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页数:183

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出版时间:2008-2

价格:19.00元

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isbn号码:9787562443469

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• 材料
• 金属材料
• 材料科学
• 金属学
• 材料工程
• 物理冶金
• 金属加工
• 材料性能
• 合金
• 热处理
• 材料选择

《材料的微观世界：从原子键到宏观性能的桥梁》 这本书并非一本关于金属材料学的教科书。相反，它带领读者潜入材料构成最深层的奥秘，揭示原子、电子以及它们之间的相互作用如何塑造我们触手可及的物质世界。我们将一起探索，是什么力量将原子紧密地结合在一起，形成稳定的结构；电子如何在材料内部流动，赋予它们导电、导热的特性；晶体学的基本原理如何决定材料的形状和强度；以及缺陷，那些看似“不完美”的存在，又为何对材料的宏观表现产生如此深远的影响。 全书从原子尺度出发，循序渐进地构建起材料科学的宏观图景。我们不会深入讨论具体金属元素的冶炼工艺、合金成分的配比，或是金属材料的加工成型技术。这本书关注的是普适性的材料科学原理，这些原理同样适用于陶瓷、聚合物、复合材料，甚至生物材料。 在开篇，我们将回顾物质的基本组成单元——原子，以及它们如何通过不同的化学键（如离子键、共价键、金属键和范德华力）相互连接。我们将理解，正是这些键的性质，决定了材料的熔点、硬度、延展性等基本属性。你会发现，即使是最坚硬的钻石和最柔软的金，它们的差异也根源于原子间相互作用的细微差别。 接着，我们会深入晶体结构的世界。大量固体材料以晶体形式存在，其原子排列具有高度的周期性。我们将学习如何描述这些晶体结构，理解为何不同的晶体结构会赋予材料截然不同的力学和物理性能。例如，体心立方（BCC）和面心立方（FCC）结构的差异，为何会直接影响金属的塑性变形能力。我们还将探讨非晶态材料，它们的原子排列无序，但同样拥有独特的性能。 本书的一个重要篇章将聚焦于材料中的缺陷。与人们的直觉相反，材料中的缺陷，如点缺陷（空位、填隙原子）、线缺陷（位错）和面缺陷（晶界），并非一无是处。相反，它们是材料性能，特别是力学性能（如强度和韧性）的关键调控者。我们将深入理解位错如何运动，从而实现塑性变形，并探讨如何通过控制缺陷的密度和类型来优化材料的性能。 此外，我们还会涉足材料的电子结构。电子在材料中的行为，直接决定了材料的电学和磁学特性。我们将初步了解能带理论，理解为何有些材料是导体，有些是绝缘体，而另一些则是半导体。这部分内容将帮助读者理解电器的运行原理，以及各种传感器的基础。 热力学和动力学原理在材料科学中也扮演着至关重要的角色。材料的相变，即材料从一种物相转变为另一种物相的过程，是理解材料性能演变和控制的关键。我们将探讨相图的作用，以及温度、成分等因素如何影响材料的相稳定性。同时，扩散过程，即原子在材料内部的迁移，也是材料性能退化、强化和加工过程中的重要机制。 最后，本书将触及材料的宏观性能与其微观结构之间的关系。我们将回顾，如何将前面讨论的原子键、晶体结构、缺陷、电子结构等微观层面的知识，联系到材料的强度、韧性、硬度、导电性、耐腐蚀性等宏观可测量的性能上。这本书的目标是建立起读者理解材料的“为什么”的能力，而不仅仅是“是什么”。 《材料的微观世界》并非一本操作指南，不包含具体的实验操作步骤，也不提供材料的选型建议。它是一次探索性的旅程，旨在为所有对物质世界及其背后运作原理感到好奇的人们，提供一个坚实的理论基础和深刻的洞察。无论您是初学者，还是希望拓展知识边界的专业人士，这本书都将为您打开一扇通往材料科学微观世界的窗户。

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读完这本书，我最大的感受是其内容的系统性和实用性的完美结合。它成功地搭建起了一座从基础科学原理到实际工程应用的桥梁。例如，书中关于金属热处理工艺的描述，就极其细致地展现了“时间-温度-组织”之间的精妙平衡。无论是淬火、回火还是正火，每种工艺对最终材料性能的细微调整都被解释得清清楚楚，甚至连冷却速率对碳化物形态的影响都有图示说明。这对于从事金属加工和表面工程的人来说，简直是案头的“操作手册”。我发现书里的一些插图质量非常高，尤其是那些电子显微镜照片和衍射图谱，清晰度极佳，对于分析晶粒尺寸和取向非常有帮助。如果说有什么可以改进的地方，或许是可以在新材料，比如先进高熵合金等方面，增加一些近期的研究综述，让这本书的“前沿性”更强一些。但就其作为核心教材的定位而言，它已经做得非常出色了，是能经受住时间考验的经典之作。

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这本书的封面设计简洁大气，黑色的主色调配上银色的字体，很有质感，让人一眼就能感受到其专业性。我本来以为这会是一本晦涩难懂的教科书，但翻开之后发现，作者的叙述方式非常平易近人。特别是对于那些初次接触材料科学领域的读者来说，这本书简直是打开了一扇全新的大门。书中对基础概念的阐述深入浅出，即便是复杂的热力学和相变理论，也能被作者用生动的比喻和清晰的图表解释得明明白白。比如，在介绍晶体缺陷时，作者不仅仅罗列了理论知识，还结合了实际的生产案例，让我对微观结构如何影响宏观性能有了更直观的理解。而且，书中对各种金属材料的分类、性能测试方法和应用场景的描述非常详尽，让我对“金属”这个词有了更立体、更丰富的认识。这本书的结构组织也做得非常好，知识点层层递进，让人读起来有一种步步为营、水到渠成的感觉，不像有些专业书籍那样东拉西扯，让人抓不住重点。可以说，对于想系统了解材料科学基础的门外汉来说，这本书的入门友好度极高，绝对是值得入手的一本敲门砖。

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这本书的语言风格非常独特，它既有学术的精准性，又透露着一种对科学探索的热情。作者在讲解那些宏大叙事，比如金属的起源和发展史时，用词极其富有感染力，让人仿佛能看到人类文明与金属冶炼技术同步进化的壮阔图景。这种叙事上的张弛有度，使得长篇阅读过程中不易产生审美疲劳。例如，在介绍功能性金属材料如形状记忆合金时，作者没有仅仅停留在现象描述，而是深入剖析了其马氏体相变的可逆性，这种对底层机制的挖掘，极大地提升了读者的理解层次。此外，书中对各种标准和规范的引用也十分及时和恰当，让读者明确知道哪些是理论推导，哪些是行业共识。总而言之，这本书不仅仅传授了知识，更重要的是培养了读者一种“材料思维”——即从原子尺度思考宏观性能的能力。对于任何一个渴望在材料领域有所建树的人来说，这本书都是一本不可或缺的良师益友，它的价值远超其价格本身。

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这本书的装帧设计虽然朴实，但内页的排版却体现了极高的专业素养。我留意到，书中对各种专业术语的定义非常精准，并且在首次出现时都有清晰的注释，这大大减少了阅读过程中的中断和困惑。更令人称道的是，作者在描述金属的力学性能时，不仅仅是列出杨氏模量、屈服强度这些硬指标，还穿插了大量关于塑性变形机制的讨论，比如位错的运动、孪晶的形成等。这些“为什么会这样”的解释，才是真正体现材料学精髓的部分。我个人非常喜欢其中关于疲劳断裂的章节，作者没有采用那种恐吓式的叙述，而是冷静地分析了裂纹萌生、扩展到最终断裂的全过程，并提供了有效的抑制方法。这种务实且科学的论述风格，让我感觉自己不是在读一本死板的教材，而是在与一位经验丰富的专家进行一对一的学术交流。阅读体验流畅且富有启发性，读完后感觉知识体系非常完整，没有留下明显的知识盲区。

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这本书的深度和广度都令人印象深刻，绝非市面上那些泛泛而谈的科普读物可比。我特别欣赏作者在深入探讨材料微观结构与宏观性能关系时所展现出的那种严谨的学术态度。书中对于不同合金体系的相图分析部分，简直是教科书级别的范本。作者没有止步于简单的图例说明，而是深入挖掘了相变过程中的动力学因素和热力学驱动力，这对于需要进行材料设计和工艺优化的工程师们来说，无疑是极具价值的参考。我曾经在处理一个高强度钢的脆性问题上感到束手无策，翻阅了这本书的特定章节后，关于析出相的尺寸和分布对韧性的影响，一下子茅塞顿开。书中引用的数据和实验结果都非常可靠，很多内容似乎都带着一股子实验室里最新研究的“热气”。唯一的不足或许是，对于完全没有材料背景的读者来说，某些高阶的计算和分析部分可能需要多花一些时间去消化，但瑕不掩瑜，这正是它区别于普通入门读物的价值所在——它真正做到了“深入浅出”后的“深入”。

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