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出版者:中国计量出版社

作者:

出品人:

页数:0

译者:

出版时间:2001-06-01

价格:55.0

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isbn号码:9787502613648

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《现代材料科学与工程应用》 本书简介 本书深入探讨了现代材料科学的基础理论、前沿进展以及在工程实践中的广泛应用。全书结构严谨，内容翔实，旨在为材料学、机械工程、航空航天、电子信息等相关领域的科研人员、工程师及高年级本科生、研究生提供一本全面而深入的参考读物。 第一部分：材料科学基础 第一章 晶体结构与缺陷 本章系统阐述了金属、陶瓷和聚合物等传统材料的晶体结构特征。详细分析了点缺陷、线缺陷（位错）、面缺陷（晶界）的类型、形成机制及其对材料宏观力学性能（如强度、塑性、韧性）的影响。特别引入了电子衍射和X射线衍射技术在晶体结构分析中的应用实例。 第二章 热力学与相变动力学 聚焦于材料体系的能量状态和相变过程。首先回顾了Gibbs自由能、化学势等热力学基本概念，并利用相图（如二元、三元相图）来预测材料在不同温度和压力下的平衡状态。随后，深入讨论了相变动力学，包括成核理论（经典与非经典成核）和晶粒生长机制，结合冷却速率曲线，解释了快速凝固、非平衡态相变等重要现象。 第三章 电子结构与材料性能 本章从量子力学的角度剖析材料的电子能带结构。详细讨论了导体、半导体和绝缘体之间能带结构的本质区别，并解释了掺杂对半导体电学性能的调控作用。同时，内容延伸至材料的光学性质（如吸收、发射光谱）和磁学性质（如铁磁性、抗磁性），为功能材料的设计奠定理论基础。 第四章 扩散与材料的高温行为 深入解析了材料内部原子的扩散机制，包括固态扩散的激活能、菲克定律及其在冶金过程中的应用。重点讨论了高温蠕变现象，分析了位错运动、扩散蠕变等不同机理在不同应力温度条件下的主导作用，这对设计高温承载部件至关重要。 第二部分：先进材料与工程应用 第五章 结构金属材料的强化与韧化 本章集中探讨了现代钢铁材料和铝合金、钛合金等先进结构材料的性能提升策略。详细介绍了固溶强化、晶界细化强化（Hall-Petch关系）、第二相粒子强化（沉淀强化）的微观机理。特别关注了先进热处理技术，如马氏体相变、贝氏体相变以及控轧控冷的工艺对最终材料性能的影响。 第六章 陶瓷与复合材料的制备与性能 系统介绍了高性能结构陶瓷（如SiC, ZrO2）的制备工艺，特别是粉末冶金和烧结过程的控制。在复合材料部分，重点分析了纤维增强复合材料（FRC）和颗粒增强复合材料（PRC）的界面效应、微力学模型以及各向异性力学性能的评估方法。 第七章 高分子材料的形变与老化 从分子链水平出发，阐述了聚合物的粘弹性行为，包括高程效应和松弛过程。详细分析了拉伸、压缩、蠕变等加载方式下聚合物的形变机理，并讨论了热氧化、光降解等老化过程对材料长期使用寿命的影响。 第八章 功能材料的前沿研究 本章聚焦于具有特定物理或化学功能的先进材料。内容涵盖： 压电与铁电材料： 畴结构、耦合系数及其在传感器和执行器中的应用。 形状记忆合金（SMA）： 马氏体相变，热诱导和应力诱导的回复机制。 能源材料： 锂离子电池电极材料的结构稳定性、导电聚合物在有机电子器件中的潜力。 第三部分：材料的表征与性能评价 第九章 微观结构表征技术 全面介绍了用于分析材料微观结构的各类先进仪器和技术。着重讲解了扫描电子显微镜（SEM）、透射电子显微镜（TEM）的成像原理、样品制备要求及其在位错、晶界分析中的应用。同时，对能谱分析（EDS/EELS）和衍射分析（XRD）进行深入阐述。 第十章 宏观力学性能测试与评价 详细规范了材料力学性能的测试流程和标准。涵盖了拉伸、压缩、弯曲、硬度测试（洛氏、维氏、努氏）的标准操作和数据解读。特别辟出章节讨论了疲劳（S-N曲线、Paris定律）、断裂韧性（KIC、J积分）的测试方法，强调了数据可靠性和标准依从性的重要性。 第十一章 材料的失效分析 失效分析是工程实践中的关键环节。本章系统梳理了常见的失效模式，包括脆性断裂、韧性断裂、疲劳裂纹扩展、腐蚀破坏（应力腐蚀开裂、氢致脆化）和蠕变失效。通过大量工程案例，指导读者如何利用微观和宏观测试结果，准确判断材料的失效机理和根本原因。 第十二章 表面工程与材料防护 探讨了如何通过表面改性技术来提升材料的耐磨性、耐腐蚀性和生物相容性。内容包括热喷涂、化学气相沉积（CVD）、离子注入等技术，以及针对不同环境的腐蚀防护涂层设计原理。 本书的特色在于将深厚的理论基础与具体的工程案例紧密结合，强调了从微观结构到宏观性能的完整链条理解，是全面提升材料科学素养的必备参考书。

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