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出版者:中国劳动社会保障出版社

作者:张秀珍

出品人:

页数:422

译者:

出版时间:2006-7

价格:36.00元

装帧:简裝本

isbn号码:9787504556356

丛书系列:

图书标签:

• 机械加工
• 金属切削
• 机床原理
• 加工工艺
• 机械工程
• 制造技术
• 工科教材
• 实训指导
• 数控加工
• 测量技术

现代材料科学与工程导论 本书简介 《现代材料科学与工程导论》是一部全面、深入探讨当代材料科学与工程领域基础理论、前沿技术及实际应用的权威著作。本书旨在为材料科学、化学工程、机械工程、物理学以及相关交叉学科的本科生、研究生提供一个系统、严谨的学习框架，同时也为工程技术人员和科研工作者提供一本重要的参考手册。 本书的编纂遵循“从微观到宏观，从基础到前沿”的逻辑主线，力求在扎实的理论基础上，紧密结合工业实际需求和最新的科研进展。全书共分为六大部分，三十章，内容涵盖了材料科学的核心范畴，并着重突出了材料结构、性能、加工与应用之间的内在联系。 --- 第一部分：材料科学基础与晶体结构 (Foundation of Materials Science and Crystalline Structure) 本部分是全书的基石，详细阐述了构成物质的微观世界以及宏观性质的起源。 第一章：材料科学导论与分类 本章首先定义了材料科学与工程的范畴、发展历程及其在现代社会中的战略地位。随后，系统介绍了四大类经典材料——金属、陶瓷、聚合物和复合材料的宏观特征、基本化学键类型及其对性能的影响。重点讨论了材料的性能与应用之间的设计哲学。 第二章：原子结构与化学键 深入探讨了原子光谱、电子排布以及量子力学在材料科学中的初步应用。详细解析了离子键、共价键、金属键和范德华力等基本化学键的形成机制、键能和电子云分布，并阐明了这些键合特性如何决定材料的熔点、硬度和导电性。 第三章：晶体结构基础 本章是理解固体材料有序性的关键。系统介绍了晶体学基础概念，包括晶面、晶向、晶格常数等。重点分析了体心立方（BCC）、面心立方（FCC）和六方最密堆积（HCP）等常见金属晶体结构的几何特性、密堆积指数的计算以及晶胞的表示方法。 第四章：晶体缺陷理论 材料的性能往往受制于其内部的缺陷。本章细致剖析了点缺陷（空位、间隙原子、取代原子）、线缺陷（位错的类型及其滑移机制）和面缺陷（晶界、孪晶界）的形成热力学和动力学。深入讨论了位错运动与材料塑性变形的本构关系。 --- 第二部分：热力学、动力学与相变 (Thermodynamics, Kinetics, and Phase Transformations) 本部分聚焦于材料随温度和时间变化的规律，是理解材料加工和服役行为的核心理论。 第五章：材料热力学基础 从统计热力学和平衡态热力学角度，分析了材料体系的吉布斯自由能、焓和熵。详细阐述了相图的构建原理，包括单组元和二元系统的相平衡关系，如杠杆原理和冷却曲线的分析。 第六章：扩散与反应动力学 扩散是固态材料中所有微观结构演化的驱动力。本章详细介绍了菲克扩散定律及其在不同温度和浓度梯度下的应用。讨论了扩散机制（如柯尼格机制）以及界面反应速率和活化能的概念。 第七章：固态相变原理 本章探讨了材料从一种微观结构转变为另一种结构的机理。重点分析了形核与长大理论，包括均相形核和非均相形核。阐述了马氏体相变等非扩散相变过程的特点及其对材料性能的影响。 --- 第三部分：金属材料的微观结构与性能 (Microstructure and Properties of Metallic Materials) 本部分专注于应用最为广泛的金属材料，探讨其组织控制与性能调控。 第八章：金属的形变与再结晶 详细阐述了金属在单晶和多晶体中的塑性变形过程，包括加工硬化、晶粒细化效应。深入分析了回复、再结晶和晶粒生长的动力学过程，以及这些过程对机械性能（强度、韧性）的影响。 第九章：相图驱动的金属热处理 聚焦于钢铁材料的热处理技术。详细解析了Fe-C二元相图，系统介绍了退火、正火、淬火和回火的工艺过程、微观组织演变（如珠光体、贝氏体、马氏体）及其对硬度和强度的影响。 第十章：非铁金属合金设计 探讨了铝合金、钛合金和镍基高温合金的设计原则。重点分析了固溶强化、沉淀强化、晶界强化等强化机制，以及这些合金在航空航天和能源领域的应用实例。 第十一章：金属的断裂力学 从宏观到微观分析了材料失效问题。介绍了韧性断裂、脆性断裂的基本判据，如应力强度因子和断裂韧性（$K_{IC}$）。深入探讨了疲劳、蠕变和应力腐蚀开裂等服役损伤机制。 --- 第四部分：陶瓷与玻璃材料 (Ceramics and Glassy Materials) 本部分侧重于非金属无机材料的结构、合成和特殊性能。 第十二章：结构陶瓷基础 阐述了氧化物、非氧化物陶瓷（如氮化物、碳化物）的晶体结构特性，如石英结构和尖晶石结构。讨论了陶瓷的高硬度、耐磨损性和化学惰性的形成机理。 第十三章：陶瓷的烧结与致密化 烧结是陶瓷制造的核心工艺。详细分析了粉末颗粒在高温下的接触、粘结与致密化过程，包括颈缩、孔隙率的演变和液相烧结的机理。 第十四章：玻璃的结构与转变 系统介绍了无定形固体——玻璃的结构特征，如短程有序和长程无序。重点分析了玻璃化转变温度（$T_g$）的概念、测量方法及其对玻璃性能的意义。 第十五章：先进功能陶瓷 涵盖了压电陶瓷、铁电陶瓷、半导体陶瓷在传感器、存储器件和电子元件中的应用，并讨论了其介电性能与晶格极化的关系。 --- 第五部分：聚合物与复合材料 (Polymers and Composite Materials) 本部分关注具有独特柔性和高比强度的新型材料。 第十六章：聚合物的结构与性能 详细介绍了聚合物的分子链结构（线型、支化、交联）、聚合反应类型及其分子量对物理性质（如粘度、拉伸强度）的影响。 第十七章：聚合物的粘弹性与弛豫 聚合物的独特行为在于其粘弹特性。本章运用经典力学模型（如Voigt模型、Maxwell模型）描述聚合物的应力松弛和蠕变行为，并引入时间-温度等效原理。 第十八章：先进复合材料设计原理 复合材料是实现特定功能的最有效途径。本章着重介绍纤维增强复合材料（FRC）和颗粒增强复合材料（PRC）的力学性能预测模型（如混合律）。重点分析了层合板的铺层设计与界面控制。 第十九章：先进复合材料的加工技术 涵盖了树脂传递模塑（RTM）、真空辅助树脂转移模塑（VARTM）等先进制造工艺，以及纤维缠绕技术在压力容器制造中的应用。 --- 第六部分：材料的制备、表征与新兴领域 (Processing, Characterization, and Emerging Areas) 本部分衔接理论与实践，介绍现代材料科学的研究方法和未来方向。 第二十章：材料的晶体生长与加工 介绍了金属的铸造凝固过程，如枝晶生长理论和偏析现象。针对陶瓷和聚合物，讨论了溶液生长法、熔融纺丝等关键制备技术。 第二十一章：X射线衍射与晶体结构表征 详细阐述了布拉格定律，X射线衍射（XRD）在确定晶体结构、晶粒尺寸和残余应力分析中的应用原理和数据解析方法。 第二十二章：显微分析技术 深入介绍了扫描电子显微镜（SEM）和透射电子显微镜（TEM）的成像原理、能量色散X射线谱（EDS）和波长色散X射线谱（WDS）的元素分析技术，以及聚焦离子束（FIB）的微纳加工应用。 第二十三章：热分析与光谱技术 涵盖差示扫描量热法（DSC）、热重分析（TGA）在确定相变温度、热稳定性和比热容测量中的应用。简要介绍了红外光谱（FTIR）在聚合物结构鉴定中的作用。 第二十四章：导电与半导体材料 基于能带理论，详细解释了导体、半导体和绝缘体的区别。讨论了本征半导体和掺杂半导体的导电机制，以及PN结的形成与特性。 第二十五章：磁性材料 从经典磁学到量子力学视角，阐述了磁畴、磁滞回线、居里温度等概念。系统介绍了软磁材料和硬磁材料在电机和存储设备中的应用。 第二十六章：光学材料 讨论了材料对光的吸收、发射和透射机制。涵盖了透明陶瓷、光纤材料以及新型光电器件中使用的半导体材料的光学特性。 第二十七章：腐蚀与表面工程 深入分析了金属的电化学腐蚀机理，包括阳极溶解和阴极反应。重点介绍了抗腐蚀涂层、缓蚀剂技术以及热喷涂、PVD/CVD等表面改性技术。 第二十八章：生物材料与生物相容性 介绍了植入体材料（如钛合金、生物活性陶瓷）的设计要求。讨论了材料与生物环境的相互作用，包括血栓形成和组织整合性（生物相容性与生物活性）。 第二十九章：纳米材料的特殊性能 聚焦于材料尺寸进入纳米尺度时出现的新兴现象，如量子尺寸效应、表面等离激元共振。讨论了碳纳米管、石墨烯和量子点的制备与应用潜力。 第三十章：可持续材料与循环经济 探讨了材料回收、生物基聚合物的开发以及材料生命周期评价（LCA）在材料工程设计中的作用，强调绿色化学与可持续发展的理念。 --- 特色与优势： 本书结构清晰，理论深度适中，特别强调材料的“结构-性能-加工-应用”四位一体的关联性。每章末尾均附有关键概念回顾和具有挑战性的习题，旨在激发读者的批判性思维和解决实际工程问题的能力。本书内容紧跟国际材料科学前沿，确保读者获得最前沿的知识体系。

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《机械加工基础》这本书，在我看来，是一本真正能够“化繁为简”的教材。它将机械加工这个看似庞大复杂的领域，拆解成一个个清晰易懂的单元，并且以一种非常人性化的方式呈现出来。我尤其喜欢书中对于刀具几何参数的讲解，那些前角、后角、刀刃角度这些抽象的概念，通过书中生动的图示和生动的比喻，变得异常直观。我之前总是记不住这些参数的含义，这本书的讲解让我豁然开朗。另外，书中对于不同刀具材料的介绍，比如高速钢、硬质合金、陶瓷刀具等，都进行了详细的对比分析，让我能够根据不同的加工需求选择合适的刀具。这一点对于提高加工效率和质量至关重要。我甚至觉得，这本书不仅仅是一本技术书籍，更是一本能够启发思维的书，它引导我从更深层次去理解机械加工的本质，而不是停留在表面的操作层面。

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这本《机械加工基础》可以说是给我打开了新世界的大门。我之前对机械加工的理解一直停留在“把金属切成想要的样子”，但这本书让我明白，这背后蕴含着多么深厚的理论和精妙的技术。从最基础的切削原理讲起，它就层层深入，清晰地解释了为什么不同的刀具、不同的切削速度和进给量会对加工精度、表面质量以及刀具寿命产生如此巨大的影响。我尤其对书里关于刀具材料和几何角度的阐述印象深刻，那些关于硬质合金、高速钢的特性对比，以及前角、后角、刀尖圆弧半径这些抽象的概念，通过书中生动的插图和详实的公式推导，变得不再枯燥。更让我惊喜的是，它并没有止步于理论，而是详细介绍了各种常见的机械加工方法，比如车削、铣削、钻削、磨削等等，并且对每种加工方式的工艺特点、适用范围、优缺点都进行了细致的分析。特别是对于车削，书中不仅讲解了外圆车削、端面车削，还涉及到了锥度车削、螺纹车削等复杂操作，并且强调了装夹、对刀、尺寸控制等实际操作中的关键点。我感觉自己仿佛置身于一个巨大的加工车间，亲眼看着工件在机床上被一点点塑形，每一个环节都充满了智慧和力量。即使是最简单的加工，在作者的笔下也变得无比精彩，让我对“匠人精神”有了更深的理解。这本书不仅仅是知识的堆砌，更是一种对精益求精的工匠精神的传承，让我对机械制造这一古老而又充满活力的行业充满了敬意和好奇，也激发了我深入学习的动力。

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《机械加工基础》这本书的阅读体验，就像是在一个知识的宝库中探索。它以一种非常系统和严谨的方式，为我构建了机械加工的知识框架。我尤其喜欢书中对各类测量工具的详细介绍，从游标卡尺、千分尺到高度尺、角度尺，书中不仅给出了它们的结构和使用方法，还强调了测量时的注意事项和常见的测量误差，这对于确保加工精度至关重要。我之前总是对如何精确测量感到困惑，这本书的讲解让我豁然开朗。另外，它对于工件的装夹方式的阐述也相当详尽，介绍了三爪卡盘、四爪卡盘、顶尖、平口钳等不同夹具的特点和适用范围，以及在装夹过程中需要注意的问题，比如如何保证工件的定位精度和刚性。这一点让我意识到，好的装夹是成功加工的基础。书中还穿插了一些实际的加工案例，通过这些案例，我能够更直观地理解理论知识在实际操作中的应用。例如，在讲解螺纹加工时，书中详细介绍了不同螺纹的标准、加工方法以及测量方法，并且通过图示清晰地展示了加工过程。这让我对如何加工出符合要求的螺纹有了清晰的认识。整本书读下来，我感觉自己不仅学到了知识，更培养了一种严谨细致的科学态度，这对于任何从事技术工作的人来说都是非常宝贵的。

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读罢《机械机械加工基础》，我感觉自己像是经历了一场思维的洗礼。它不仅仅是一本介绍加工方法的书籍，更是一本关于如何“思考”加工的书。它并没有简单地罗列工艺流程，而是深入浅出地分析了每种加工方法的内在逻辑和原理。我尤其对书中关于切削力分析的部分印象深刻，那些关于切削力分量、切削功、切削热的计算，虽然一开始有些晦涩，但作者通过清晰的图示和一步步的推导，让我逐渐理解了这些物理量的含义及其对加工过程的影响。这让我明白，看似简单的切削操作，背后其实蕴含着复杂的力学和热学原理。此外，书中对于刀具磨损的机理和寿命预测的讲解，也让我耳目一新。它不仅介绍了各种磨损形式，还分析了影响刀具寿命的各种因素，并且给出了一些延长刀具寿命的实用技巧。这一点对于降低生产成本、提高生产效率具有非常重要的意义。我甚至觉得，这本书的内容远超“基础”的范畴，它触及了机械制造领域许多核心的理论问题，让我对这个行业的深度和广度有了全新的认识。

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这本书《机械加工基础》让我对“精密”二字有了更深的敬畏。它不仅仅是描述了如何将金属切削成形，更是揭示了如何才能达到“精密”这一境界。我特别欣赏书中对加工精度等级的介绍，它详细阐述了不同精度等级的含义、评定方法以及实现这些精度所需的工艺条件。书中对表面粗糙度的讲解也相当透彻，不仅仅是给出参数，更是深入分析了不同加工方式对表面质量的影响，以及如何通过优化工艺参数来达到所需的表面光洁度。我之前总觉得表面粗糙度只是一个数字，这本书让我明白，这背后牵涉到刀具的锋利程度、切削参数的选择、切削液的使用等方方面面。此外，书中对于磨削加工的详细介绍，更是让我惊叹于人类在追求极致精度上的努力。磨削作为一种精加工手段，其复杂性和对操作人员的要求都非常高，这本书的讲解让我对磨削工艺有了初步的认识，也对那些能够驾驭这种工艺的工匠们充满了敬佩。

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当我开始阅读《机械加工基础》这本书时，我抱有的只是一些模糊的印象，认为它可能是一本枯燥的技术手册。然而，这本书完全颠覆了我的认知。它用一种非常流畅和富有条理的方式，向我展示了机械加工的奥秘。我特别欣赏书中关于切削理论的讲解，它不仅仅是给出了公式，更是深入浅出地解释了切削过程中涉及到的物理现象，比如切削力、切削热、切削振动等。这些理论的讲解，让我对机械加工有了更深刻的理解，也为我后续的学习打下了坚实的基础。此外，书中对不同加工工艺的介绍，比如车削、铣削、钻削、磨削等，都非常详尽，并且配有大量的图示和表格，让我能够清晰地了解每种工艺的特点、适用范围以及操作要点。我甚至觉得，这本书的排版和设计也非常人性化，阅读起来非常舒适，不会让人产生视觉疲劳。

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这本书《机械加工基础》，以一种引人入胜的方式，带我进入了机械加工的世界。它并非以干巴巴的理论开篇，而是从一个更加贴近实际的视角切入，比如对加工前准备工作的讲解，包括图纸的理解、工艺路线的制定、刀具和量具的选择等。这一点让我觉得这本书非常实用，它不仅仅是在教授技术，更是在培养一种解决问题的思维方式。我特别欣赏书中关于尺寸链的分析，它将复杂的加工过程中的尺寸关系进行量化和分析，让我能够更有效地控制加工精度。此外，书中对于废屑处理的讲解也让我印象深刻，它不仅介绍了不同材料切屑的特点，还分析了废屑对加工过程的影响以及如何进行有效的处理。我甚至觉得，这本书的语言风格也非常亲切，作者就像一位经验丰富的师傅，用通俗易懂的语言，将复杂的机械加工知识娓娓道来，让我倍感亲切和受用。

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《机械加工基础》这本书，给予了我一次前所未有的深入了解机械加工的机会。它并非简单地罗列加工方法，而是从根本上解释了为什么这样加工是有效的，以及如何才能做得更好。我尤其喜欢书中关于工件的定位和夹持的讲解，它详细介绍了各种定位元件和夹紧装置的原理和应用，让我明白了工件在加工过程中的稳定性和精确性是如何实现的。这对于我理解加工过程中可能出现的各种误差具有重要的指导意义。此外，书中对于加工过程中的润滑和冷却的讲解也相当到位，它不仅介绍了不同切削液的性能和选择，还分析了润滑和冷却在降低切削温度、提高刀具寿命、改善加工表面质量方面的作用。我甚至觉得，这本书的内容非常有前瞻性，它不仅介绍了传统的加工技术，也对现代数控加工技术进行了简要的介绍，让我对未来机械加工的发展趋势有了一定的了解。

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《机械加工基础》这本书，给我带来的最深刻的感受是它的“实践导向性”。虽然书中充满了理论知识，但你总能感受到作者是在与一位经验丰富的老师对话，他总是在引导你去思考“为什么”和“如何做”。我特别喜欢书中关于车床操作的讲解，它不仅仅是告诉你如何开关机床、如何选择刀具，更重要的是，它会告诉你如何根据工件材料、加工要求来选择合适的转速、进给量和切削深度，以及在操作过程中需要注意的安全事项。书中对于装夹的讲解也同样详尽，它会分析不同装夹方式的优缺点，以及在实际操作中可能遇到的问题。我之前对如何保证工件在车床上的稳定性总是有些心虚，这本书的讲解让我更有信心了。此外，书中对于铣床、钻床等其他机床的操作也都有类似的深入讲解，让我对各种机床的特性和操作要领有了更全面的了解。我甚至觉得，这本书完全可以作为一本优秀的实践操作手册来使用，它为我提供了一套清晰、系统的学习路径，让我能够循序渐进地掌握机械加工的各项技能。

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当我翻开《机械加工基础》这本书时，我期待的是一本能够帮助我快速入门，了解机械加工基本概念的指导性读物。然而，它给予我的远不止于此。这本书的叙事方式非常巧妙，它并非以枯燥的定义和列表开始，而是从一个更宏观的视角切入，将机械加工置于整个工业生产体系中进行阐述，这让我立刻感受到这项技术的重要性及其在现代社会中的地位。随后，它循序渐进地引导读者进入微观的世界，详细介绍了金属材料的切削机理，以及由此衍生出的各种加工工艺。我特别欣赏书中对加工误差来源的分析，从机床本身的精度误差、刀具磨损，到工件装夹的变形、热变形，书中都进行了细致入微的剖析，并且提供了相应的对策和方法。比如，在讲解表面粗糙度时，它不仅给出了评定参数，还解释了不同加工工艺对表面质量的影响，以及如何通过优化工艺参数来获得更好的表面光洁度。这一点对于我理解产品质量的控制至关重要。此外，书中对于数控加工的介绍，也让我对现代制造技术有了全新的认识。它清晰地阐述了数控技术的原理、优势以及在机械加工中的应用，让我看到了自动化和智能化在制造业中的巨大潜力。我甚至觉得，这本书不仅是机械加工的入门指南，更是一本关于精密制造的启蒙读物，它让我明白，每一次成功的加工背后，都凝聚着科学家、工程师和技术工人的智慧和汗水。

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