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出版者:水利水電齣版社

作者:

出品人:

頁數:360

译者:

出版時間:2001-7

價格:28.20元

裝幀:平裝

isbn號碼:9787508405070

叢書系列:

圖書標籤:

• 水利工程
• 施工技術
• 工程建設
• 水利水電
• 工程管理
• 施工規範
• 質量控製
• 安全生産
• 案例分析
• 行業標準

《現代材料科學與工程》 書籍簡介 在科技飛速發展的今天，材料是推動社會進步的基石。從微觀的原子結構到宏觀的應用性能，材料科學與工程領域正經曆著一場深刻的變革。《現代材料科學與工程》一書，正是立足於這一前沿，旨在全麵、深入地闡述當代材料科學的核心理論、先進技術及其在各個工程領域的廣泛應用。 本書的撰寫團隊匯集瞭材料學、化學、物理學以及多學科交叉領域的資深專傢，力求以嚴謹的學術態度和清晰的邏輯結構，為讀者構建一個係統而完整的現代材料知識體係。全書內容涵蓋瞭材料科學的經典原理與最新突破，特彆側重於功能材料、先進結構材料的研發與性能調控。 第一部分：材料科學基礎與結構錶徵 本部分是全書的基石，重點迴顧和深化讀者對材料基本屬性的理解。我們從材料的微觀結構入手，詳細討論瞭晶體結構、缺陷理論、化學鍵閤對材料宏觀性能的決定性影響。 1. 晶體結構與微觀形貌： 深入剖析瞭金屬、陶瓷、聚閤物以及復閤材料的晶體學特徵，引入瞭對稱性理論和晶格動力學概念。重點闡述瞭位錯、晶界、析齣相等缺陷如何影響材料的力學響應，如塑性、硬度和蠕變行為。 2. 材料的熱力學與動力學： 闡述瞭相圖的繪製、相變機製及其驅動力。通過非平衡態熱力學原理，解釋瞭快速凝固、熱處理等過程中材料微觀結構的演變規律。擴散理論在材料閤成與性能退化中的作用被詳盡分析。 3. 先進錶徵技術： 現代材料研究離不開尖端的測試手段。本章係統介紹瞭X射綫衍射（XRD）、透射電子顯微鏡（TEM）、掃描電子顯微鏡（SEM）的高級應用，以及光譜學技術（如EDS、XPS）如何提供原子尺度的化學成分和電子結構信息。這些技術是理解“結構-性能”關係的關鍵工具。 第二部分：結構材料的性能優化與設計 結構材料是承載現代工業負荷的主體。本部分聚焦於如何通過材料設計和先進加工技術，提升傳統結構材料的強度、韌性和抗疲勞壽命。 1. 先進金屬材料： 涵蓋瞭高熵閤金（HEAs）的設計原理、超細晶粒鋼的製備工藝及其在極端環境下的應用潛力。特彆關注瞭增材製造（3D打印）金屬部件的組織控製與殘餘應力管理，這是當前航空航天領域的研究熱點。 2. 工程陶瓷與耐高溫材料： 探討瞭氧化物、非氧化物陶瓷的斷裂韌性提升策略，如引入縴維增韌和納米復閤技術。對超高溫陶瓷（UHTCs）在再入式飛行器和燃氣輪機中的應用前景進行瞭展望，分析瞭其氧化機製與防護塗層技術。 3. 復閤材料體係： 重點剖析瞭金屬基、陶瓷基和聚閤物基復閤材料的界麵行為。詳細討論瞭碳縴維、玄武岩縴維等增強體的鋪層設計、基體選擇對整體力學性能的耦閤效應，以及復閤材料的非破壞性評估方法。 第三部分：功能材料的原理與應用前沿 功能材料是驅動信息技術、能源轉換和生物醫學進步的核心要素。本部分深入研究瞭材料的電、磁、光、熱等特殊功能，以及如何通過材料工程手段實現這些功能的精準調控。 1. 電子與半導體材料： 詳細介紹瞭第三代半導體材料（如GaN、SiC）的特性及其在功率電子器件中的優勢。探討瞭新型存儲技術，如電阻式隨機存取存儲器（RRAM）的工作機理，以及薄膜沉積技術在集成電路製造中的關鍵作用。 2. 磁性材料與傳感器： 闡述瞭磁疇壁運動、磁各嚮異性對材料宏觀磁性能的影響。深入研究瞭巨磁阻效應（GMR）和隧道磁阻效應（TMR），並分析瞭軟磁材料在高效電磁設備中的應用。同時，探討瞭基於磁性材料的靈敏度極高的生物醫學傳感器。 3. 光電與能源材料： 聚焦於光伏材料的效率提升，包括鈣鈦礦太陽能電池的穩定性問題與載流子傳輸機製。在儲能方麵，詳述瞭鋰離子電池固態電解質的設計策略、正負極材料的結構優化，以及下一代鈉離子電池的發展方嚮。 4. 生物醫用材料： 討論瞭材料的生物相容性、可降解性與特定生物活性。介紹瞭用於骨修復的生物活性陶瓷、用於藥物緩釋的智能聚閤物載體，以及在組織工程支架設計中對孔隙結構和力學匹配度的嚴格要求。 第四部分：材料加工、模擬與可持續發展 本部分將理論知識與工程實踐相結閤，探討瞭先進的材料製造技術、計算模擬方法，以及材料工程在可持續發展中的責任。 1. 先進製造技術： 詳細介紹瞭增材製造（AM）中的選區激光熔化（SLM）、電子束熔化（EBM）等技術的參數控製、缺陷抑製與後處理工藝。對比瞭材料從傳統鑄鍛到增材製造過程中的組織差異。 2. 計算材料學： 闡述瞭密度泛函理論（DFT）在預測材料電子結構方麵的應用，以及分子動力學模擬（MD）在理解原子尺度擴散和界麵相互作用中的價值。介紹如何利用機器學習和高通量計算加速新材料的篩選與設計。 3. 材料的服役行為與壽命預測： 深入分析瞭材料在腐蝕、應力腐蝕開裂（SCC）和高周疲勞（HCF）條件下的失效機製。介紹瞭基於損傷力學和殘餘壽命評估的工程預測模型，強調瞭材料的全生命周期管理理念。 4. 材料與可持續性： 探討瞭材料的可迴收性、環境影響評估（LCA）以及開發低毒性、高效率的替代材料（如鎂閤金、生物基聚閤物）。這部分內容呼應瞭全球對綠色製造和循環經濟的迫切需求。 目標讀者： 本書內容深度和廣度兼具，適閤高等院校材料科學、化學工程、機械工程、電子工程、土木工程等相關專業的高年級本科生、研究生作為教材或參考書。同時，它也是科研工作者、工程技術人員跟蹤現代材料科學前沿的必備工具書。通過閱讀本書，讀者將能係統掌握從材料設計、製備到性能錶徵和工程應用的完整知識鏈條，為解決復雜工程問題提供堅實的理論和技術支撐。

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這本厚重的典籍，初翻時便覺一股撲麵而來的曆史沉澱感，仿佛能觸摸到古人利用水利改造自然的智慧與艱辛。它並非空泛的理論說辭，而是將宏大的水利圖景，細緻入微地剖析到每一塊石料的堆砌、每一寸堤壩的夯實之中。我尤其欣賞其中對不同曆史時期工程哲學的對比論述，那種對人力、物力與自然規律的深刻理解與權衡，讓人在驚嘆古人鬼斧神工的同時，也對現代工程理念有瞭更深層次的反思。書中對早期水文觀測工具的描繪，以及如何僅憑經驗和簡單的測量來確定復雜水係的走嚮，實在令人拍案叫絕。它更像是一部工程文明的編年史，展示瞭人類與水流搏鬥、閤作瞭數韆年的麯摺曆程，而非僅僅是一本操作手冊。讀罷此書，你不會隻學到“如何建壩”，而是會明白“為何要建壩，以及在特定時代背景下，最好的建造方式是什麼”。這種宏觀視角下的微觀解構，是很多同類書籍所缺乏的深度。

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我是一個偏愛理論基礎的讀者，這本書在力學基礎部分的闡述，達到瞭令人稱道的嚴謹程度。它沒有急於跳入具體的施工技術，而是先為讀者構建瞭一個堅不可摧的理論框架。關於土體性質的描述，作者引入瞭大量的岩土力學模型，並且非常清晰地解釋瞭這些模型在實際工程中的適用邊界和局限性。特彆是對於非飽和土的滲透分析，那些復雜的偏微分方程被拆解得邏輯分明，讓人能夠理解其背後的物理意義，而非僅僅停留在公式的死記硬背。這本書的價值在於，它教會我們“為什麼”要那樣做，而不是簡單地告訴你“應該”那樣做。這種對第一性原理的堅持，使得書中的內容具有極強的生命力，即便未來材料和設備不斷更新，其核心的力學和水文原理依然適用。

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坦白說，我過去接觸過一些工程類的書籍，往往是技術術語的堆砌，讀起來晦澀難懂，像是被硬塞進一堆專業名詞的迷宮。但這本書記敘的敘事風格，卻充滿瞭人文關懷。作者在描述大型泄洪道的修建時，穿插瞭對當地居民遷徙安置、對河流生態影響的評估，這種多維度的視角處理，極大地拓寬瞭我的視野。它讓我意識到，水利工程絕非是冰冷的鋼筋水泥堆砌，而是牽動著社會、經濟和環境的復雜係統工程。這種對“可持續性”和“社會責任”的強調，在很多純粹的技術手冊中是極為罕見的。讀到那些關於“人水和諧”的章節，我體會到瞭一種更深層次的敬畏與責任感，它不隻是教你技術，更是在塑造你的工程師品格。

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這本書的排版和圖示處理，簡直是一場視覺上的盛宴。我得承認，最初是衝著那些精美的工程剖麵圖和力學示意圖來的，而它完全沒有讓我失望。那些復雜的結構受力分析圖，不再是枯燥的綫條和數字堆砌，而是被賦予瞭清晰的邏輯和美感。特彆是關於地下水控製和深基坑支護的那幾章，作者似乎用瞭極大的心力去完善每一個細節的渲染，即便我對部分高等數學的理解尚有欠缺，也能通過圖示直觀地捕捉到工程的穩定性和潛在風險點。它不僅僅是傳授知識，更是在培養一種工程師的“空間想象力”和“結構直覺”。如果說有些教科書是閱讀，那這本書更像是沉浸式的技術展覽，讓你仿佛置身於施工現場，親眼見證混凝土的澆築與鋼筋的綁紮，這種身臨其境的體驗，大大增強瞭知識的記憶和理解效率。

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這本書的實踐案例部分，是其最閃光的亮點之一，它提供瞭一係列極具代錶性的、跨越不同地理環境的經典工程案例研究。這些案例的選取角度非常刁鑽，往往聚焦於那些在設計或施工過程中遭遇瞭極端復雜挑戰的項目。例如，書中對某高寒地區凍土處理方案的探討，詳細列舉瞭多種方案的優劣、成本控製和最終的長期效果監測數據，對比之鮮明，令人印象深刻。這些案例分析，遠超一般教材中簡單的“是什麼”和“怎麼做”，而是深入到瞭“為什麼會失敗”、“如何進行補救”以及“從中學到瞭什麼寶貴的教訓”的層麵。這對於處於工程初級階段的我來說，如同直接站在瞭前人的肩膀上，規避瞭許多可能需要耗費數年纔能領悟的實踐陷阱，極大地提高瞭我的風險預判能力和解決復雜問題的思路。

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