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出版者:

作者:呂曉莉 編

出品人:

頁數:192

译者:

出版時間:2009-5

價格:22.00元

裝幀:

isbn號碼:9787040257915

叢書系列:

圖書標籤:

• 有機化工
• 生産工藝
• 化工工程
• 化學工業
• 工業化學
• 工藝流程
• 設備與管道
• 安全生産
• 環境保護
• 精細化工

《現代材料科學與工程導論》圖書簡介 一、本書概述與定位 《現代材料科學與工程導論》是一本麵嚮材料科學、化學工程、機械工程、物理學以及相關交叉學科的本科生、研究生及初級研究人員的綜閤性教材與參考手冊。本書旨在係統性地梳理二十一世紀以來材料科學領域取得的重大突破，重點闡述新材料的結構、性能、製備、加工以及應用之間的內在聯係，構建起材料科學的宏觀視野與微觀理解之間的橋梁。 本書的編寫立足於基礎理論的嚴謹性與前沿技術的時代性相結閤的原則。不同於專注於單一材料體係（如金屬或高分子）的傳統教材，本書采取“材料分類-性能驅動-應用導嚮”的敘事結構，確保讀者能夠建立起跨越不同材料類彆的通用性思維框架。本書尤其強調材料的“設計”與“服役行為”的關聯性，助力讀者理解如何根據特定的工程需求，選擇、閤成、改性和預測材料的性能。 全書內容覆蓋麵廣，理論深度適中，力求在不犧牲科學嚴謹性的前提下，使復雜的物理化學原理易於理解和應用。本書特彆關注材料科學中計算模擬、高通量篩選等新興工具的應用，以反映當前材料研發的主流趨勢。 二、主要內容章節詳解 本書共分為六大核心模塊，涵蓋瞭從基礎原理到尖端應用的完整知識鏈條。 模塊一：材料科學的基石——結構與性能的關聯 本模塊是全書的理論基礎，深入探討瞭材料的微觀結構如何決定其宏觀性能。 晶體結構與缺陷工程： 詳述晶體學基礎，包括布拉維點陣、密堆積結構及其對機械性能（如屈服強度、韌性）的影響。重點分析點缺陷、綫缺陷（位錯）和麵缺陷（晶界）在材料變形、擴散和電學行為中的核心作用。討論如何通過控製缺陷（如通過熱處理或輻照）來調控材料性能。 化學鍵閤與能帶理論： 從量子力學的角度解釋離子鍵、共價鍵、金屬鍵和範德華力對材料物理性質（如熔點、導電性、光學響應）的決定性作用。引入固態物理中的能帶結構理論，解釋導體、半導體和絕緣體的根本區彆。 熱力學與相圖解析： 介紹材料體係的熱力學驅動力，重點講解相圖的構建原理、相變動力學（形核與長大）。詳細分析二元和三元相圖在閤金設計和陶瓷燒結過程中的應用。 模塊二：金屬材料的進化與應用 本模塊聚焦於結構工程中最核心的一類材料——金屬及其閤金，探討其加工硬化、強化機製和耐腐蝕性能。 塑性變形與強化機製： 深入探討位錯運動、加工硬化、固溶強化、析齣強化和晶粒細化等經典強化方法。對比拉伸、壓縮、剪切等不同應力狀態下的材料響應。 相變與熱處理： 詳細闡述鐵碳閤金（鋼）的奧氏體轉變、貝氏體轉變和馬氏體轉變，以及退火、正火、淬火和迴火工藝對最終組織和性能的影響。探討非鐵金屬閤金（如鋁閤金、鈦閤金）的相變強化技術。 腐蝕與防護： 分析金屬在不同環境下的電化學腐蝕機理（如均勻腐蝕、點蝕、應力腐蝕開裂）。介紹緩蝕劑、錶麵塗層、電化學保護等先進的防腐蝕策略。 模塊三：高分子材料的設計與功能化 本模塊聚焦於高分子科學，涵蓋從單體到宏觀結構的設計理念，以及其在軟物質和功能器件中的潛力。 高分子結構與閤成： 介紹縮聚、加聚反應的機理，重點討論聚閤度、分子量分布對材料粘彈性的影響。闡述綫型、支化、交聯和網絡結構在高分子材料性能中的決定性作用。 粘彈性與流變學： 深入解析高分子材料特有的時間-溫度依賴性（蠕變、應力鬆弛）。介紹牛頓流體、剪切變稀流體等流變模型，解釋高分子加工（如注塑、擠齣）過程中的流動行為。 功能性高分子： 探討導電高分子、生物可降解高分子、液晶高分子等前沿領域。討論如何通過引入特定官能團或結構來賦予高分子材料電學、光學或生物活性。 模塊四：陶瓷與無機非金屬材料 本模塊側重於具有高硬度、耐高溫和優異電學特性的無機材料。 結構陶瓷： 闡述氧化物（如氧化鋁、氧化鋯）和非氧化物（如碳化矽、氮化矽）陶瓷的製備工藝（粉體製備、成型、燒結）。重點分析陶瓷的脆性斷裂機理及其增韌技術（如夾晶增韌、相變增韌）。 功能陶瓷與介電材料： 介紹鐵電體、壓電體和半導體陶瓷的本徵特性。詳細分析其在傳感器、存儲器和能量轉換器件中的應用。 玻璃與復閤結構： 討論玻璃的超冷凝固理論與結構特徵。介紹玻璃陶瓷的形成過程。 模塊五：先進復閤材料的界麵控製 本模塊專門討論由兩種或多種材料組閤而成的復閤材料，這是現代工程結構強度和輕量化的關鍵。 復閤材料基礎理論： 介紹縴維增強、顆粒增強和層狀復閤材料的力學模型（如混閤律、半經驗模型）。重點分析增強相（縴維、晶須）和基體（金屬、聚閤物、陶瓷）的有效性評估。 界麵科學： 強調界麵在傳遞載荷和影響整體性能中的核心作用。探討界麵粘接強度、界麵反應和界麵缺陷控製的工程手段。 先進製造技術： 介紹縴維纏繞、拉擠成型、樹脂傳遞模塑（RTM）等復閤材料的成型工藝，以及復閤材料的無損檢測技術。 模塊六：前沿材料與未來趨勢 本模塊麵嚮未來，涵蓋瞭近年來突破性的新興材料和研究方嚮。 納米材料的特性與挑戰： 探討尺寸效應（Quantum Confinement Effect），介紹量子點、納米綫、石墨烯、碳納米管的獨特電學、光學和催化性能。討論納米材料的規模化製備與毒性評估。 智能與響應性材料： 聚焦於形狀記憶閤金（SMA）、壓電/磁電耦閤材料、自修復材料和相變儲能材料，分析其在傳感、驅動和能源領域的前景。 材料計算與高通量篩選： 介紹密度泛函理論（DFT）、分子動力學模擬在材料結構預測中的應用。概述材料信息學（Materials Informatics）如何加速新材料的發現進程。 三、本書的特色與價值 1. 跨學科視野的整閤： 本書係統地整閤瞭物理化學、固體物理、高分子化學、冶金學和工程力學等多個領域的知識，確保讀者理解材料科學的整體麵貌，而非孤立的技術片段。 2. 強調“設計”而非“描述”： 書中案例分析和習題設計均著重於引導讀者思考“如何通過改變結構、工藝來達成特定的工程目標”，培養材料設計的思維。 3. 豐富的工程案例： 穿插瞭大量真實工業案例，如航空航天結構件的選材、生物植入體的錶麵改性、新能源電池電極材料的優化等，使理論學習緊密貼閤實際工程需求。 4. 詳盡的圖錶與數據： 配備瞭大量高質量的微觀結構圖、相圖、性能麯綫和實驗數據，輔助讀者進行直觀理解和定量分析。 《現代材料科學與工程導論》不僅是學生掌握材料學基礎知識的理想教材，更是科研工作者和工程師深入瞭解新材料領域發展脈絡的必備工具書。通過係統學習本書內容，讀者將能夠從原子尺度深入理解材料的性能起源，並具備解決復雜工程問題的材料科學素養。

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說實話，我期待的可能是一本更偏嚮於基礎化學原理的書，但這本書的側重點顯然放在瞭“生産”二字上，這對我來說，簡直是雪中送炭。我尤其欣賞作者在描述單元操作時所展現齣的那種近乎苛刻的細節把控。拿分離過程來說，蒸餾塔的精餾過程，它不僅僅是講瞭塔闆效率，更是深入到實際操作中可能遇到的各種“疑難雜癥”——比如迴流比的微小變動如何影響産品純度，或者真空係統波動時的應急處理措施。我記得有一章專門講瞭連續化生産中的安全聯鎖設計，那種對潛在風險的預判和規避策略的描述，嚴謹得讓人後背發涼，但也正是這種“敬畏之心”，纔是一個閤格的化工生産人員所必須具備的素質。這本書的行文風格非常務實，沒有過多的華麗辭藻，每一個句子似乎都經過瞭反復的推敲，直擊問題的核心。讀起來雖然需要集中注意力，但收獲是實實在在的，感覺自己的職業“工具箱”又多添瞭幾件趁手的利器。

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我是一個喜歡挑戰和深度探索的讀者，通常會去尋找那些充滿數學推導和模型驗證的資料。然而，這本書卻以一種齣乎意料的“溫度”來解讀冰冷的化學反應。我特彆喜歡作者在討論“能耗優化”那一節時的筆調，充滿瞭對資源節約和綠色化學的關懷。它沒有停留在簡單的熱平衡計算上，而是引入瞭餘熱梯級利用、反應熱迴收係統的集成設計等高級概念，並且用圖錶清晰地展示瞭投資迴報周期和環境效益的權衡。這讓我意識到，現代的化工生産早已不是單純的“齣産品”那麼簡單，它更關乎可持續發展和企業的社會責任。這本書的價值就在於，它不僅僅是傳授技術，更是在潛移默化中塑造一種現代化的、負責任的工程師思維模式。讀完這一部分，我感覺自己對“綠色工藝”的理解上升到瞭一個全新的戰略高度。

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這本書的結構安排非常巧妙，它不像很多技術書籍那樣章節之間各自為政，而是構建瞭一個完整的、邏輯清晰的“工藝鏈條”。從原料的預處理到最終産品的精製和包裝，每一步驟之間的銜接都處理得非常自然流暢。我發現，作者在引入一個新工藝模塊時，總會先迴顧上一個環節的關鍵參數如何影響本環節的效率，這種前後呼應的寫作手法，極大地幫助瞭理解。例如，當它講到氧化反應的控製時，會時不時地提醒讀者要關注上遊進料中微量雜質的控製，這種宏觀與微觀相結閤的視角，讓整個工藝流程圖在我的腦海中變得立體起來。特彆是書中對“過程強化”（Process Intensification）理念的介紹，雖然隻是點到為止，但已經足夠激發我深入研究的興趣。這本書更像是一個優秀的“引路人”，它為你指明瞭方嚮，讓你知道在化工生産的廣闊天地裏，哪些是必須掌握的基石，哪些是未來發展的趨勢。

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坦白說，我習慣瞭閱讀那些充斥著復雜圖譜和大量縮寫定義的專業文獻，所以對這本書最初的期望值並不高，怕它太“科普化”。但實際閱讀體驗告訴我，這種顧慮完全是多餘的。這本書在保持學術嚴謹性的同時，對一些非常專業的術語和設備的工作原理，都提供瞭清晰的、甚至是圖文並茂的解釋，這對於跨專業學習者或者初入行業的新人來說，簡直太友好瞭。我特彆留意瞭它對新型催化劑載體的介紹，描述得非常形象，好像能摸到那種多孔結構的質感。更難得的是，書中對不同國傢和地區在同一工藝流程上的標準差異也有所提及，這體現瞭作者深厚的行業閱曆和全球視野。總而言之，這本書既可以作為一綫工程師的案頭工具書，也可以是工程管理人員提升綜閤素養的優秀讀物，它做到瞭真正意義上的“雅俗共賞”，實用性與思想性兼備，令人愛不釋手。

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哇，剛翻開這本新買的書，光是封麵設計就讓人眼前一亮，那種深邃的藍和清新的綠交織在一起，仿佛能聞到一絲若有若無的化學反應的清新氣息。我本來是抱著“隨便看看”的心態買的，畢竟我對這個領域接觸不多，總擔心會讀到太多晦澀難懂的公式和理論，結果，這本書完全顛覆瞭我的想象。它不是那種硬邦邦的教科書，更像是經驗豐富的老工程師在手把手地教你如何駕馭復雜的生産綫。比如，它對催化劑失活的分析，沒有直接拋齣復雜的動力學模型，而是通過一係列生動的案例，闡述瞭“為什麼”和“怎麼辦”，那種娓娓道來的敘事方式，讓人在不知不覺中就把那些關鍵的工藝控製點記在瞭心裏。特彆是它對反應器選型的探討，從攪拌效果到傳熱效率，考慮得極其周全，讀完後，我感覺自己仿佛真的站在瞭生産車間裏，親手調整著每一個閥門和溫度計。這本書的深度和廣度，絕對超齣瞭我最初的預期，它成功地在理論的嚴謹性和實踐的可操作性之間找到瞭一個完美的平衡點。

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