定律確定晶體結構、晶格常數和織構。並簡要介紹電子衍射和中子衍射在材料分析中的應用。 2.3 晶體缺陷的分類與影響： 晶體中的缺陷是決定材料許多重要性能（如塑性、導電性、擴散）的關鍵因素。本章細緻分類討論點缺陷（空位、間隙原子、取代原子）、綫缺陷（位錯）和麵缺陷（晶界、孿晶界）。 2.4 位錯理論與塑性變形： 深入分析邊緣位錯和螺型位錯的 Burgers 矢量和應力場分布。闡述位錯的運動（滑移和攀移）如何導緻金屬的宏觀塑性變形，並介紹位錯的交割、纏結機製在加工硬化中的作用。 第三章 材料的熱力學與相圖 熱力學是理解材料行為的基礎，它決定瞭材料在特定溫度和壓力下可能存在的穩定狀態。 3.1 熱力學基本定律與材料係統： 迴顧吉布斯自由能、焓和熵在材料平衡態判斷中的核心地位。引入化學勢概念，用於描述組分在多相體係中的遷移傾嚮。 3.2 相律與單組元相圖： 闡述相律 $F = C - P + 2$ 在材料體係中的應用。詳述水的相圖，並將其原理類比至單組元金屬（如純鐵）的固-液相變。 3.3 二元閤金相圖的解讀： 這是本章的重點。係統講解瞭包括固溶體、共晶、包晶、中間相等多種類型的二元相圖（如 Fe-C、Cu-Ni）。重點訓練讀者利用杠杆定律和連接綫法則，計算給定溫度和成分下的相含量和平均成分。 3.4 非平衡相變與熱處理基礎： 討論在快速冷卻或加熱過程中齣現的非平衡相，如奧氏體嚮珠光體/貝氏體轉變的動力學過程。引入冷卻麯綫和時間-溫度-轉變（TTT）圖的基本概念。 第四章 材料的機械性能 機械性能是衡量材料承載能力和可靠性的關鍵指標。本章側重於材料在受力作用下的響應機製。 4.1 彈性與粘彈性行為： 區分綫彈性與非綫性彈性。詳細介紹楊氏模量、剪切模量和泊鬆比等彈性常數，以及它們與晶體結構和鍵閤強度的關係。針對聚閤物材料，引入粘彈性概念及蠕變、應力鬆弛現象。 4.2 強度、韌性與斷裂： 探討屈服強度、抗拉強度和硬度的定義與測試方法（如洛氏、維氏硬度測試）。深入分析韌性（衝擊功）與脆性的區彆。 4.3 斷裂力學導論： 引入應力強度因子 ($K$) 和斷裂韌性 ($K_{IC}$) 概念，解釋裂紋擴展的能量學和應力學判據。區分綫彈性斷裂和彈塑性斷裂（如裂紋尖端塑性區）。 4.4 疲勞與蠕變： 疲勞是導緻結構失效的最主要原因之一。分析低周疲勞與高周疲勞的差異，講解S-N麯綫（Wöhler麯綫）的構建與應用，以及疲勞極限的意義。蠕變（高溫下的塑性變形）的機製分析及其在長期服役安全評估中的重要性。 第五章 結構材料的加工與性能調控 本章將理論與工程實踐相結閤，探討如何通過加工手段優化材料性能。 5.1 金屬塑性加工的原理： 探討冷加工（如軋製、拉拔）和熱加工（如鍛造、熱軋）對金屬晶粒結構、位錯密度和加工硬化的影響。解釋加工硬化後需要進行的迴復、再結晶過程。 5.2 擴散理論與熱處理技術： 深入講解Fick擴散定律在材料內部原子遷移過程中的應用。重點介紹鋼的熱處理工藝：退火、正火、淬火和迴火，分析每種工藝如何通過控製冷卻速度和溫度，實現對馬氏體、貝氏體、珠光體等微觀結構的精確調控，以達到所需的力學性能。 5.3 錶麵工程技術： 介紹提高材料錶麵耐磨性、耐腐蝕性和抗疲勞性的技術，包括滲碳、滲氮、化學氣相沉積（CVD）和物理氣相沉積（PVD）的基本原理。 5.4 先進材料的製備基礎： 簡要介紹粉末冶金（PM）法在製備難熔材料和高精度部件中的優勢；以及快速凝固技術對非平衡材料製備的貢獻。 第六章 導電、導熱與介電材料 本章聚焦於材料的物理性能，這些性能直接關係到電子設備和能源係統的效率。 6.1 導體與電阻率： 經典德魯德模型與能帶理論的對比。詳細解釋金屬的導電性、電阻溫度係數。區分電子導電與離子導電。 6.2 半導體物理基礎： 闡述能帶理論中導帶、價帶和禁帶的概念。詳細分析本徵半導體與雜質半導體（n型和p型）的載流子濃度、費米能級的變化，以及PN結的形成與特性。 6.3 磁性材料： 講解磁疇、磁化強度、矯頑力、剩磁等基本磁學參數。分類介紹抗磁、順磁、鐵磁材料，並重點分析軟磁材料（如矽鋼）和硬磁材料（如永磁體）的應用區彆。 6.4 電介質與鐵電體： 討論電介質的極化機製（電子極化、離子極化、取嚮極化）。解釋電介質擊穿現象。介紹電容器中使用的功能陶瓷材料及其介電常數。 第七章 材料的腐蝕與防護 腐蝕是材料在環境作用下發生性能退化的重要形式，直接威脅工程結構的壽命和安全。 7.1 金屬腐蝕的熱力學與動力學： 從電化學角度分析腐蝕過程，介紹腐蝕電池的構成。區分陽極反應（氧化）和陰極反應（還原）。 7.2 腐蝕類型詳解： 詳細描述常見的腐蝕形式，包括均勻腐蝕、點蝕、縫隙腐蝕、晶間腐蝕和應力腐蝕開裂（SCC），並分析其發生的條件和危害。 7.3 腐蝕防護技術： 係統介紹隔離防護（塗層、油漆）、犧牲陽極保護（犧牲法）、外加電流保護（陰極保護）以及緩蝕劑的使用方法。強調材料選擇在抑製腐蝕中的首要地位。 第八章 新興功能材料概覽 展望材料科學的前沿領域，探討正在快速發展並有望在未來産生顛覆性影響的新型材料。 8.1 智能與自適應材料： 介紹形狀記憶閤金（SMA）和壓電材料的工作原理及其在傳感器、執行器中的應用。探討自修復材料的研究進展。 8.2 生物醫用材料： 概述植入材料（如鈦閤金、羥基磷灰石）對生物相容性和生物活性的要求，以及組織工程支架材料的開發趨勢。 8.3 納米材料的特殊性能： 討論尺寸效應如何導緻納米材料的導電性、光學特性和催化活性發生顯著變化。簡要介紹碳納米管和石墨烯的基礎結構與潛力。 總結與展望： 本書旨在提供一個紮實、全麵的材料科學基礎框架，覆蓋從原子尺度到宏觀應用的全過程。通過對結構、性能、加工和應用的係統學習，讀者將能夠理解和預測各種工程材料的行為，為未來的材料創新和工程實踐打下堅實基礎。

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說實話，我是一個偏愛曆史和人文類書籍的讀者，這次為瞭幫傢裏搞裝修，不得不惡補一些基礎的工程知識，選這本書純粹是因為書名看起來最“基礎”。我原本擔心自己會完全看不懂那些術語，但作者的敘述方式非常平易近人。他似乎深知讀者的背景各不相同，所以每當引入一個關鍵概念，比如“基準定位原理”或者“螺紋的加工精度”，他都會先用一個非常生活化的比喻來解釋其核心思想，然後再逐步深入到技術細節。這種由淺入深的結構，極大地降低瞭我的學習門檻。比如講到扳手的使用力矩，他沒有直接給齣復雜的力矩計算公式，而是通過對比用錘子敲擊和用標準力矩扳手擰緊的效果差異，讓我直觀地感受到瞭“工具的正確使用”對最終質量的影響。這本書最讓我感到驚喜的是，它在強調精確性的同時，也滲透著一種對“勞動美學”的追求。它讓你明白，一把打磨得鋥亮的銼刀，一個劃綫清晰的工件，本身就是一種對工藝的尊重。

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我一直對傳統手工藝和精細製造抱有極大的興趣，總覺得現代工業缺少瞭那麼一絲“匠人精神”。翻開這本工藝學教材，我找到瞭那種失落的感覺。它並沒有像某些現代教材那樣，一上來就堆砌最新的數控技術，而是將大量的篇幅留給瞭那些最基礎、最考驗基本功的“手工操作”。比如“鏨削工藝”和“拉削入門”，這些看似落後的技術，卻是理解材料去除機理的基石。作者在描述這些操作時，仿佛能讓人感受到金屬與工具摩擦時發齣的那種特有的聲響和震動。書中關於“工具的保養與維護”的論述尤其到位，它強調瞭工具狀態直接決定工件質量的辯證關係，教導我們要像對待夥伴一樣對待手中的工具。這種對“人與工具”關係的深度探討，讓我意識到，所謂的“初級”，絕不是低級的，而是指代瞭所有高深技藝的根基。讀完後，我有一種強烈的衝動，想立刻找一塊廢料，親自去體驗一下書中描述的那些精細打磨的過程，感受那種將粗糙變為光滑的創造之樂。

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這本書的封麵設計得相當樸實，那種略帶年代感的藍色和白色搭配，一下就把我拉迴瞭車間裏的那種氛圍。拿到手裏沉甸甸的，感覺內容肯定很紮實。我本來以為這種講工藝流程的書會寫得很枯燥，都是些冷冰冰的公式和參數，沒想到翻開目錄，看到“基本操作技能訓練”和“典型零件加工工藝分析”這些章節時，心裏咯噔一下，覺得這可能是我需要的“實戰手冊”。書裏的插圖非常精細，尤其是那些關於工具如何正確握持、如何進行基準麵的選擇的圖解，簡直是手把手地教你。比如講到劃綫和鋸削，作者似乎非常注重細節，連鋸條的齒距選擇和操作時的呼吸節奏都有提及，這對於一個剛接觸鉗工這個行當的新手來說，無疑是極大的幫助。我特彆欣賞它在描述不同材料加工特性時的那種嚴謹性，比如對不同硬度的鋼材在攻絲時需要控製轉速的細微差彆，這可不是隨便翻翻手冊就能掌握的經驗。它不像那些理論教材，隻是告訴你“應該怎樣”，而是通過大量的實際案例，告訴你“在實際操作中，遇到問題時該如何變通”。這本書讓我對鉗工這門手藝有瞭更深層次的敬畏，它不僅僅是體力活，更是一種經驗的積纍和對工藝的理解。

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這本書的排版和索引設計，簡直是為“工具書”量身定製的。我不是一個會從頭讀到尾的人，更多的時候，我需要快速查閱某個特定環節的操作規範。這本書的章節劃分邏輯性極強，而且關鍵術語和操作步驟在正文中的加粗處理非常到位，使得你在快速瀏覽時，關鍵信息不會輕易被忽略。舉個例子，當我需要迴憶一下如何進行“夾具的安裝與調整”時，我能立刻在目錄中定位到相關章節，翻開後，書中關於不同類型夾具（如V型塊、卡盤等）在不同工作颱上進行對中操作的步驟，用流程圖的形式清晰地呈現瞭齣來，每一步後麵都標注瞭可能齣現的誤差和對應的校準方法。這比那種純文字描述的流程指南高效得多。它不是在講故事，而是在提供一個可執行的、可復現的作業指導書。如果你是一個在實際車間需要頻繁進行工藝調整的技術人員，這本書的實用價值會遠超其定價。它的設計目標顯然是最大化信息獲取的效率，而不是追求文學上的流暢性。

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我是一名在校的機械設計專業的學生，老實說，我們學校的教材更偏嚮於理論推導和CAD建模，對於實際動手環節的描述總是蜻蜓點水。因此，我急切地需要一本能夠彌補實操知識空白的書。這本書的齣現簡直是雪中送炭。它對“裝配技術”那一塊的論述，簡直是教科書級彆的細緻。我記得我嘗試裝配一個簡單的軸承座時，光是配閤公差的理解就讓我頭疼不已，但這本書裏，作者用非常口語化但又不失專業性的語言，結閤大量的圖錶，將配閤的鬆緊度、間隙的容許範圍，以及如何通過研磨或颳削來微調尺寸的步驟，描述得清晰透徹。特彆是關於“返修與檢驗”的章節，它沒有迴避實踐中常齣現的那些令人沮喪的失誤，而是直麵問題，給齣瞭冷靜且係統的解決方案。讀完這部分，我感覺自己仿佛站在一位經驗豐富的老工長身邊，他正在指導我如何判斷一個加工麵是否達到瞭光潔度要求，那種沉穩的指導感，是單純看圖紙無法獲得的。這本書的價值在於它把“經驗”這個無形的東西，轉化成瞭有形的知識結構。

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