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页数:423

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价格:38.30元

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isbn号码:9787109089617

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好的，这是一份针对一本名为《大学计算机基础》的教材的替代图书的详细简介，其内容完全不涉及《大学计算机基础》通常涵盖的范围。 --- 图书名称：《现代工程材料学原理与应用》 第一部分：基础理论与材料科学的基石 第一章：材料的微观结构与性能关联 本章深入探讨材料的原子排列、晶体结构及其对宏观性能的影响。我们将详细分析金属、陶瓷和高分子材料中不同类型的晶界、位错和点缺陷。重点阐述缺陷如何控制材料的力学性能（如屈服强度、韧性与疲劳寿命）以及物理性能（如导电性与热稳定性）。读者将学习如何利用X射线衍射（XRD）和透射电子显微镜（TEM）等先进表征技术，解析材料内部的微观形貌。 第二章：热力学在材料相变中的作用 本章构建了材料科学的理论基础，专注于热力学定律在材料行为中的应用。内容涵盖吉布斯自由能、相图的构建与解读，特别是处理多组分合金体系的平衡相区。深入探讨固液、固固相变过程的动力学控制，包括形核率和长大机制。我们还将介绍扩散理论，阐述浓度梯度如何驱动微观结构的演变，这对热处理工艺的设计至关重要。 第三章：本征与复合材料的力学行为 本章侧重于理解材料如何响应外部载荷。我们将从本构关系出发，详细分析线弹性、弹塑性变形的本构方程。核心内容包括断裂力学基础，如应力强度因子、裂纹扩展的临界条件（$ ext{K}_{ ext{IC}}$）以及韧性-脆性转变温度（DBTT）的评估方法。此外，本章对先进复合材料，特别是纤维增强复合材料的力学建模进行了深入探讨，分析界面作用对整体性能的决定性影响。 --- 第二部分：功能性材料与先进应用 第四章：电子与半导体材料 本章聚焦于驱动现代电子工业的核心材料。详细阐述半导体的能带理论，区分直接带隙与间接带隙材料的特性。内容覆盖硅基半导体制备中的关键工艺，如晶圆生长、掺杂技术和离子注入。读者将掌握如何通过材料设计来优化器件性能，包括MOSFETs中的栅氧化层材料选择以及光电子器件中LED和激光器的发光机制。 第五章：磁性材料的原理与工程 本章系统介绍了磁性材料的分类、磁化过程及其在信息技术和能源领域的应用。内容包括顺磁性、抗磁性和铁磁性的微观起源，重点解析磁畴结构、磁滞回线与磁化反转过程。我们将探讨永磁体材料（如NdFeB合金）的设计原则，以及软磁材料（如坡莫合金）在高频变压器中的应用潜力。此外，新兴的自旋电子学材料也将作为前沿内容进行介绍。 第六章：先进陶瓷与生物医用材料 本章探讨高性能结构陶瓷的极端环境适应性，以及生物材料如何与生命系统相互作用。在陶瓷部分，内容涵盖氧化物、非氧化物陶瓷的制备、烧结行为及其优异的耐高温、耐腐蚀特性。在生物材料部分，重点分析生物相容性、生物活性和可降解性这三个核心指标。我们将审视钛合金、羟基磷灰石等在骨科植入物、牙科修复体中的应用案例，并探讨药物缓释载体的设计原理。 --- 第三部分：材料加工与性能调控 第七章：材料的固态成形与塑性加工 本章侧重于从原材料到最终零部件的转变过程，特别是涉及材料塑性流动的加工技术。详细分析轧制、锻造和挤压过程中的应力状态和应变分布，以及这些过程对材料微观组织和力学性能的重塑作用。重点阐述冷加工与热加工的工艺窗口选择，以及加工硬化与回复、再结晶现象的控制。 第八章：热处理工艺的精确控制 本章是材料性能调控的关键所在。详细介绍了退火、正火、淬火和回火等基础热处理过程的热力学驱动力和动力学演变。针对不同材料体系，如钢、铝合金和铜合金，阐述特定的热处理方案如何实现强度、硬度与韧性的优化组合。引入先进的热处理技术，如等温淬火和热机械联合处理（TMP），以实现更精细的组织控制。 第九章：表面工程与材料防护 现代工程对材料的表面性能要求日益严苛。本章系统介绍了提升材料抗磨损、抗腐蚀能力的表面改性技术。内容涵盖物理气相沉积（PVD）和化学气相沉积（CVD）薄膜技术，用于制备硬质涂层（如TiN）。深入探讨了热浸镀、电镀等传统技术，以及激光熔覆等增材制造相关的表面改性方法。对腐蚀机理（电化学腐蚀、应力腐蚀开裂）的分析，以及缓蚀剂和涂层防护策略的有效性评估也是本章的重点。 --- 第四部分：前沿与交叉领域 第十章：增材制造（3D打印）中的材料科学 本章探讨增材制造技术（如SLM、EBM）对材料科学带来的颠覆性影响。分析激光或电子束熔化过程中材料的快速凝固行为、柱状晶的形成与微观偏析现象。重点讨论在增材制造过程中，由于快速冷却导致的特殊残余应力问题及各向异性（Anisotropy）的形成机制。本章将提供针对特定合金（如高温镍基超合金、钛合金）的工艺参数优化指南。 第十一章：能源材料与可持续发展 本章聚焦于服务于新能源转型的关键材料。详细介绍锂离子电池电极材料（正极如NMC、磷酸铁锂；负极如石墨、硅基材料）的充放电机制、界面反应与循环稳定性。对燃料电池中的质子交换膜（PEM）材料性能要求及固态电解质材料的离子电导率研究进行深入剖析。同时，讨论材料的生命周期评估（LCA）与可回收性，以支持绿色工程实践。 第十二章：智能与响应性材料 本章介绍能够感知环境变化并做出可逆响应的材料系统。深入研究形状记忆合金（SMA）中马氏体相变的可逆性、超弹性行为及其在致动器中的应用。探讨压电、电磁阻尼材料，以及智能涂层（如自修复聚合物）的工作原理。内容旨在激发读者对材料作为主动功能单元的创新设计思路。 --- 目标读者： 本书面向所有工程大类（机械、材料、航空航天、电子、土木等）的高年级本科生、研究生以及致力于材料研发和应用的技术人员。要求读者具备基础的物理化学和力学知识背景。 本书特色： 本书着重于微观结构与宏观性能之间的内在逻辑联系，强调工程应用中的实际问题解决能力，并通过大量真实案例分析，架设理论知识与工业实践之间的桥梁。它不是对通用计算或信息处理技术的介绍，而是聚焦于物质世界最核心的——材料——的科学与工程。

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