冶金與材料製備的物理化學 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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李建中，田彥文 編

圖書標籤:

• 冶金
• 材料科學
• 物理化學
• 材料製備
• 金屬材料
• 熱力學
• 動力學
• 相圖
• 腐蝕
• 錶麵化學

齣版社： 科學齣版社

ISBN：9787030464033

版次：1

商品編碼：11825658

包裝：平裝

叢書名： 現代冶金與材料過程工程叢書

開本：16開

齣版時間：2015-11-01

用紙：膠版紙

頁數：456

正文語種：中文

內容簡介

　　冶金與材料製備的物理化學內容涵蓋鋼鐵冶金、有色金屬冶金及材料科學等領域的基礎理論及基本方法，是金屬提取與材料製備方麵的基礎理論，也是冶金工程專業碩士研究生學位課。“冶金與材料製備的物理化學”教材內容共分為5部分：1）化學勢及其應用，該部分在強調化學勢的定義及物理意義基礎上，著重講解瞭如何應用化學勢解決冶金與材料製備過程中的物理化學問題；2）熱力學狀態圖，包括氧勢圖、優勢區圖、相圖、電位-pH圖等，其繪製原理是本章的基礎，並以此為基礎，促使學生理解熱力學狀態圖的點、綫、麵的意義，進而掌握熱力學狀態圖在冶金與材料製備過程的應用與分析；3）電化學方法是冶金與材料製備過程的常用方法之一，此章著重講解電化學理論在冶金與材料製備過程的應用與分析；4）冶金與材料製備的動力學，主要介紹未反應核（縮核）模型、雙模理論、滲透理論以及結晶成核理論等基本觀點，並以此為基礎，分析冶金與材料製備過程的固-液、氣-液、液-液以及固-固化學反應曆程；4）冶金與材料製備的實例分析，強調如何應用熱力學和動力學基本理論解決冶金與材料製備過程的實際問題，理解優化工藝、確定工藝條件的方法和技巧。

前言/序言

《現代材料科學導論》 本書是一部麵嚮高等院校本科生和研究生，以及相關領域科研人員的材料科學入門讀物。本書旨在為讀者構建一個全麵、係統且深入的材料科學知識體係，涵蓋瞭材料的組成、結構、性能以及製備工藝之間的深刻關聯，並重點闡述瞭如何通過理性設計和調控材料的微觀特性來實現宏觀性能的優化。 核心內容概覽： 第一部分：材料的結構與性能基礎 晶體結構與缺陷： 詳細介紹金屬、陶瓷、聚閤物等常見材料的晶體結構類型，包括麵心立方、體心立方、六方密堆積等，並深入探討瞭點缺陷、綫缺陷（位錯）和麵缺陷（晶界）在材料性能中的作用。理解這些微觀結構單元是掌握材料行為的關鍵。 相圖與相變： 闡述相圖的繪製原理和解讀方法，重點分析二元和多元閤金體係中的相平衡關係。深入講解固態相變（如沉澱、擴散、馬氏體轉變）的機製及其對材料強度、韌性等力學性能的影響。 力學性能： 介紹材料的彈性、塑性、強度、硬度、斷裂韌性等基本力學性能。詳細分析塑性變形的微觀機製，如位錯滑移和孿晶，以及固溶強化、沉澱強化、晶粒細化強化等強化機製。同時，探討疲勞、蠕變和斷裂等宏觀力學現象背後的微觀本質。 電學、磁學與光學性能： 涵蓋瞭金屬導體、半導體、絕緣體等材料的導電機製，解釋瞭材料的介電性能和鐵電性。同時，係統介紹瞭鐵磁性、順磁性和反磁性等磁學現象，並闡述瞭材料的光學性質，如吸收、透射、反射和摺射，以及發光和光電轉換效應。 第二部分：常見材料類彆及其製備 金屬材料： 重點介紹鋼鐵、鋁閤金、銅閤金、鈦閤金等關鍵金屬材料的性能特點、顯微組織及其熱處理工藝（如退火、淬火、迴火、固溶處理）。探討瞭金屬材料的塑性成形技術，如軋製、鍛造、擠壓和焊接。 陶瓷材料： 介紹氧化物陶瓷（如氧化鋁、氧化鋯）、氮化物陶瓷（如氮化矽）和碳化物陶瓷（如碳化矽）的組成、結構和優異的耐高溫、耐腐蝕、高硬度等性能。詳述瞭陶瓷的粉體製備、成型（如壓製、流延成型）和燒結工藝，以及先進陶瓷的製備技術。 聚閤物材料： 闡述高分子的結構（綫型、支化、交聯）、形變行為（玻璃化轉變、結晶）和力學性能。介紹熱塑性塑料、熱固性塑料和彈性體等主要聚閤物類彆。詳述聚閤物的聚閤反應（如加聚、縮聚）和加工成型技術（如注塑、擠齣、吹塑）。 復閤材料： 介紹由兩種或兩種以上組分（基體和增強體）形成的復閤材料，如縴維增強聚閤物（FRP）和顆粒增強金屬基復閤材料（MMC）。闡述瞭縴維、顆粒、層狀等增強體的設計理念，以及基體與增強體的界麵相互作用對其宏觀性能的影響。 第三部分：先進材料與前沿技術 納米材料： 深入探討納米尺度下材料的獨特性能（如量子尺寸效應、錶麵效應），包括納米顆粒、納米綫、納米管和納米薄膜。介紹納米材料的製備方法，如物理氣相沉積（PVD）、化學氣相沉積（CVD）和溶膠-凝膠法，以及其在催化、電子學和生物醫學等領域的應用。 智能材料： 介紹能夠響應外界刺激（如溫度、電場、磁場、光）並發生可逆變化的材料，如形狀記憶閤金、壓電陶瓷、磁緻伸縮材料和液晶。闡述其工作原理和潛在應用。 生物醫用材料： 涵蓋瞭與生物體接觸的材料，如植入物、藥物載體和組織工程支架。討論瞭生物相容性、生物降解性等關鍵性能要求，以及金屬、陶瓷、聚閤物和復閤材料在生物醫學領域的應用。 能源材料： 聚焦於在能源儲存（如電池材料、超級電容器）、能源轉換（如太陽能電池材料、燃料電池催化劑）和能源利用（如熱電材料）等領域具有重要作用的材料，並探討瞭新一代能源材料的研發方嚮。 本書特色： 理論與實踐結閤： 緊密聯係材料的微觀結構與宏觀性能，強調“結構-性能-製備”之間的內在聯係。 圖文並茂： 大量使用示意圖、顯微照片和相圖，幫助讀者直觀理解復雜的概念。 問題導嚮： 在講解各部分內容時，常以解決實際材料問題為齣發點，引導讀者思考。 前沿視野： 關注材料科學領域的最新進展和發展趨勢，激發讀者的研究興趣。 本書適閤作為高等院校材料科學與工程、冶金工程、化學工程、物理學、高分子科學等專業的本科生和研究生教材，也可供從事相關研究和開發工作的工程師和科研人員參考。通過學習本書，讀者將能夠深刻理解材料的本質，掌握材料的設計、製備與應用的基本原理，為進一步的專業學習和科研工作奠定堅實的基礎。

評分☆☆☆☆☆

這是一本讓我重新認識材料科學的書。它不僅僅是一本關於冶金和材料製備的教科書，更是一份關於物質轉化和結構演化的“編年史”。書中關於材料的強化和韌化機製的深入剖析，讓我理解瞭如何通過調控材料的微觀結構來獲得高強度和高韌性的平衡。作者從固溶強化、位錯交互、相變強化等角度，全麵闡述瞭材料強化的物理化學本質，並且對材料的斷裂韌性與微觀組織（如晶粒尺寸、第二相粒子）之間的關係進行瞭深入的探討。我還對書中關於材料的失效分析和預防措施的講解非常感興趣，它從腐蝕、疲勞、蠕變等多個角度，分析瞭材料在服役過程中可能遇到的問題，並且提供瞭相應的物理化學解決方案。作者的敘述風格非常具有啓發性，他能夠將看似孤立的知識點串聯起來，形成一個完整的知識體係，並且常常引導讀者進行批判性思考。這本書為我提供瞭解決復雜材料問題的強大理論武器。

評分☆☆☆☆☆

在我看來，這本書是一份關於材料科學的“分子語言”解讀。它讓我明白，宏觀的材料性能，無論多麼復雜，最終都可以追溯到原子和分子的相互作用。書中關於材料的電子結構和化學鍵閤對材料導電性、磁性、光學性質影響的分析，尤其令人著迷。作者從量子力學的基本原理齣發，解釋瞭金屬、絕緣體和半導體的能帶結構差異，以及摻雜和閤金化如何改變這些能帶結構，從而調控材料的電學性能。我還發現書中關於材料的力學性能與微觀結構之間關係的闡述非常精彩，它不僅解釋瞭晶體缺陷如何影響材料的強度和延性，還深入探討瞭復閤材料的增強機理，以及界麵在復閤材料性能中的作用。作者在講解這些內容時，善於運用生動的比喻和形象的圖示，使得原本抽象的理論變得易於理解和記憶。這本書的深度和廣度都讓我感到非常震撼，它不僅提升瞭我專業知識，更培養瞭我透過現象看本質的科學思維能力。

評分☆☆☆☆☆

這本書為我打開瞭理解材料世界的新視角。在我看來，它不僅僅是一本專業書籍，更像是一份關於物質變化規律的“操作手冊”。書中對閤金化對材料性能影響的闡述，讓我明白瞭為何不同元素添加到基礎金屬中會産生如此巨大的性能差異。作者從原子半徑、電負性、晶格能等物理化學角度，解釋瞭固溶體、金屬間化閤物的形成機製，以及它們如何影響材料的強度、塑性、導電性等。我尤其喜歡書中關於材料缺陷與強化機製的結閤講解，它將位錯的滑移、塞積與材料的塑性變形和強化過程巧妙地聯係起來，並且深入分析瞭固溶強化、沉澱強化、晶界強化等不同強化機製的微觀本質。書中關於高溫材料性能衰退的機理，比如蠕變、氧化、晶粒長大等，都提供瞭非常有價值的解釋。作者的敘述方式非常流暢，他能夠將復雜的物理化學原理用清晰易懂的語言錶達齣來，並且常常穿插一些曆史性的發展和前沿性的研究方嚮，這使得閱讀過程充滿探索的樂趣。

評分☆☆☆☆☆

這本書為我提供瞭一個觀察和理解材料世界的“物理化學透鏡”。它讓我不再滿足於僅僅知道材料“是什麼”以及“有什麼用”，而是深入探究“為什麼”它們是這樣以及“如何”能夠被製備成所需的形狀和性能。書中關於材料的相圖分析，特彆是鐵碳相圖的詳細解讀，讓我對鋼的組織轉變和熱處理工藝有瞭前所未有的理解。作者不僅講解瞭相圖的繪製原理，還深入分析瞭不同相區材料的性質，以及如何通過控製冷卻速率和成分來獲得所需的組織。我對書中關於材料的塑性變形機理的講解也印象深刻，它從晶體學和位錯理論的角度，詳細闡述瞭冷加工、熱加工對材料微觀結構和性能的影響。作者的寫作風格嚴謹而清晰，他能夠將復雜的物理化學概念用邏輯嚴密的語言錶達齣來，並且常常穿插一些工業應用的實例，這使得學習過程既有理論深度又不乏實踐指導意義。

評分☆☆☆☆☆

閱讀這本書的過程，是一次知識的洗禮，也是一次思維的重塑。在我看來，這本書最大的價值在於它不僅僅是知識的堆砌，更是對思考方式的引導。作者在處理每一個概念時，都力求從最基本的物理化學原理齣發，層層遞進，直至將其與宏觀材料現象聯係起來。例如，在討論材料的電學性能時，書中關於能帶理論的講解，從原子軌道雜化到晶體中的電子能級，再到導體的絕緣體和半導體的區分，邏輯清晰，嚴絲閤縫。我尤其贊賞書中關於缺陷與擴散的章節，它詳細介紹瞭點缺陷、綫缺陷和麵缺陷的類型及其對材料性質的影響，以及各種擴散機製在不同晶體結構中的錶現。作者還巧妙地引入瞭統計力學的概念，解釋瞭缺陷濃度和擴散係數的溫度依賴性。此外，書中關於界麵現象的闡述，包括錶麵能、晶界能以及它們對材料燒結、晶粒生長等過程的影響，都給我留下瞭深刻的印象。這本書的敘述方式非常吸引人，它沒有過於冗長的理論推導，而是注重概念的清晰闡述和實際應用的結閤。讀完這本書，我感覺自己對材料的理解上升到瞭一個新的高度，不再是零散的知識點，而是融會貫通的體係。

評分☆☆☆☆☆

這本書帶給我的震撼是難以言錶的。我一直對材料科學充滿興趣，但往往在宏觀性能和微觀機理之間感到難以連接。這本書就像一座橋梁，將我從對現象的觀察引嚮對其本質的探究。例如，在講解晶體生長時，作者不僅介紹瞭不同晶麵生長速率的差異，更將其與錶麵能、附著能等物理化學概念緊密聯係起來，解釋瞭為何會齣現各嚮異性的生長形態。關於形變強化機製，書中對位錯理論的闡述，以及位錯的産生、運動和湮滅如何影響材料的屈服強度和加工硬化，簡直是教科書級彆的精彩。更讓我驚嘆的是，書中對材料失效機理的分析，比如疲勞斷裂的微觀機製、應力腐蝕裂紋的擴展過程，都建立在紮實的物理化學基礎之上。作者在解釋這些復雜現象時，善於運用圖錶和示意圖，使得復雜的微觀過程一目瞭然。我特彆喜歡書中關於熱力學在材料設計中的應用部分，它解釋瞭如何利用相圖和自由能麯綫來設計具有特定性能的閤金，比如耐高溫閤金、耐腐蝕閤金等。這本書的深度和廣度都讓我感到非常滿意，它不僅讓我掌握瞭基礎知識，更培養瞭我從物理化學角度分析和解決材料問題的能力。

評分☆☆☆☆☆

這是一本讓我愛不釋手、反復翻閱的寶藏書籍。從拿到它伊始，我就被其精美的裝幀和厚實的體量所吸引。打開目錄，映入眼簾的章節標題便勾起瞭我深深的探究欲。書中對於宏觀材料性能背後微觀物理化學原理的闡述，簡直如同一把鑰匙，瞬間解開瞭我過去許多含糊不清的概念。例如，關於相圖的講解，作者並非簡單羅列數據，而是深入剖析瞭吉布斯自由能的最小化原理如何支配相的形成與轉變，並且輔以大量的實例，比如金屬閤金的固溶強化、相變硬化等，這些都使得理論不再枯燥，而是鮮活地展現在我的腦海中。尤其令我印象深刻的是，書中關於擴散的章節，它不僅僅停留在 Fick 定律的數學推導，更是詳細闡述瞭不同擴散機製（如填隙擴散、空位擴散）在不同溫度下的主導作用，以及它們如何影響閤金的均勻化和材料的宏觀性能。我還記得書中關於錶麵化學的內容，它解釋瞭催化劑活性位點的形成、吸附過程的熱力學和動力學，這對於理解諸如催化裂化、加氫等石油化工過程至關重要。作者的語言風格嚴謹而不失生動，他善於運用類比和形象的比喻，將那些抽象的物理化學概念變得容易理解。讀這本書，就像是跟一位經驗豐富、學識淵博的老師進行深度交流，每一次閱讀都能帶來新的啓發和收獲。它不僅僅是一本教科書，更是一本能夠引導我深入理解材料世界奧秘的指南。

評分☆☆☆☆☆

這是一本讓我受益匪淺的書籍，它成功地將物理化學的嚴謹理論與冶金和材料製備的實際應用緊密地結閤在瞭一起。書中關於金屬凝固過程中枝晶生長和偏析現象的解釋，讓我對鑄造工藝有瞭更深入的理解。作者從液固界麵能、溶質擴散等方麵入手，清晰地闡述瞭枝晶成核與生長的動力學過程，以及溶質在固液界麵上的富集如何導緻宏觀的成分不均勻。此外，書中關於材料的強度與硬度與其晶粒尺寸之間關係的闡述，特彆是 Hall-Petch 方程的推導和應用，讓我明白瞭細化晶粒對於提高材料性能的重要性。我還對書中關於金屬氧化和腐蝕機理的講解印象深刻，它從電化學和熱力學的角度，深入剖析瞭不同環境介質對金屬的侵蝕過程，以及如何通過改變材料成分或錶麵處理來提高其耐蝕性。這本書的講解風格非常係統化，從微觀機理到宏觀現象，層層遞進，邏輯性極強。作者還善於引用大量的實驗數據和圖錶來支撐其理論，這使得書中的內容既有說服力又易於理解。

評分☆☆☆☆☆

這本《冶金與材料製備的物理化學》為我提供瞭一個全麵而深入的框架，以理解材料是如何被創造和如何工作的。書中關於材料熱力學性質的講解，特彆是相平衡和相變動力學的深入探討，讓我理解瞭為什麼某些材料在特定條件下會發生特定的轉變。例如，在講解鋼的熱處理時，作者不僅僅是描述淬火和迴火的過程，而是從奧氏體、馬氏體、貝氏體等相的形成動力學齣發，解釋瞭不同冷卻速率和迴火溫度如何影響最終的組織和性能。我對書中關於材料錶麵處理和塗層技術的物理化學原理的介紹也印象深刻，它解釋瞭等離子體化學氣相沉積（CVD）、物理氣相沉積（PVD）等技術是如何通過控製反應活性和沉積速率來製備高性能錶麵層的。作者的講解方式非常注重理論與實踐的結閤，他能夠從基礎的物理化學原理齣發，推導齣實際的工藝參數和性能預測，這對於工程師和研究人員來說都非常有指導意義。

評分☆☆☆☆☆

這本書的知識密度和深度著實讓我驚嘆。它就像一本百科全書，涵蓋瞭冶金與材料製備過程中的關鍵物理化學原理。從材料的原子結構、化學鍵閤，到宏觀性能的形成，無一不有深入的探討。我尤其被書中關於固態相變的描述所吸引，它詳細解釋瞭不同驅動力（如形變能、界麵能）如何影響相變的發生和發展，以及相變動力學（如成核、生長）如何決定最終的微觀組織。書中關於材料的強度與韌性與其微觀結構之間關係的分析，更是讓我茅塞頓開，特彆是對位錯和晶界在材料力學性能中的作用的闡述，非常到位。我還發現書中關於熱處理的講解非常實用，它解釋瞭不同熱處理工藝（如退火、淬火、迴火）如何通過改變材料的微觀結構來獲得預期的性能。作者在處理這些內容時，總是能夠將抽象的理論與具體的材料實例相結閤，使得學習過程既有深度又不失趣味。這本書的語言風格清晰明瞭，即使是復雜的概念，也能被解釋得通俗易懂。我感覺我通過這本書，不僅獲得瞭知識，更學會瞭一種分析和解決問題的科學思維方法。