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出版者:冶金工業齣版社

作者:那順桑 編

出品人:

頁數:203

译者:

出版時間:2004-1

價格:22.00元

裝幀:簡裝本

isbn號碼:9787502434175

叢書系列:

圖書標籤:

• 金屬材料
• 材料工程
• 實驗教程
• 高等教育
• 理工科
• 金屬工程
• 材料科學
• 實驗教學
• 專業課程
• 大學教材

《材料科學基礎》 內容概述： 《材料科學基礎》是一部係統性、理論性兼具的經典教材，旨在為讀者構建堅實的材料科學認知框架。本書內容涵蓋瞭材料的微觀結構、性能與加工工藝之間的內在聯係，深入淺齣地剖析瞭晶體結構、點缺陷、綫缺陷、麵缺陷等微觀結構特徵如何影響材料的力學、電學、磁學、熱學和光學性能。本書特彆強調瞭材料在原子、分子、晶體等不同尺度上的行為規律，為理解和設計新型功能材料奠定瞭理論基礎。 第一部分：材料的微觀結構與缺陷 晶體結構基礎： 本部分詳細介紹瞭晶體學的基本概念，包括晶格、基元、晶胞、晶嚮、晶麵等。通過對常見晶體結構（如麵心立方、體心立方、六方密堆積、金剛石立方等）的深入解析，使讀者能夠理解金屬、陶瓷、聚閤物等不同材料的原子排列方式。書中運用大量的圖示和模型，直觀地展示瞭不同晶體的空間排列，幫助讀者建立清晰的立體認知。此外，還介紹瞭非晶態材料的結構特徵，並與晶體結構進行對比分析，強調瞭長程有序與短程有序的區彆。 點缺陷及其影響： 本章深入探討瞭材料中的點缺陷，包括空位、置換原子、間隙原子等。詳細闡述瞭這些缺陷的形成機理、濃度變化規律（如溫度依賴性），以及它們對材料擴散、電導率、光學性質等宏觀性能産生的關鍵影響。通過分析點缺陷的統計分布和熱力學穩定性，讀者能夠理解材料在不同溫度下的行為差異。 綫缺陷（位錯）及其力學行為： 本部分是材料力學性能理解的核心。詳細介紹瞭刃型位錯、螺型位錯及其混閤型位錯的結構和運動機製。書中通過生動的圖解和抽象的模型，解釋瞭位錯的滑移和攀移過程，以及這些過程如何導緻材料的塑性變形。同時，還討論瞭位錯的産生、湮滅、交聯和纏結等現象，以及它們對材料強度、硬度和韌性的影響。通過對位錯理論的掌握，讀者可以理解金屬材料塑性變形的基本原理，並為後續的熱處理和強化機製學習打下基礎。 麵缺陷（晶界、疇界等）及對性能的影響： 本章關注材料內部的二維缺陷，如晶界、層錯、疇界等。詳細闡述瞭晶界的結構特徵、能量及其對材料擴散、晶粒生長、電學和磁學性能的影響。特彆強調瞭晶界在多晶材料中的重要作用，以及如何通過控製晶粒尺寸來調控材料性能。對於鐵電、鐵磁材料，則詳細介紹瞭疇界的形成、移動及其對宏觀電學和磁學行為的貢獻。 第二部分：材料的性能與錶徵 力學性能： 本部分係統闡述瞭材料在各種外力作用下的響應，包括強度、硬度、韌性、疲勞、蠕變等。詳細介紹瞭拉伸試驗、壓縮試驗、彎麯試驗、衝擊試驗等經典的力學性能測試方法，並對測試結果的解讀和分析進行瞭深入講解。書中通過分析應力-應變麯綫，揭示瞭彈性變形、塑性變形、斷裂等過程的力學本質。重點討論瞭材料的強化機製，如固溶強化、沉澱強化、形變強化、晶界強化等，為材料設計提供瞭指導。 電學性能： 本章深入探討瞭材料的導電、絕緣、半導體特性。詳細介紹瞭電阻率、電導率、介電常數、半導體摻雜等概念，並分析瞭溫度、缺陷、晶粒尺寸等因素對電學性能的影響。對於不同類彆的材料（金屬、陶瓷、聚閤物、半導體），分彆介紹瞭其典型的電學行為和應用。書中還涉及瞭電荷輸運機理，如電子和空穴的運動，以及材料在電場作用下的極化現象。 磁學性能： 本部分全麵介紹瞭材料的磁學分類（順磁性、抗磁性、鐵磁性、亞鐵磁性、反鐵磁性），並分析瞭不同磁性材料的微觀磁結構和磁疇行為。詳細闡述瞭磁化強度、磁導率、矯頑力、磁滯迴綫等關鍵磁學參數，以及它們對材料在磁場中錶現的影響。書中討論瞭磁疇壁的移動和轉動機製，以及這些過程與材料宏觀磁響應的關係。 熱學性能： 本章關注材料的熱傳導、熱膨脹、比熱容等熱學性質。詳細介紹瞭熱導率、熱膨脹係數、居裏溫度、玻璃化轉變溫度等重要參數，並分析瞭材料的微觀結構和原子鍵閤方式如何影響這些熱學性能。書中討論瞭熱量在材料中的傳遞機製，以及材料在溫度變化過程中的尺寸變化和相變行為。 光學性能： 本部分介紹瞭材料與光相互作用的基本原理，包括光的吸收、反射、透射、摺射、衍射和散射。詳細闡述瞭材料的摺射率、消光係數、透光率、反射率等光學參數，並分析瞭電子能帶結構、晶體結構、錶麵形貌等因素對光學性能的影響。書中討論瞭不同材料（透明材料、半透明材料、不透明材料）的光學特性及其在光學器件中的應用。 第三部分：材料的相變與熱處理 相圖與相變： 本章係統介紹瞭一維、二維和三維相圖的繪製方法和解讀技巧，深入分析瞭固-液、固-固、固-氣等不同類型的相變過程。重點講解瞭相變的驅動力（自由能）、相界麵的形成與移動，以及相變對材料組織和性能的影響。書中通過二元閤金相圖的實例，詳細闡述瞭固溶體、化閤物、共晶、共析等相的形成過程。 熱處理原理與工藝： 本部分是材料加工與性能調控的關鍵。詳細介紹瞭退火、正火、淬火、迴火等經典的熱處理工藝，並深入分析瞭不同熱處理過程中材料內部組織結構的變化及其對性能的影響。書中重點闡述瞭退火的目的是消除內應力、細化晶粒、改善加工性能；正火的目的是細化晶粒、提高強度和韌性；淬火的目的是獲得高硬度馬氏體組織，為後續迴火提供基礎；迴火的目的是降低淬火脆性，獲得所需的綜閤力學性能。 相變動力學： 本章從動力學角度分析相變過程，包括形核和長大的機製。詳細介紹瞭阿甫蒂（Avrami）方程等描述相變速率的動力學模型，並分析瞭溫度、冷卻速率、雜質等因素對相變動力學的影響。通過理解相變動力學，可以更精確地控製材料的微觀組織，從而獲得期望的宏觀性能。 第四部分：材料的製備與加工 金屬材料的製備與加工： 本部分介紹瞭金屬材料從礦石到成品的加工過程，包括冶煉、鑄造、軋製、鍛造、焊接、粉末冶金等。詳細闡述瞭各種加工方法的原理、工藝流程、設備特點以及對材料組織和性能的影響。 陶瓷材料的製備與加工： 本章介紹瞭陶瓷材料的製備方法，如粉體製備、成型（壓製、擠壓、注漿）、燒結等，以及陶瓷的加工技術，如切削、磨削等。重點討論瞭燒結過程對陶瓷緻密化和性能提升的關鍵作用。 聚閤物材料的製備與加工： 本部分介紹瞭聚閤物的閤成方法（如加聚、縮聚），以及聚閤物的成型加工技術，如注塑、擠齣、吹塑、壓延等。重點分析瞭加工過程對聚閤物分子鏈取嚮、結晶度等微觀結構的影響。 《材料科學基礎》通過係統性的理論闡述和豐富的實例分析，旨在幫助讀者建立起對材料科學的全麵認識，掌握材料性能與結構之間的內在聯係，並為進一步深入學習材料的特定領域（如金屬材料工程、陶瓷材料工程、高分子材料工程等）打下堅實的基礎。本書適閤高等院校材料科學與工程、冶金工程、機械工程等相關專業的本科生和研究生閱讀。

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我是一個工作瞭幾年、現在準備考研深造的在職工程師。在實際工作中，我對材料的失效分析和新材料的引入越來越感到力不從心，迫切需要係統地迴顧和深化我的實驗技能。這本書的齣現，恰好填補瞭我知識體係中的一個重要缺口。它的深度遠超本科階段使用的普通實驗指導書，尤其在涉及到復雜相變、疲勞斷裂等前沿實驗技術時，書中引用的文獻和案例都非常具有前瞻性。比如，書中對掃描電子顯微鏡（SEM）和透射電子顯微鏡（TEM）的實驗操作要求和圖像判讀標準，給齣瞭極高的操作門檻和詳盡的圖解，這對我理解微觀形貌與宏觀性能之間的內在聯係至關重要。此外，書中對實驗安全規範的強調也體現瞭極高的專業素養，這在工業環境中是不可或缺的一環。這本書的編排方式，更像是資深教授對年輕研究人員的一份“實戰手冊”，它不光教你怎麼做實驗，更教你如何像一個真正的材料科學傢那樣去思考和設計實驗方案。

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這本《金屬材料工程專業實驗教程》的封麵設計簡潔明瞭，封麵上印著清晰的金屬微觀結構圖，讓人一眼就能感受到其專業性和嚴謹性。我是在為我的畢業設計尋找可靠的實驗參考資料時偶然發現這本書的。拿到手後，我立刻被它詳實的內容和清晰的邏輯結構所吸引。書中對不同金屬材料（如鋼、鋁閤金、鈦閤金等）的力學性能測試、顯微組織觀察、熱處理工藝控製等環節進行瞭極其細緻的闡述。特彆是關於拉伸、衝擊、硬度測試的實驗步驟，作者不僅給齣瞭標準的操作流程，還深入剖析瞭可能齣現的誤差來源和應對措施，這一點對於我們學生來說簡直是福音。許多教材往往隻注重理論，而這本書完美地彌補瞭實踐指導的空白，讓抽象的理論知識瞬間變得觸手可及。我特彆欣賞它在實驗數據分析部分的處理方式，它提供瞭一套係統的、經過驗證的分析框架，幫助我們如何從海量的實驗數據中提取齣有價值的結論，而不是僅僅停留在數據的羅列上。總的來說，這本書的結構安排非常閤理，從基礎的材料製備到高級的性能錶徵，層層遞進，對於初學者建立完整的實驗思維體係大有裨益。

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對於一個剛剛接觸金屬材料學的本科生來說，麵對復雜的實驗設備和晦澀的理論知識，很容易産生畏難情緒。這本《金屬材料工程專業實驗教程》就像一位耐心、知識淵博的導師，循循善誘地引導我進入這個奇妙的微觀世界。書中對基本概念的引入非常平易近人，比如，它會用非常直觀的比喻來解釋“位錯”的概念，而不是直接拋齣復雜的晶體學公式。在講解金相分析時，它不僅展示瞭各種酸蝕液的配方，還詳細說明瞭不同蝕刻劑對不同晶體結構材料的“選擇性”腐蝕原理，這纔是理解金相圖背後的物理意義的關鍵。我尤其喜歡它在各個實驗項目之間建立的聯係，比如，它會指齣“如果你在A實驗中發現材料的脆性增加，請迴顧B實驗中關於碳含量對馬氏體轉變的影響”。這種前後呼應的結構，讓整個學習過程不再是零散知識點的堆砌，而是一個連貫的知識網絡構建過程。這本書的價值在於，它成功地將科學的嚴謹性、工程的實用性以及教學的啓發性完美地融閤在瞭一起。

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說實話，剛翻開這本書的時候，我對它抱有很高的期望，但又擔心內容過於陳舊或者過於偏重某一特定領域。然而，這本書展現齣瞭一種令人驚喜的平衡感。它沒有盲目追求最新的、尚未成熟的實驗方法，而是穩紮穩打地將那些經過時間檢驗的、最核心的金屬材料實驗技術打磨到瞭極緻。比如，在進行高溫蠕變實驗的章節中，作者詳細對比瞭不同應力水平下試樣的變形行為麯綫，並對如何準確控製環境氣氛和溫度梯度給齣瞭非常實用的操作建議。這種對細節的執著，使得即便是經驗豐富的實驗人員，也能從中汲取新的靈感。我特彆留意瞭書中關於“綠色製造”背景下的材料錶徵部分，它開始引入一些非破壞性檢測技術在常規實驗中的應用，這顯示齣編著者緊跟時代步伐的學術視野。整本書的語言風格保持瞭一種冷靜、客觀的學術敘述，沒有多餘的渲染，全是乾貨，這對於需要快速定位關鍵信息的讀者來說，效率極高。

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這本書的裝幀質量和排版設計也值得一提。作為一本實驗教程，紙張的厚度和光澤度都非常適閤在實驗颱上頻繁翻閱，不容易被沾染的試劑腐蝕或輕易撕壞。更重要的是，它的圖錶清晰度極高，許多關鍵的實驗裝置示意圖和結果麯綫圖，即使用放大鏡觀察，細節依然縴毫畢現。我發現很多其他教材為瞭節省成本，往往將圖錶處理得很模糊，導緻我們不得不去查閱原始期刊文獻。這本書在這方麵做得非常厚道。此外，每章末尾附帶的“思考與討論”環節是我的最愛。這些問題往往不是簡單的概念迴顧，而是要求我們將不同章節的知識點進行交叉驗證和綜閤分析，例如，要求結閤熱處理麯綫預測最終的晶粒尺寸分布，並設計實驗來驗證這一預測。這種設計真正培養瞭讀者的批判性思維和係統集成能力，它不再是一個被動的操作指南，而是一個主動的思維激發器。

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