Text-Book of the Materials of Engineering pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:BiblioBazaar

作者:Harrison Frederick Gonnerman, Herbert Fisher Moore

出品人:

页数:0

译者:

出版时间:2008-08-21

价格:USD 24.99

装帧:Paperback

isbn号码:9780554997810

丛书系列:

图书标签:

• 材料工程
• 工程材料
• 材料科学
• 机械工程
• 土木工程
• 金属材料
• 非金属材料
• 材料性能
• 材料选择
• 工程技术

工程材料学：从基础到前沿的深度解析 《工程材料学》是一部内容详实、体系严谨的著作，旨在为工程领域的学生、研究人员和从业者提供对材料科学与工程全面而深入的理解。本书并非仅限于罗列各种材料的性能参数，而是着力于揭示材料结构、性能、加工和应用之间的内在联系，引导读者从微观世界洞察宏观表现，从而能够有针对性地选择、设计和应用最适合工程需求的材料。 本书的结构设计独具匠心，从最基础的材料科学原理出发，逐步深入到各类工程材料的特性、制备工艺、性能表征以及在不同工程领域中的应用。这种循序渐进的学习路径，确保了即使是初学者也能扎实掌握核心概念，并能进一步探索更复杂的材料科学议题。 第一部分：材料科学基础 本书的开篇，便对材料科学的基石——原子结构、化学键和晶体结构进行了详尽的阐述。读者将了解到原子内部粒子的排布如何决定元素的性质，不同类型的化学键（如离子键、共价键、金属键和范德华力）如何影响材料的结合强度、导电性、熔点等宏观表现。晶体学部分则深入探讨了晶体结构的基本概念，包括晶格、晶面、晶向，以及这些结构特征如何影响材料的力学性能，如屈服强度、延展性和脆性。位错理论的引入，更是将材料的塑性变形机制展现得淋漓尽致，使读者理解为何金属能够发生延展，以及如何通过晶体结构的设计来控制材料的变形行为。 第二部分：金属材料 金属及其合金作为现代工程应用中最重要的一类材料，在本书中占据了核心地位。读者将首先学习到钢铁的相图，这是理解钢的组织转变和热处理工艺的关键。本书详细解释了退火、淬火、回火等各种热处理方法的原理及其对钢的性能影响，例如通过淬火提高硬度，通过回火获得韧性，以及奥氏体、马氏体、珠光体、贝氏体等不同组织形态的特点。 非铁金属及其合金，如铝合金、铜合金、钛合金、镁合金和镍基合金，也得到了深入的探讨。本书会分析它们各自的优点和缺点，例如铝合金的轻质高强，铜合金的优良导电导热性，钛合金的耐腐蚀性和高比强度，以及镍基合金在高温下的优异性能。对于每类合金，都会重点介绍其主要的合金元素、强化机制（如固溶强化、沉淀强化、晶界强化）以及典型的应用场景，例如航空航天、汽车制造、电子电器和生物医学等领域。 第三部分：陶瓷材料 陶瓷材料以其优异的耐高温、耐腐蚀、绝缘和高硬度等特性，在许多苛刻的应用环境中扮演着不可替代的角色。本书对陶瓷材料的分类进行了系统介绍，包括氧化物陶瓷（如氧化铝、氧化锆）、氮化物陶瓷（如氮化硅、氮化硼）、碳化物陶瓷（如碳化硅、碳化钨）以及复合陶瓷。 本书将深入讲解陶瓷的制备工艺，如粉体制备、成型（压制、挤出、注浆）、烧结（固相烧结、液相烧结）以及后处理。读者将了解这些工艺步骤如何影响陶瓷的显微结构，从而决定其最终的性能。对于陶瓷的性能，本书将侧重于解释其脆性断裂的机制，以及如何通过引入第二相、控制晶粒尺寸或制备增韧陶瓷来提高其断裂韧性。此外，本书还将介绍陶瓷在结构件、电子元器件、耐磨件、生物材料等领域的广泛应用。 第四部分：聚合物材料 聚合物材料以其轻质、易加工、多样的性能和较低的成本，在日常生活和工业生产中无处不在。本书对聚合物材料进行了全面的梳理，涵盖了热塑性塑料、热固性塑料和弹性体。 对于各类聚合物，本书会深入分析它们的分子结构（如链的规整度、分子量、支化度和交联度）如何决定其宏观性能，例如玻璃化转变温度、熔点、力学强度、弹性、韧性和耐化学性。读者将学习到各种成型工艺，如注塑成型、挤出成型、吹塑成型、压延成型等，并理解不同工艺对聚合物制品性能的影响。本书还将探讨聚合物的复合材料，例如纤维增强聚合物（FRP）和颗粒增强聚合物，以及这些复合材料如何实现性能的协同提升，并在航空航天、汽车、体育用品等领域得到广泛应用。 第五部分：复合材料 复合材料的出现，是材料科学发展的重要里程碑。本书专门辟出一章，系统介绍各类复合材料的构成、制备和性能。读者将深入理解复合材料的优势在于能够将不同材料的优点结合起来，弥补单一材料的不足。 本书将重点介绍几种重要的复合材料体系，包括纤维增强复合材料（如碳纤维增强聚合物、玻璃纤维增强聚合物）、颗粒增强复合材料、层状复合材料以及夹层结构复合材料。对于每类复合材料，本书将详细分析其增强体（如纤维、颗粒）与基体（如聚合物、金属、陶瓷）的相互作用，以及界面在决定复合材料整体性能中的关键作用。读者还将学习到复合材料的各种制造工艺，如手糊成型、真空辅助成型、树脂传递模塑（RTM）、纤维缠绕等，并了解如何通过优化设计来获得高性能的复合材料部件。 第六部分：半导体材料与电子材料 随着信息技术的飞速发展，半导体材料和电子材料的重要性日益凸显。本书对这一领域也进行了深入的介绍。读者将了解半导体材料的能带理论，理解其导电性介于导体和绝缘体之间的原因，以及通过掺杂如何改变半导体的导电类型和导电率。本书会介绍硅、锗以及化合物半导体（如砷化镓）的特性，并探讨它们在集成电路、光电器件和传感器等领域的应用。 此外，本书还将涉及其他电子材料，如导电聚合物、介电材料、磁性材料和压电材料。对于每类材料，都会简要介绍其基本原理和在电子设备中的典型应用，例如在存储器、显示器、滤波器和执行器等方面的作用。 第七部分：材料的性能表征与失效分析 深入理解材料的性能至关重要，本书专门章节讲解了各种常用的材料性能测试方法。力学性能测试包括拉伸试验、压缩试验、弯曲试验、硬度试验、冲击试验和疲劳试验，读者将学习到如何通过这些试验来获取材料的屈服强度、抗拉强度、伸长率、断面收缩率、疲劳寿命等关键参数。 此外，本书还会介绍材料的微观结构分析技术，如光学显微镜、扫描电子显微镜（SEM）和透射电子显微镜（TEM），以及X射线衍射（XRD）等无损检测方法。这些技术能够帮助研究者观察材料的晶体结构、晶粒尺寸、缺陷分布以及断裂表面形貌，从而深入理解材料的微观结构与宏观性能之间的关系。 失效分析是工程应用中的重要环节。本书将引导读者学习如何通过分析材料失效的原因，如过载、疲劳、应力腐蚀开裂、脆性断裂、蠕变和磨损等，来改进设计、提高材料的选择可靠性，并预防未来发生类似的失效。 第八部分：材料的选择与设计 本书的最终目标是帮助读者掌握如何根据实际工程需求，选择和设计最合适的材料。本书将提供一套系统的材料选择框架，考虑因素包括性能要求（力学、热学、电学、化学等）、成本、加工性、环境适应性以及可持续性。 读者将学习到如何利用性能图表、材料数据库以及工程设计原则，来评估不同材料的优劣，并做出明智的决策。此外，本书还将简要介绍材料的生命周期评估（LCA）和绿色材料的概念，强调在材料选择过程中对环境影响的考量，以及如何推动可持续的材料发展。 总结 《工程材料学》以其严谨的科学态度、系统化的知识体系和贴近工程实践的内容，为读者构建了一幅全面的工程材料学图景。本书不仅传授知识，更注重培养读者分析问题、解决问题的能力，使他们能够成为在新材料层出不穷的时代中，具有敏锐洞察力和创新能力的高素质工程技术人才。通过对本书的学习，读者将能够更深刻地理解材料在现代工程技术中的核心作用，并为未来的工程创新和发展奠定坚实的基础。

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