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出版者:國防工業

作者:趙雪鬆

出品人:

頁數:366

译者:

出版時間:2008-2

價格:45.00元

裝幀:

isbn號碼:9787118054941

叢書系列:

圖書標籤:

• 機械工程
• 製造工程
• 機械製造
• 工程基礎
• 機械原理
• 工藝學
• 機械設計
• 材料學
• 數控技術
• 工業工程

《現代材料科學與工程應用》內容簡介 一、本書定位與核心價值 《現代材料科學與工程應用》是一本麵嚮材料科學、機械工程、航空航天、能源動力等多個交叉學科領域的高等教材與專業參考書。本書旨在係統、深入地闡述當代材料科學的理論基礎、前沿進展及其在高端工程領域的具體應用。區彆於側重於傳統材料加工工藝（如機械製造基礎）的教材，本書將核心聚焦於材料的微觀結構-性能關係、先進功能材料的開發與設計，以及材料在極端服役條件下的行為預測與調控。 本書的構建邏輯遵循“基礎理論先行，前沿技術驅動”的原則，強調材料設計的主動性和智能化，為讀者提供一套區彆於傳統製造流程視角的、以材料本徵屬性為核心的工程思維框架。 二、詳盡章節內容概述 第一部分：材料科學的理論基石與先進錶徵技術 本部分著重於奠定讀者對現代材料的理解，從原子、電子層麵深入到宏觀性能的起源。 1. 晶體結構與缺陷工程 (Crystal Structure and Defect Engineering): 深入探討晶體對稱性、晶格常數對材料力學性能的影響。重點解析點缺陷、綫缺陷（位錯）和麵缺陷（晶界）如何成為調控材料塑性、韌性和導電性的關鍵要素。對比傳統晶體學分析與高分辨率透射電鏡（HRTEM）的應用。 2. 電子結構與能帶理論 (Electronic Structure and Band Theory): 闡述周期性勢場中的電子運動規律，結閤第一性原理計算（如DFT）方法，解釋半導體、導體和絕緣體能帶結構的本質差異。這部分內容直接為後續的功能材料設計提供理論支撐。 3. 材料熱力學與動力學基礎 (Thermodynamics and Kinetics of Materials): 側重於相圖的構建與解析，特彆是多組分復雜閤金體係的相平衡。動力學部分詳細討論擴散機製（Fick定律的擴展）、形核與長大理論，解釋材料在熱處理過程中的微觀組織演變規律，這是理解材料老化和失效的關鍵。 4. 先進錶徵技術 (Advanced Characterization Techniques): 詳細介紹X射綫衍射（XRD）的定量分析方法、掃描電子顯微鏡（SEM）與透射電子顯微鏡（TEM）的成像與能譜分析（EDS/EELS），以及原子力顯微鏡（AFM）在錶麵形貌和力學性能測量中的應用。本書強調如何通過這些工具來驗證和修正理論模型。 第二部分：結構材料的性能調控與新型閤金設計 本部分從宏觀工程需求齣發，探討如何設計和優化具有超高強度、耐疲勞性和抗蠕變性的結構材料。 5. 高熵閤金（HEAs）的開發現狀與挑戰 (State-of-the-Art and Challenges in High-Entropy Alloys): 區彆於傳統閤金的單一主元設計，本書詳細闡述HEA的“五大效應”（高熵效應、遲滯效應等），分析其在極高或極低溫環境下的獨特力學響應。內容包括快速凝固技術在HEA薄膜製備中的應用。 6. 先進復閤材料的設計與界麵控製 (Design and Interface Control of Advanced Composites): 重點研究縴維增強復閤材料（如碳縴維/樹脂、陶瓷基復閤材料CMCs）的力學建模。強調縴維/基體界麵的化學鍵閤、應力傳遞效率及其對宏觀性能（如斷裂韌性）的影響。內容涵蓋納米顆粒增強復閤材料的彌散強化機製。 7. 增材製造（3D打印）中的材料行為 (Material Behavior in Additive Manufacturing): 專門開闢章節討論激光選區熔化（SLM）、電子束熔化（EBM）過程中材料經曆的極端快速加熱與冷卻速率，如何導緻微觀組織（如枝晶結構）的細化與殘餘應力的産生。重點分析熱影響區（HAZ）的微觀變化及其對疲勞壽命的衝擊。 8. 輕量化與超高強度鋼 (Lightweighting and Ultra-High Strength Steels): 聚焦於先進高強鋼（AHSS）的貝氏體鋼、馬氏體鋼的設計。詳細分析相變誘發塑性（TRIP）和孿晶誘發塑性（TWIP）機製，解釋如何通過精確控製碳含量和相分數實現強度和延展性的平衡。 第三部分：功能材料與前沿應用 本部分聚焦於非結構性材料，即利用材料的電、磁、光、熱等功能特性進行器件設計的領域。 9. 半導體材料的能帶工程與器件優化 (Bandgap Engineering and Device Optimization in Semiconductors): 深入探討III-V族和II-VI族半導體的異質結概念，用於製造高效LED和太陽能電池。內容涉及錶麵鈍化技術和載流子遷移率的計算模型。 10. 磁性材料與信息存儲技術 (Magnetic Materials and Information Storage): 講解硬磁材料（如NdFeB）和軟磁材料的磁化/去磁化過程，重點討論超順磁性、巨磁阻效應（GMR）和隧道磁阻效應（TMR），這些是現代硬盤和MRAM技術的核心。 11. 能源材料：儲能與催化 (Energy Materials: Storage and Catalysis): 詳細分析鋰離子電池（LIBs）正負極材料的結構穩定性、離子擴散動力學和界麵副反應。在催化方麵，討論納米結構載體對貴金屬催化劑的電子結構調控效應。 12. 智能與響應性材料 (Smart and Responsive Materials): 介紹形狀記憶閤金（SMA）、壓電材料和智能聚閤物的本構方程。重點分析其在傳感器、驅動器以及自修復材料係統中的集成應用，強調材料如何實現對外部環境刺激（溫度、應力、電場）的實時反饋。 三、本書特色與讀者受益 本書內容全麵覆蓋瞭從原子尺度到宏觀工程應用的完整鏈條，尤其突齣瞭以下幾個方麵，使其顯著區彆於側重傳統製造工藝的教科書： 跨學科深度融閤： 深度整閤瞭物理化學、凝聚態物理、計算模擬與先進製造技術。 前沿驅動： 章節內容緊跟國際材料科學研究的最新熱點，如高熵閤金、增材製造材料的組織控製。 定量化分析： 提供瞭大量的本構關係、計算模型和失效分析方法，強調工程決策的科學依據。 本書是材料科學、機械工程、航空航天工程、電子信息工程等專業本科高年級學生、研究生，以及從事先進材料研發、設計和應用工程師的理想參考資料。通過學習本書，讀者將掌握如何基於材料的內在屬性，而非僅僅依賴傳統加工經驗，去設計、選擇和優化麵嚮未來工程挑戰的先進材料體係。

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誰說枯燥的理論就不能寫齣引人入勝的故事？《自動控製原理導論》這本書完全顛覆瞭我的認知。它沒有一上來就拋齣拉普拉斯變換和傳遞函數，而是從一個簡單的溫控係統入手，循序漸進地引入瞭係統建模的概念。作者擅長用生動的比喻來解釋反饋控製的精髓，比如那個關於“水池水位控製”的經典例子，將開環和閉環控製的優劣展現得淋灕盡緻。最齣彩的是它對根軌跡法和頻域分析的講解，書中設計瞭一些虛擬的仿真實驗，讓我可以像玩遊戲一樣調整極點和零點，直觀地觀察係統穩定性和響應速度的變化。這種“做中學”的體驗，遠比死記硬背解析解有效得多。讀這本書，我感覺自己不再是單純地學習一門課程，而是在掌握一種解決復雜動態問題的思維模式，對於理解現代工業自動化流程的底層邏輯，這本書是無價之寶。

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我最近在看《材料科學基礎》，這本書的覆蓋麵之廣，簡直讓人嘆為觀止。它從原子結構層麵入手，層層遞進地闡述瞭金屬、陶瓷、高分子等主要工程材料的微觀結構、性能與製備工藝之間的內在聯係。我特彆欣賞作者在講解晶體缺陷對材料宏觀力學性能影響時的那種嚴謹和細緻。比如，對位錯理論的闡述，不僅清晰地描繪瞭位錯綫的運動過程，還用大量的電鏡照片直觀展示瞭材料加工硬化後的微觀形貌。對於熱處理工藝的介紹，更是詳盡地分析瞭不同冷卻速率下奧氏體轉變的相圖變化，這對我理解鋼材的強度提升機製至關重要。這本書的語言雖然專業，但邏輯性極強，每部分的銜接都非常自然，絕非那種堆砌公式的教科書。讀完它，我對“材料決定性能”這句話有瞭更深刻的體會，極大地拓寬瞭我對工程材料選擇的視野。

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這本《機械設計原理》簡直是工程技術人員的案頭寶典，從最基礎的運動分析到復雜的機構綜閤，講解得深入淺齣。特彆是關於平麵連杆機構的設計與優化那一章，作者用瞭大量的圖例和實際工程案例來闡述，讓我這個初學者也能很快抓住核心要點。書中對各種典型機構的運動特性分析得極其透徹，比如凸輪機構的從動件運動規律選擇，書裏不僅給齣瞭數學推導，還對比瞭不同選擇對係統平穩性的影響。最讓我印象深刻的是它對“設計”這一過程的強調，不僅僅是教會你如何計算，更是引導你去思考如何將理論轉化為實用的機械結構。那些關於誤差分析和公差配閤的章節，也極為紮實，為我後續進行精密機械設計打下瞭堅實的基礎。我本來對機械原理有些畏懼，覺得理論性太強，但這本書的編排方式，就像一位耐心的導師在一步步引導你探索機械世界的奧秘，讓人讀起來欲罷不能，實踐起來信心倍增。

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對於想瞭解現代工業係統如何協同運作的人來說，《工業係統集成與信息化管理》這本書提供瞭一個宏大而清晰的藍圖。它不像傳統的管理學書籍那樣空泛，而是緊密結閤瞭機械、電子、信息技術三大領域的交叉點。作者對MES（製造執行係統）的架構講解得尤其到位，如何將ERP的宏觀計劃轉化為車間層麵的具體指令，其中數據流和控製流的設計邏輯被梳理得井井有條。我尤其欣賞它對“數字化孿生”（Digital Twin）概念的引入和闡述，它不僅僅是一個概念，而是結閤瞭物聯網（IoT）和仿真建模的實際應用案例。書中通過一個完整的虛擬工廠案例，展示瞭從訂單接收到産品交付全過程的信息化管控，這種全局視角極大地提升瞭我對現代智能工廠運作模式的認知。這本書的理論深度與實踐廣度達到瞭一個完美的平衡點，是跨界學習的絕佳讀物。

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我一直覺得，要真正理解製造過程，就必須深入到工藝細節中去。這本《先進製造技術與裝備》無疑是那個能帶你深入“車間內部”的鑰匙。它對現代數控加工（CNC）的闡述細緻入微，從刀具幾何角度的選擇到切削參數的優化，都有詳盡的案例支持。書中對五軸聯動加工的原理分析，結閤三維模型展示瞭運動坐標係的轉換過程，非常有助於理解復雜麯麵的高效加工。更讓我驚喜的是，它對增材製造（3D打印）技術的介紹，不僅涵蓋瞭SLM、EBM等主流金屬打印技術，還深入分析瞭粉末床的鋪展均勻性和激光能量密度對緻密度和殘餘應力的影響，具有很強的時效性。這本書的配圖質量極高，很多都是實際生産綫上采集的工件實拍圖，讓讀者能立刻將書本知識與實際的“毛坯變成品”過程聯係起來，實用價值極高，絕對是工藝工程師的案頭必備手冊。

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