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出版者:

作者:張偉剛

出品人:

頁數:276

译者:

出版時間:2007-1

價格:48.00元

裝幀:精裝

isbn號碼:9787030196972

叢書系列:

圖書標籤:

• 科學
• 研研
• 嗬嗬，看看
• 化學氣相沉積
• CVD
• 薄膜技術
• 材料科學
• 半導體
• 錶麵處理
• 納米材料
• 材料工程
• 氣體化學
• 薄膜生長

好的，這裏有一份關於《材料科學導論》的詳細圖書簡介，內容完全不涉及“化學氣相沉積”這一主題，字數約1500字。 --- 圖書簡介：材料科學導論 導言：理解我們身邊的世界 我們生活在一個由材料構成的世界中。從清晨喚醒你的智能手機屏幕，到支撐摩天大樓的鋼鐵骨架，再到驅動現代醫學進步的生物植入物，材料的特性和行為決定瞭我們技術和文明的邊界。《材料科學導論》是一本旨在為初學者和希望係統迴顧材料科學基礎知識的讀者，提供全麵而深入介紹的教科書。 本書的核心目標是建立材料科學與工程學的基本框架，探討材料的內部結構、性能、加工以及它們在實際應用中的相互關係。我們深知，要駕馭現代工程的挑戰，必須首先理解物質的本質。因此，本書將從原子和微觀結構層麵齣發，逐步擴展到宏觀性能的分析，最終連接到材料的選擇與設計。 第一部分：材料的根基——結構與鍵閤 本書的第一部分奠定瞭材料科學的基石，聚焦於物質的微觀世界。 第一章：材料的分類與基本概念 我們首先對材料世界進行宏觀的梳理，介紹三大主要材料類彆：金屬、陶瓷和聚閤物。每類材料的典型代錶、應用場景及其基本的結構特徵將被一一剖析。此外，本章將引入材料科學的核心任務——如何將結構、性能、加工和性能聯係起來，形成材料的“五要素”循環模型。 第二章：原子結構與電子排布 深入到原子層麵，本章詳細闡述瞭量子力學對原子結構的基礎性描述。讀者將學習玻爾模型與量子力學模型的區彆，理解電子的軌道、能級與排布規則（如洪特規則和泡利不相容原理）。這些基礎知識是理解材料如何形成化學鍵的前提。 第三章：化學鍵閤的類型 材料的性能直接源於其原子間的相互作用力。本章係統地介紹瞭主要的化學鍵類型：離子鍵、共價鍵、金屬鍵以及範德華力。我們將分析每種鍵的形成機製、能量特徵，並討論鍵長、鍵能對材料熔點、硬度等宏觀性質的影響。特彆是，金屬鍵的“電子海”模型將被詳細探討，為後續理解金屬的導電性埋下伏筆。 第四章：晶體結構基礎 對於大多數工程材料而言，原子排列的周期性——即晶體結構——至關重要。本章重點講解晶體的基本概念，如晶胞、晶麵指數（密勒指數）和晶嚮。我們將詳細分析體心立方（BCC）、麵心立方（FCC）和六方最密堆積（HCP）這三種最常見的金屬晶體結構，並引入晶體學的數學工具，如晶格常數的計算和空間利用率的分析。 第五章：晶體缺陷——結構的不完美性 材料的性能並非由完美的晶體決定，而是由其缺陷所塑造。本章深入研究晶體結構中的各種缺陷，包括點缺陷（空位、間隙原子、取代原子）、綫缺陷（位錯）和麵缺陷（晶界、孿晶界）。位錯理論作為理解金屬塑性變形的關鍵，將被給予特彆的關注和深入的推導。 第二部分：材料的性能與結構控製 在掌握瞭微觀結構後，本書的第二部分轉嚮材料的宏觀性能，並探討如何通過控製結構來優化性能。 第六章：擴散現象及其在材料工程中的意義 擴散是材料內部原子遷移的過程，是許多熱處理和製備過程的驅動力。本章基於菲剋定律，詳細分析瞭擴散的機理（空位機製、間隙機製），討論瞭溫度、濃度梯度對外擴散速率的影響。我們將考察固態擴散在滲碳、氧化還原反應中的實際應用。 第七章：材料的力學性能 力學性能是衡量材料能否承受外力而不失效的關鍵指標。本章係統介紹應力與應變的概念，拉伸試驗的全部流程及其所得的工程應力-應變麯綫。我們將重點分析彈性變形、屈服強度、極限抗拉強度、韌性和斷裂韌性。疲勞、蠕變等時間依賴性的力學行為也將被引入。 第八章：金屬的熱處理與微觀組織演變 熱處理是改變金屬性能的最重要手段之一。本章聚焦於鐵碳閤金——鋼——的熱處理。讀者將學習相圖（特彆是鐵碳相圖）的解讀，理解退火、正火、淬火和迴火等基本工藝的目的和機理。通過觀察奧氏體嚮珠光體、貝氏體乃至馬氏體的轉變過程，讀者將建立結構與性能的直接聯係。 第九章：聚閤物的結構與性能 聚閤物，即塑料和橡膠，因其獨特的分子鏈結構而錶現齣截然不同的性能。本章探討聚閤物的分子量、分子結構（綫型、支化、交聯），以及結晶度對材料力學性能的影響。我們還將分析聚閤物的粘彈性行為，這是理解其蠕變和鬆弛現象的關鍵。 第十章：陶瓷與復閤材料基礎 陶瓷材料以其高硬度、耐高溫和優異的電絕緣性著稱，但其脆性也限製瞭應用。本章分析陶瓷的離子/共價鍵閤特點及其晶體結構穩定性。隨後，我們將介紹復閤材料的概念——將兩種或多種材料結閤以獲得協同效應，重點討論縴維增強復閤材料（如玻璃縴維增強環氧樹脂）的增強機製。 第三部分：功能性材料與新興領域 本書的第三部分將目光投嚮那些依賴特定電子或光學性質的材料，為更前沿的應用打下基礎。 第十一章：電學性質 電學性能是現代電子學的基礎。本章從電子的能帶理論齣發，區分導體、半導體和絕緣體。對於導體，我們將分析電阻率和霍爾效應。對於半導體，我們將詳細闡述本徵半導體和摻雜半導體，解釋N型和P型摻雜如何改變費米能級，為理解二極管和晶體管的工作原理做好鋪墊。 第十二章：熱學與磁學性質 熱學性能（如熱導率和熱膨脹係數）與材料在溫度變化下的穩定性相關。磁學性質則決定瞭材料在外部磁場下的響應。本章將解釋鐵磁性、抗磁性和順磁性的微觀根源，並討論磁疇理論在永磁材料設計中的作用。 第十三章：材料的腐蝕與防護 材料的失效不僅限於機械載荷，環境侵蝕（腐蝕）是另一大挑戰。本章主要討論金屬的電化學腐蝕機理，如析氫反應和吸氧反應。隨後，本書將介紹多種緩蝕技術，包括鈍化膜的形成、犧牲陽極保護法和電鍍保護，強調在實際工程中如何延長材料的使用壽命。 結語：材料的選擇與設計 在全書的最後，我們將迴歸到工程實踐的核心——材料的選擇。本章強調如何在給定的設計約束（成本、環境、性能要求）下，應用前述結構-性能知識，進行閤理的材料篩選和設計。這部分內容旨在培養讀者運用材料科學原理解決實際工程問題的能力。 --- 《材料科學導論》不僅是一本教科書，更是一把鑰匙，它為有誌於從事航空航天、生物醫學、能源存儲或先進製造領域的讀者，開啓瞭理解和駕馭物質世界的大門。通過嚴謹的理論闡述和豐富的工程案例，本書將確保讀者建立起堅實的材料科學基礎。

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這本書的裝幀設計充滿瞭復古的韻味，厚實的紙張拿在手裏很有分量感，封麵燙金的標題在光綫下閃爍著低調的光芒，讓人聯想到那些經典科學著作的莊重感。內頁的排版布局相當考究，字體選擇既保證瞭閱讀的舒適度，又透露齣一種嚴謹的學術氣息，大量的插圖和圖錶，綫條清晰，標注詳盡，即便涉及到復雜的三維結構或過程示意，也能通過這些視覺輔助材料得到直觀的理解。我尤其欣賞它在細節處理上的用心，比如章節標題前的引文，似乎都是從某個深奧的科學史料中摘錄而來，為原本枯燥的理論學習增添瞭一絲人文色彩。初次翻閱時，我就被它那種厚重而專業的氛圍所吸引，感覺自己仿佛正在接觸一個需要耐心和敬畏去探索的領域。裝幀的質量也相當可靠，即便是頻繁翻閱，書脊依然保持著良好的形態，這對於一本工具書或者深度閱讀的參考資料來說至關重要。

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閱讀此書的過程中，我最深切的感受是作者對實踐經驗的尊重和重視。它絕非僅僅停留在理想化的理論模型層麵。書中對不同工藝參數——如溫度梯度、氣體流量、反應物分壓——如何精確影響最終薄膜形貌和性能的描述，詳細到瞭令人咋舌的地步。有幾處地方，作者直接引用瞭實際生産綫上的“調優”案例，記錄瞭工程師們如何通過微小的調整來解決實際中遇到的薄膜起皺、附著力差等棘手問題。這種“實戰經驗”的分享，對於任何打算將理論應用於工程實踐的人來說，都是無價之寶。它教會我的不僅是如何“知道”某個反應會發生，更重要的是如何“控製”這個反應，使之朝著我們期望的方嚮發展，充滿瞭工程師式的務實精神。

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從文學性角度來看，這本書的行文風格是極其簡潔、剋製且高效的。作者似乎信奉“一切不必要的修飾都是對讀者時間的浪費”。語句結構多采用陳述句和被動語態，力求信息的客觀傳遞達到極緻。這種風格在學術寫作中是優點，意味著信息的密度非常高，每一個詞語的選取都經過瞭深思熟慮。它不像某些科普讀物那樣試圖用比喻和故事來“討好”讀者，而是以一種近乎冷峻的態度，要求讀者帶著足夠的專注力和先驗知識前來。因此，這本書更像是一份經過精心提煉的“知識濃縮液”，而非“易於消化”的流質食物。對於希望在專業領域內建立紮實、不帶任何感情色彩理解的讀者來說，這種冷靜的敘述方式反而是一種莫大的裨益，它讓我們能夠心無旁騖地專注於材料與能量的本質規律。

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這本書的內容組織邏輯簡直是教科書級彆的典範，結構嚴謹得如同一個精密的化學反應器。它沒有直接跳入高深的理論細節，而是非常平滑地引導讀者從基礎的物理化學原理開始構建認知框架。前幾章對真空技術和薄膜材料的宏觀介紹，為後續的沉積機理分析打下瞭堅實的基礎。作者似乎非常清楚初學者和進階者的知識盲區，每當引入一個新概念時，總會提供詳盡的背景鋪墊和必要的數學推導，但又不會過度糾纏於純粹的數學證明，而是側重於物理意義的闡釋。例如，在討論錶麵能和吸附動力學時，作者巧妙地穿插瞭曆史上的幾次關鍵實驗突破，使得抽象的理論變得有跡可循、有血有肉。這種循序漸進、環環相扣的敘述方式，極大地降低瞭理解門檻，讓那些原本望而生畏的物理化學過程變得觸手可及。

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這本書的學術深度是毋庸置疑的，它對特定領域的前沿研究動態把握得相當精準。我在查閱關於新型功能材料沉積方法的部分時，發現其中引用的一些近期的頂級期刊論文，甚至涵蓋瞭過去一年內纔發錶的成果，這錶明作者在撰寫和修訂過程中保持瞭高度的活躍性和前瞻性。書中對量子尺寸效應在超薄膜生長中的體現，以及利用等離子體增強技術實現低溫沉積的最新進展進行瞭非常深入的探討。對於研究生和科研人員而言，這本書無疑提供瞭一個非常高質量的知識基準綫，它不僅梳理瞭經典，更重要的是指明瞭未來研究的潛在方嚮。閱讀這些章節時，我時常需要放慢速度，反復咀嚼那些公式背後的物理內涵，它迫使我的思維不斷地進行自我升級和拓展，挑戰瞭我原有的認知邊界。

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