冶金热工基础 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:

作者:王华

出品人:

页数:520

译者:

出版时间:2010-5

价格:60.00元

装帧:

isbn号码:9787548700197

丛书系列:

图书标签:

• 冶金热工
• 热力学
• 传热学
• 冶金
• 材料科学
• 工业炉
• 燃烧
• 热处理
• 能源
• 基础知识

现代材料科学导论 本书聚焦于材料的微观结构、性能及其在工程应用中的演变规律，旨在为读者构建一个全面而深入的材料科学基础框架。 第一章：材料的分类与基本概念 本章系统梳理了传统材料（金属、陶瓷、高分子）与新型功能材料的定义、基本组成及宏观特性差异。我们将探讨材料科学与其他学科（如物理学、化学、工程学）的交叉点，强调材料的“结构-性能-加工-应用”的内在联系。详细介绍晶体结构的基本描述方法，包括密堆积、晶格常数、布拉维点阵等概念，并以常见金属（如铜、铁）的晶体结构为例进行深入剖析。同时，引入非晶态材料的结构特征，为后续理解无序对材料性能的影响奠定基础。 第二章：晶体缺陷与材料性能 材料的宏观性能往往由其微观尺度的缺陷所决定。本章将集中探讨点缺陷（如空位、间隙原子、取代原子）、线缺陷（位错）和面缺陷（晶界、孪晶界）的类型、形成机制及其对材料力学性能（如强度、硬度、塑性）的决定性作用。我们将详细阐述位错运动与加工硬化的关系，并通过实例说明如何通过控制缺陷密度来优化材料的机械性能。此外，还将涉及扩散理论，解释原子在晶格中的迁移过程，这对于热处理过程的理解至关重要。 第三章：金属材料的相图与热力学基础 深入理解合金的凝固、相变行为，必须掌握热力学原理。本章从基本热力学定律出发，引入吉布斯自由能的概念，并将其应用于相平衡体系的分析。重点讲解单组分和二元合金相图的解读方法，包括液相线、固相线、共晶点、包晶点等关键特征点的意义。我们将以最常见的铁碳合金（钢和铸铁）相图为例，详细分析奥氏体、铁素体、渗碳体等各相的结构特征，并阐述冷却速率对最终组织形态的影响。 第四章：金属材料的形变与强化机制 本章系统研究金属材料在外力作用下的塑性变形机理。内容涵盖弹性变形的应力-应变关系，以及塑性变形中位错的滑移和攀移机制。重点阐述主要的强化技术：晶粒细化强化（Hall-Petch关系）、固溶强化、加工硬化（形变孪晶）、沉淀强化（第二相粒子钉扎效应）和晶界强化。通过对这些机制的深入剖析，读者将理解如何通过工程手段精确调控金属的强度和韧性平衡。 第五章：热处理工艺原理与应用 热处理是现代材料制造中不可或缺的一环。本章详细阐述退火、正火、淬火和回火四大基本热处理工艺的目的、过程控制和效果。以碳钢为例，深入探讨淬火过程中的马氏体转变（无扩散相变），以及回火过程中亚稳相的分解与析出对性能的再调控作用。同时，也将介绍固溶处理、时效处理等非平衡热处理技术在铝合金和镍基高温合金中的应用。 第六章：陶瓷材料的结构与性能 陶瓷材料以其优异的耐高温、耐腐蚀和电学性能，在现代工业中占据重要地位。本章将从离子键和共价键的特性入手，解释陶瓷材料高硬度、高脆性的微观根源。内容包括晶体陶瓷（如氧化铝、氧化锆）的晶体结构分析、非晶态陶瓷（玻璃）的结构特征，以及陶瓷的烧结过程——从粉末到致密体的演变。重点分析陶瓷的断裂韧性（如室温增韧和高温抗蠕变性）的提升策略。 第七章：高分子材料的化学结构与链动力学 高分子材料（塑料、橡胶、纤维）因其轻质和可设计性强而应用广泛。本章将侧重于高分子的化学结构（主链结构、支化度、交联度）如何影响其宏观性能。详细介绍高分子链的构象、缠结与松弛过程，以及粘弹性行为。通过区分玻璃化转变温度（Tg）和熔点（Tm），解释温度对高分子材料从玻璃态到橡胶态转变的控制作用。 第八章：半导体与功能材料导论 本章面向信息技术领域的发展，介绍半导体材料的基础物理。内容包括能带理论的入门知识，导电性与费米能级的关系，以及本征半导体与掺杂半导体的特性。此外，还将简要介绍磁性材料（软磁与硬磁）和压电材料的工作原理，为读者了解现代电子器件的工作基础提供必要的材料视角。 第九章：材料的腐蚀与防护 材料的服役环境往往具有腐蚀性。本章系统探讨金属和非金属材料的腐蚀机理，主要集中在电化学腐蚀（如析氢、吸氧、缝隙腐蚀）和化学腐蚀。详细分析影响腐蚀速率的环境因素（如pH值、温度、氧化剂浓度）。最后，介绍主要的腐蚀防护方法，包括表面涂层、阴极保护、缓蚀剂的使用以及耐腐蚀合金的设计原则。 第十章：先进材料的制备与表征技术 本章概述现代材料科学研究中常用的先进制备技术和表征手段。制备方面，简要介绍薄膜技术（如PVD、CVD）和粉末冶金技术。表征方面，重点讲解如何利用X射线衍射（XRD）确定物相和晶体结构，利用扫描电子显微镜（SEM）观察微观形貌，以及利用透射电子显微镜（TEM）分析晶体缺陷和原子排列。强调对特定性能进行材料表征的必要性。 本书力求理论与工程实践相结合，内容覆盖材料科学的核心基础，为从事材料研发、产品设计和质量控制的工程师与科研人员提供坚实的理论支撑。

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