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出版者:浙江大学出版社

作者:吴进明

出品人:

页数:126

译者:

出版时间:2004-8

价格:13.00元

装帧:简裝本

isbn号码:9787308038034

丛书系列:

图书标签:

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好的，这是一份针对一本名为《应用材料基础》的书籍，撰写的，内容详尽且不涉及该书核心主题的图书简介。 --- 图书名称：《工程材料的微观结构与性能调控》 内容概要： 本书深入探讨了现代工程领域中至关重要的结构材料——金属合金、陶瓷以及高分子复合材料——的内在联系：即微观结构如何决定宏观性能，以及如何通过先进的加工工艺精确调控这些结构以达成预期的工程目标。全书旨在为材料科学、机械工程、航空航天、土木工程等领域的工程师和研究人员提供一个全面且深入的理论框架和实践指导。 第一部分：晶体结构、缺陷与基础热力学 本部分奠定了理解所有固体材料的基础。我们首先从晶体学的基本原理出发，详细解析了金属和陶瓷材料的晶格类型、晶带理论以及对称性。重点关注布拉菲点阵、米勒指数在描述晶面和晶向上的应用，并结合三维模型直观展示晶体学的核心概念。 随后，章节转向材料的“不完美性”——晶体缺陷。我们详细区分了点缺陷（空位、间隙原子、取代原子）、线缺陷（位错的类型：刃型、螺型及混合型）和面缺陷（晶界、孪晶界）。通过引入弹性理论的概念，我们定量分析了位错运动对材料塑性的贡献，并探讨了如何通过引入第二相粒子或控制晶界能来抑制位错滑移，这是实现材料硬化的关键机制。 热力学基础部分则着重于相变驱动力。引入吉布斯自由能的概念，阐述了合金凝固、沉淀析出等过程的驱动力与平衡条件。使用相图（二元和三元系统）作为核心工具，详细解析了扩散控制相变（如铁碳合金中的珠光体转变）和无扩散相变（如马氏体转变）的动力学特征，并将其与冷却速率、加热速率等工艺参数紧密联系起来。 第二部分：金属合金的强化机制与热处理工艺 本部分聚焦于工程中最常用的结构材料——金属合金。内容深入剖析了多种强化机制，超越了简单的固溶强化。我们详细阐述了沉淀强化（GP区、$gamma'$ 相的形成与长大）、晶界强化（Hall-Petch 关系及其适用性边界）以及形变孪晶在提高材料强度和韧性方面的作用。 热处理工艺是实现这些微观结构控制的核心手段。本章详细论述了退火、正火、淬火和回火等关键工艺流程。对于钢材而言，我们不仅讨论了碳化物析出对回火马氏体的影响，还深入分析了先进的热处理技术，如等温球化退火、贝氏体转变的控制以及超塑性变形过程中的动态回复机制。对于铝合金和镍基高温合金，则重点讨论了时效强化过程中析出相的形貌、尺寸分布与其对蠕变性能的决定性影响。 第三部分：结构陶瓷的制备与断裂韧性提升 结构陶瓷（如氧化铝、碳化硅、氮化硅等）以其优异的耐高温、耐磨损和绝缘特性而备受关注。本部分强调了陶瓷材料的烧结过程。我们从粉末的制备（共沉淀、溶胶-凝胶法）开始，详细分析了从粉末到致密实体的塑性流动、扩散通量以及烧结致密化的动力学模型（如气体动力学模型）。 关键的挑战在于陶瓷的低断裂韧性。本章全面介绍了提高陶瓷韧性的策略。重点内容包括：裂纹偏转、桥接效应、裂纹终止机制，以及通过引入增韧相（如氧化锆的相变增韧）来吸收裂纹扩展能量的微观机制。此外，我们还讨论了先进的陶瓷基复合材料（CMC）的制造技术，特别是纤维与基体的界面控制对整体性能的影响。 第四部分：高分子材料的构象、形变与动态特性 本部分将视角转向有机高分子材料，从分子链的拓扑结构和构象角度解析其独特的力学行为。我们阐述了聚合物的统计力学模型（如高斯链模型），并分析了玻璃化转变温度（$T_g$）和熔点（$T_m$）对材料粘弹性行为的决定性作用。 高分子材料的变形机制与晶体材料截然不同。本章详细描述了高分子在不同温度和应力条件下的变形模式：粘性流动、弹道形变、拉伸诱导的取向结晶，以及应力松弛和蠕变现象。我们引入了时间-温度等效原理（Williams-Landel-Ferry 关系），用于预测聚合物在不同服役条件下的长期性能。 最后，我们探讨了先进高分子复合材料的界面科学。如何通过化学键合、物理缠绕或纳米粒子增强来优化纤维与树脂基体之间的载荷传递效率，以及这对复合材料的疲劳寿命和环境敏感性产生的影响，是本部分收尾的重点内容。 总结： 《工程材料的微观结构与性能调控》不仅是一本基础教科书，更是一部面向实际工程应用的参考手册。它通过严谨的物理化学原理，结合先进的实验表征技术（如透射电镜、X射线衍射、原子力显微镜等对微观结构的揭示），为读者构建了一个从原子尺度到宏观工程应用之间完整的知识链条。本书强调了“设计结构以实现性能”的核心思想，是材料科学家和工程师理解和创新现代工程材料的必备工具书。

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我购入《应用材料基础》一书，是希望能够深入了解光学材料在现代科技中的应用，特别是与光通信、光学成像和显示技术相关的材料。我特别关注诸如光纤材料（如高纯度石英玻璃）、非线性光学材料（如铌酸锂LiNbO3）、以及用于LED和激光器的半导体发光材料等。我期望能理解，这些材料的折射率、透光率、色散特性以及非线性光学效应等是如何被精确控制，从而实现高效的光信号传输、精确的光学成像以及特定波长的光发射。书中虽然提及了材料的光学性质，例如透明度和折射率，但对于这些性质背后的物理原理，以及它们如何影响器件的性能，却未能深入阐述。我希望能够看到更多关于光通信系统中，光纤的损耗机制和色散补偿技术，以及如何通过优化光纤材料来提高通信带宽和速率。书中也未能充分介绍用于高清显示技术的光学材料，例如液晶材料、OLED材料的特性，以及它们如何实现高分辨率、高对比度和广色域的显示效果。对于关注光电技术和信息产业发展的读者而言，这本书在光学材料方面的深入性内容是远远不够的。

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在翻阅《应用材料基础》这本书的过程中，我一直期待能够看到关于生物材料在医疗健康领域的广泛应用。从人工器官、组织工程支架，到药物递送系统和诊断设备，生物材料的创新正在深刻地改变着医疗的面貌。我特别想了解，诸如生物惰性高分子、生物陶瓷、以及可降解生物材料（如聚乳酸PLA、聚甘醇酸PGA）等，其在设计和制造时需要考虑哪些关键因素，例如生物相容性、机械性能、降解速率以及细胞的附着和生长。书中对生物材料的介绍，仅停留在非常表面的层面上，提及了它们可以与人体组织兼容，但未能深入探讨其在体内与生理环境的相互作用，以及如何通过材料表面的修饰来优化其生物学响应。我期望能够看到更多关于组织工程中，如何利用生物材料构建三维支架，引导细胞分化和组织再生，以及如何开发用于心脏瓣膜、骨骼修复等领域的先进生物材料。书中对于药物缓释系统的设计，例如如何通过控制材料的孔隙结构和降解速率来精确控制药物的释放，也未能提供足够的细节。对于希望了解材料科学如何为人类健康贡献力量的读者来说，这本书在这方面的论述显得过于肤浅。

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我对《应用材料基础》这本书的期待，是能够详细了解各种材料在能源存储和转换技术中的关键作用。例如，我非常关注锂离子电池材料的研究进展，希望了解正极材料（如钴酸锂、磷酸铁锂）、负极材料（如石墨、硅）以及电解质材料（如碳酸酯类有机电解液、聚合物电解质）的微观结构、电化学性能以及它们如何共同影响电池的能量密度、功率密度、循环寿命和安全性。我也对燃料电池中的催化剂材料，例如铂基催化剂，以及其工作机理感兴趣，想知道如何通过纳米结构设计来提高催化活性和稳定性。书中虽然提及了“能源材料”这一概念，并笼统地介绍了某些材料的导电性或储能潜力，但未能深入到具体的材料体系和技术细节。我希望能够看到更多关于固态电池、钠离子电池等下一代储能技术的研究进展，以及这些技术对可持续能源发展的重要性。此外，书中也缺乏对太阳能电池材料，如硅基太阳能电池、钙钛矿太阳能电池等的详细介绍，以及它们在光电转换效率和成本效益方面的权衡。对于关注绿色能源和可持续发展的读者而言，这本书在这一领域的指导性内容显得尤为匮乏。

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购买《应用材料基础》这本书，我原本希望能对半导体材料在电子信息产业中的关键作用有更深入的理解。从微处理器、存储芯片到光电器件，半导体材料是现代科技的基石。我期待能够了解到，诸如硅（Si）、砷化镓（GaAs）、氮化镓（GaN）等不同半导体材料的能带结构、载流子迁移率、禁带宽度等基本特性，以及这些特性如何决定它们在电子器件中的功能。我尤其想知道，晶体生长技术，如直拉法（CZ）、浮区法（FZ）等，是如何生产出高纯度、高质量的单晶硅片，而这些晶片又如何被进一步加工成各种复杂的集成电路。书中对于半导体材料的介绍，虽然提到了它们的导电性介于导体和绝缘体之间，以及掺杂等概念，但对于不同半导体材料的特性差异，以及它们在特定应用中的选择依据，却显得十分模糊。我希望能够看到更多关于异质结、MOSFET、二极管等基本半导体器件的工作原理，以及这些器件的性能如何受到材料特性的直接影响。书中也未能充分讨论到化合物半导体在高速通信、功率电子等领域的优势，以及其制备和应用面临的挑战。对于希望了解半导体技术如何驱动信息时代发展的读者来说，这本书所提供的信息量和深度都显得不足。

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当我拿到《应用材料基础》这本书时，我满怀期待地希望能够深入了解各种材料在实际工业生产中的应用原理和技术细节。我尤其对高性能复合材料在汽车制造领域的应用抱有浓厚的兴趣，例如碳纤维增强聚合物（CFRP）是如何被用来制造车身面板，从而在保证强度的同时显著减轻车辆重量，提高燃油经济性和操控性能的。我也想知道，在这些复合材料的制造过程中，涉及哪些关键的工艺参数，比如纤维的铺层方式、树脂的选择以及固化过程的温度和压力控制，这些因素又如何最终影响成品的力学性能和耐久性。然而，这本书在这一方面的内容显得非常有限。它更多的是在宏观上提及了“复合材料”这个概念，并泛泛地介绍了一些基本的组成成分，比如纤维和基体，但却未能深入到具体的材料体系，例如碳纤维、玻璃纤维、芳纶纤维等各自的特点及其在不同应用中的优势。对于诸如航空级别复合材料的超高强度和刚性，以及其在结构设计中的考量，书中也未能提供足够的细节。我期待能够看到更具体的案例研究，比如某款高性能跑车是如何通过大量使用复合材料来达到其卓越的性能指标的，或者在航空领域，哪些部件必须使用特定类型的复合材料，以及其背后的原因。此外，书中对于复合材料的连接技术、损伤检测和修复方法等实际工程问题也鲜有提及，而这些恰恰是材料在实际应用中不可或缺的关键环节。

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我购入《应用材料基础》这本书，是希望能够对陶瓷材料的独特性能及其在极端环境下的应用有一个全面的认识。我特别关注陶瓷材料在高温热障涂层、耐磨轴承以及生物医学植入物等领域的应用，例如，在航空发动机中，氧化锆陶瓷涂层是如何承受数千摄氏度的高温，保护金属基材免受热侵蚀的。我也对陶瓷材料的生物惰性，以及其在制造人工髋关节、牙齿修复体等方面的应用很感兴趣，想了解其表面处理和制造工艺如何保证其与人体组织的良好相容性。书中虽然提及了陶瓷材料的硬度高、耐磨损、绝缘性好等基本特性，但对于这些特性背后的微观机制，例如其晶体结构、化学键合等，以及这些微观特征如何影响其宏观性能，却缺乏深入的探讨。我希望能够看到更多关于先进陶瓷，如碳化硅（SiC）、氮化硼（BN）等在核工业、半导体制造等高科技领域中的具体应用案例，并解释它们为何能胜任这些严苛的任务。书中对于陶瓷的加工制造工艺，比如烧结、热压、化学气相沉积（CVD）等，以及这些工艺如何影响材料的孔隙率、晶粒尺寸和最终性能，也仅仅是浅尝辄止。我期望这本书能够提供更具指导性的信息，帮助读者理解如何根据具体的应用需求，选择和设计合适的陶瓷材料，并掌握相关的加工技术。

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我翻阅《应用材料基础》时，一直在寻找关于高分子材料在现代生活中无处不在的应用的详细阐述。从我们日常使用的塑料制品、合成纤维，到高科技领域的电子封装、生物医学材料，高分子材料的应用范围之广令人惊叹。我特别希望能深入了解，不同类型的聚合物，如聚乙烯（PE）、聚丙烯（PP）、聚氯乙烯（PVC）、聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）以及各种工程塑料，其分子链结构、分子量分布、结晶度等因素是如何决定它们的物理性能，比如强度、柔韧性、耐化学性以及热稳定性。书中对高分子的基本概念，如单体、聚合反应、玻璃化转变温度等，确实有所介绍，但这些介绍更多的是停留在基础化学理论层面，未能充分地引导读者去理解这些理论如何与实际应用紧密相连。我期待能看到更多关于高分子材料在包装、纺织、汽车、建筑以及医疗器械等领域的具体应用实例，并分析不同应用场景对材料性能提出的具体要求，以及相应的材料设计和改性策略。例如，在食品包装领域，为何某些聚合物能够提供优异的阻隔性能，延长食品保质期，而另一些则不行？在医疗领域，生物可降解聚合物是如何被用于组织工程支架或药物缓释载体的？这些实际应用的细节和背后的科学原理，是本书所未能充分涵盖的。

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我曾希望通过《应用材料基础》这本书，能够对金属合金的微观结构与其宏观性能之间的深刻联系有一个更清晰的认识。例如，在工程领域，我们经常会遇到需要高强度、高韧性且耐腐蚀的材料，这往往需要通过合金化和热处理等手段来实现。我特别想了解，诸如铝合金、钛合金以及镍基高温合金等在航空航天、汽车制造和能源工业中扮演着关键角色的材料，其内部的晶粒尺寸、相分布、析出相等微观结构是如何被精确调控，从而获得所期望的力学性能和抗蠕变性能的。书中对于位错、晶界、相变等基本概念的介绍虽然是必要的，但它们更多的是一种理论上的铺垫，而未能充分地引导读者去理解这些微观特征如何直接转化为宏观的应用价值。例如，当描述钢的强度时，我希望能读到关于不同热处理工艺，如淬火、回火、正火等，如何改变马氏体、珠光体、贝氏体等微观组织，以及这些组织变化如何影响钢的硬度、强度和韧性。书中也缺乏对特定金属合金在实际应用中的失效分析，例如应力腐蚀开裂、疲劳断裂等现象，以及如何通过优化材料成分和微观结构来预防这些失效模式。对于材料工程师而言，能够理解并预测材料在复杂工况下的行为至关重要，而这本书在这方面的指导意义显得较为薄弱。

评分☆☆☆☆☆

这本书的书名叫做《应用材料基础》，然而，在我翻阅了数百页之后，我发现它并没有如我所期望的那样，为我展现出材料科学在实际应用中的具体案例和深度剖析。我期待的是能够看到诸如航空航天领域中轻质高强度合金的研发历程，或者电子行业中半导体材料的微观结构如何影响其导电性能的详细解释。我甚至希望能够了解到在医疗器械领域，生物相容性材料是如何被设计和制造出来的，比如用于人工关节或心脏支架的聚合物和金属。书中对于材料的基本属性，如强度、硬度、延展性、导热性和导电性等，确实进行了一些理论上的介绍，但这些介绍更多的是停留在概念层面，缺乏将这些属性与实际应用场景联系起来的桥梁。例如，当提到金属材料的强度时，我期望能读到关于钛合金在飞机制造中的具体应用，例如其如何减轻飞机重量，提高燃油效率，以及在极端温度和压力下仍能保持稳定性的原因。或者，当描述陶瓷材料的耐高温性时，书中应该能够深入探讨其在火箭发动机喷嘴或核反应堆中的应用，解释其独特的晶体结构如何使其能够承受极高的温度而不熔化或变形。然而，书中对于这些具体应用的讨论却显得尤为 sparse，更像是蜻蜓点水，未能深入到材料选择、设计优化以及制造工艺的细节中去。对于一位希望通过阅读此书来理解材料科学如何驱动现代科技发展的读者而言，这种理论与实践之间的鸿沟无疑是令人感到失望的。我希望能够看到更多的图表、数据和真实的工程案例，而不是仅仅停留在抽象的物理和化学原理的阐述上。

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我希望《应用材料基础》能够提供关于材料在环境保护和可持续发展领域中扮演角色的深刻见解。例如，我对于用于水处理的吸附材料，如活性炭、沸石、以及新型纳米多孔材料，它们如何有效地去除水中的污染物，以及其再生利用的技术，非常感兴趣。我也想了解，在空气净化领域，高效催化剂材料是如何分解有害气体，以及新型过滤材料是如何捕获PM2.5等细微颗粒物。书中对环境材料的介绍，仅仅停留在非常笼统的层面，提及了它们可以用于“净化”或“吸附”，但未能深入到具体的材料类型、其作用机理以及相关的工程应用案例。我期望能够看到更多关于绿色化学和循环经济中，如何利用可再生材料和生物基材料来替代传统的、对环境影响较大的材料，例如生物降解塑料、木质纤维素基材料等。书中也未能充分讨论到材料的生命周期评估（LCA），即从原材料的提取、加工、使用到最终的废弃处理，整个过程中对环境的影响，以及如何通过材料设计来最小化这种影响。对于致力于推动可持续发展和解决环境问题的读者而言，这本书在这方面的论述显得尤为不足。

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当年上课那老师非常歧视文科生啊。

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