材料科学基础(第2版) 张联盟,黄学辉,宋晓岚著 武汉理工大学9787562927570 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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出版社： 武汉理工大学

ISBN：9787562927570

商品编码：16773892457

书名:材料科学基础(第2版)

价：48.00元

作者:张联盟，黄学辉，宋晓岚 编著

出版社：武汉理工大学出版社

出版日期：2008-8-1

ISBN：9787562927570

字数：1002000

页码：610

版次：2

装帧：平装

开本：16开

商品重量：

材料科学的探索之旅：深入理解物质世界的奥秘 材料，作为人类文明进步的基石，其重要性不言而喻。从远古时代的石器、青铜器，到现代的半导体、纳米材料，材料的每一次飞跃都深刻地改变着人类的生活方式和社会形态。理解材料的本质，掌握材料的制备、表征、性能以及应用，是推动科技发展和解决全球性挑战的关键。这本书将带领读者踏上一段深入探索材料科学世界的旅程，揭示物质的微观结构如何决定宏观性能，以及如何通过精确的设计和控制来创造具有革命性意义的新型材料。 第一章：材料世界的微观图景——原子、分子与晶体结构 要理解材料的宏观性能，首先需要深入其微观层面。本章将从最基本的构成单元——原子讲起，介绍原子结构、电子排布以及它们之间如何通过化学键相互作用，形成稳定或不稳定的结构。我们将探讨不同类型的化学键，如离子键、共价键、金属键和范德华力，以及它们如何决定材料的硬度、熔点、导电性等基本属性。 进一步，我们将聚焦于材料在宏观尺度下最常见的有序结构——晶体。晶体的周期性排列是其独特性能的根源。本章将详细介绍晶体的基本概念，包括晶格、晶面、晶向，以及各种典型的晶体结构，如面心立方（FCC）、体心立方（BCC）和六方密堆积（HCP）。我们将学习如何通过X射线衍射等技术来解析晶体结构，并理解晶体缺陷（如点缺陷、线缺陷和面缺陷）的存在如何对材料的力学性能、电学性能和扩散行为产生至关重要的影响。对于非晶态材料，如玻璃和聚合物，本章也将进行介绍，探讨其无序结构带来的独特性能，并与晶体材料进行对比。 第二章：材料的形变与失效——理解力学性能的本质 材料的力学性能是其在工程应用中最直观、最重要的考量因素之一。本章将深入剖析材料如何响应外力，发生形变，以及最终走向失效。我们将从弹性形变开始，解释应力-应变曲线的含义，介绍杨氏模量、泊松比、屈服强度、抗拉强度和断裂韧性等关键力学参数。 接着，我们将探讨塑性形变——材料在外力作用下发生的不可逆形变。我们将深入理解塑性形变的主要机制，包括位错的运动和交互作用。通过学习位错理论，我们可以解释金属材料为何能够发生塑性变形，以及如何通过加工硬化、固溶强化、沉淀强化和晶界强化等手段来提高材料的强度和硬度。 材料的失效是所有工程设计中最需要避免的。本章将详细介绍几种主要的材料失效模式，包括韧性断裂、脆性断裂、疲劳断裂和蠕变。我们将分析不同失效模式的微观机制，以及影响它们的因素。理解这些失效机理，是设计可靠和耐久材料的关键。此外，我们将介绍抗疲劳设计的基本原则，以及如何通过材料选择和结构设计来延长材料的使用寿命。 第三章：电子的狂欢——导电、绝缘与半导体材料 材料的电学性能是现代电子信息技术发展的核心驱动力。本章将聚焦于材料中电子的运动行为，以及由此产生的导电、绝缘和半导体特性。我们将从能带理论入手，解释金属、绝缘体和半导体之间在电子结构上的根本区别。 对于导体，我们将深入探讨金属中的自由电子如何构成电流，以及电阻率受温度、晶体结构和杂质的影响。我们将介绍超导现象——在极低温度下电阻完全消失的奇特现象，并探讨其潜在的应用前景。 对于绝缘体，我们将解释电子被束缚在原子核周围，无法自由移动，从而阻碍电流通过的原理。我们将介绍常用绝缘材料的特性，以及它们在电线绝缘、高压设备和电子元器件中的应用。 半导体材料是信息时代的灵魂。本章将详细介绍本征半导体和外延半导体的导电机制，包括电子和空穴的产生与复合。我们将讨论掺杂技术如何改变半导体的导电类型，以及PN结的形成和特性，这是二极管、三极管等基本电子元器件的基础。我们将介绍硅、锗以及化合物半导体（如GaAs）等重要半导体材料，并展望其在微电子、光电子和新能源领域的广阔前景。 第四章：热量的传递与储存——热学性能的探秘 热学性能在能量转换、热管理和保温隔热等领域至关重要。本章将探讨材料如何吸收、传递和储存热量。我们将介绍热传导、热对流和热辐射这三种主要的传热方式，并重点分析材料的导热系数、比热容和热膨胀系数等关键热学参数。 对于导热材料，我们将了解不同材料的导热机理，例如金属中的电子导热和陶瓷中的声子导热。我们将介绍具有优异导热性能的材料，如金属、石墨烯和金刚石，以及它们在散热器、热交换器等领域的应用。 对于保温材料，我们将研究其低导热系数的来源，例如多孔结构、真空层和低密度。我们将介绍常用保温材料，如玻璃棉、聚苯乙烯泡沫等，以及它们在建筑、制冷设备中的作用。 同时，本章还将探讨材料的比热容，即单位质量材料温度升高一度所需的热量。高比热容材料在储能设备中具有重要作用。我们将介绍相变材料（PCM）的储热特性，它们在吸收或释放潜热的过程中实现温度的稳定，是发展高效储能技术的重要方向。 第五章：光的舞蹈——光学材料的特性与应用 光学材料直接影响着我们如何感知和利用光。本章将深入研究材料与光之间的相互作用，包括光的反射、折射、吸收、透射和散射。我们将介绍材料的光学常数，如折射率、吸收系数和反射率，以及它们如何决定材料的光学性能。 透明材料是光学器件的基础。我们将讨论玻璃、塑料和某些晶体材料的透光性，以及影响其透明度的因素，如杂质、结构缺陷和表面粗糙度。我们将介绍光学透镜、棱镜和光纤等光学元件的材料选择和设计原理。 对于具有特殊光学性能的材料，本章将进行重点介绍。例如，荧光材料和磷光材料，它们能够吸收特定波长的光并发出不同波长的光，在照明、显示和生物标记等领域有着广泛应用。我们还将探讨液晶材料，它们的光学性质可以通过电场控制，是制造液晶显示器（LCD）的关键。 此外，本章还将涉及反射材料和吸收材料。反射材料，如金属薄膜和高反射率涂层，在镜子、太阳能集热器等领域发挥着重要作用。吸收材料，如黑体辐射材料，则在热辐射探测和隐身技术中展现出独特价值。 第六章：化学的魔力——腐蚀、催化与表面性能 材料的化学稳定性是其长期服役的关键。本章将探讨材料在各种化学环境中的行为，特别是腐蚀现象。我们将介绍金属腐蚀的电化学机理，包括阳极反应和阴极反应，以及电解质、温度和杂质对腐蚀速率的影响。我们将学习防腐蚀的常用方法，如涂层保护、牺牲阳极保护和缓蚀剂的应用。 催化是化学反应的重要加速剂，在工业生产和环境保护中扮演着核心角色。本章将介绍催化剂的种类，包括均相催化剂和多相催化剂，以及它们的作用机理。我们将重点探讨多相催化剂的表面结构和性质如何影响催化活性，以及贵金属催化剂、氧化物催化剂和分子筛等常见催化材料。 表面性能对材料的应用至关重要。本章将深入研究材料表面的特性，包括表面能、表面形貌和表面化学组成。我们将介绍表面改性技术，如物理气相沉积（PVD）、化学气相沉积（CVD）和等离子体处理，如何改变材料表面的性能，以提高其耐磨性、疏水性、亲水性或生物相容性。我们将探讨表面工程在改善材料性能中的巨大潜力。 第七章：材料的进化——制备、表征与应用 本章将为读者勾勒出材料从概念到实际应用的完整生命周期。我们将介绍各种主要的材料制备技术，从传统的冶金方法、陶瓷烧结，到现代的薄膜沉积、纳米材料合成方法。我们将深入理解不同制备工艺对材料微观结构和宏观性能的影响。 材料的性能评估离不开精确的表征技术。本章将介绍一系列常用的材料表征手段，包括显微镜技术（如光学显微镜、扫描电子显微镜SEM、透射电子显微镜TEM）用于观察材料的微观形貌和结构；光谱分析技术（如X射线衍射XRD、X射线光电子能谱XPS、能量色散X射线光谱EDS）用于确定材料的成分和晶体结构；以及力学性能测试设备（如万能试验机）用于评估材料的强度、硬度和韧性。 最后，我们将通过一系列具体的材料应用案例，来展示材料科学的强大力量。从航空航天领域的轻质高强合金，到能源领域的太阳能电池和锂离子电池材料，再到生物医学领域的人工关节和药物递送系统，材料的创新从未停止。我们将探讨不同应用领域对材料性能的特殊要求，以及如何通过材料科学的研究来满足这些需求。 这本书旨在为读者提供一个全面而深入的材料科学基础知识体系。通过对原子结构、晶体学、力学、电学、热学、光学、化学以及制备与表征等方面的系统学习，读者将能够理解材料的本质，掌握分析和评价材料性能的方法，并对未来材料科学的发展方向产生深刻的认识。这不仅是一本教科书，更是一扇通往物质世界奥秘的窗口，激励着我们去创造更美好的未来。

评分☆☆☆☆☆

这本《材料科学基础（第2版）》给我带来的，与其说是一次学习体验，不如说是一次思维的洗礼。在翻阅它的第一页时，我并未抱有过于功利的目的，只是单纯地想在这个领域里找到一些新的启发。然而，随着内容的深入，我发现它远不止于“基础”二字所能概括。作者们以一种极其严谨又充满洞察力的笔触，勾勒出了材料世界的宏伟蓝图。我尤其被书中对晶体结构及其缺陷的阐述所吸引，那种对微观世界的精细描绘，仿佛打开了一扇通往原子层面对话的大门。书中的插图和图表并非简单的装饰，而是与文字相得益彰，将抽象的概念具象化，让复杂的物理化学原理变得易于理解。我常常会在某个章节停留许久，反复咀嚼其中的论述，思考其中的逻辑链条，并尝试将其与我已知的一些现象联系起来。这种不间断的思考过程，让我对材料的宏观性能与其微观结构之间的深层联系有了更深刻的认识。我能感受到作者们在编撰此书时所付出的心血，不仅仅是知识的堆砌，更是思想的传承和对科学精神的执着追求。对于任何想要深入理解材料科学本质的读者来说，这本书无疑提供了一个坚实而广阔的平台。

评分☆☆☆☆☆

作为一个对材料领域充满好奇的探索者，我一直在寻找一本能够真正点燃我求知欲的书。而这本《材料科学基础（第2版）》恰恰满足了我的这份期待。它的语言风格朴实而不失严谨，字里行间透露出作者对材料科学的热爱和深刻理解。我惊喜地发现，书中对各种材料的分类、性能表征以及失效机制的阐述，都非常具有启发性。我尤其对其中关于高分子材料的部分印象深刻，那些关于链结构、交联、玻璃化转变等概念的解释，让我得以窥探到塑料、橡胶等日常材料背后隐藏的奇妙世界。书中的案例分析也极具现实意义，例如如何通过材料的选择来提升产品的性能和使用寿命，这让我深切感受到材料科学在现代工业中的核心地位。每一次翻阅，都像是与一位经验丰富的导师进行对话，他不仅传授知识，更引导我进行独立思考，提出疑问。这本书的价值，在于它能够激发我的联想，让我不仅仅停留在书本的表面，而是能够主动去探索材料世界的更多可能性。

评分☆☆☆☆☆

对于我而言，一本好的教材，不仅仅是知识的传递，更是一种思维方式的启蒙。这本《材料科学基础（第2版）》在这一点上做得相当出色。它以清晰的逻辑和深入浅出的讲解，带领我一步步走进材料科学的殿堂。我尤其喜欢书中对于各种材料性能测试方法的介绍，从拉伸试验到硬度测试，再到显微分析，让我得以了解科学家们是如何“审问”材料，获取它们内在信息。而书中关于材料选择和设计的部分，更是将理论知识与实际应用巧妙地结合在一起，让我看到了材料科学的强大力量。我常常在阅读过程中，会不由自主地将书中的内容与我生活中接触到的各种材料联系起来，思考它们为何会表现出特定的性能，为何会被用于特定的场合。这种“学以致用”的体验，让我觉得这本书的价值远远超出了课堂学习本身。它不仅仅是一本书，更是一个能够持续启发我探索和学习的宝贵资源。

评分☆☆☆☆☆

当我开始阅读《材料科学基础（第2版）》时，我预设的场景是枯燥的理论堆砌和晦涩的公式推导。然而，这本书所展现出的内容，却让我对“基础”这两个字有了全新的解读。它并非是简单的知识罗列，而是在构建一种理解材料世界的“语言体系”。作者们在介绍金属材料的塑性变形时，对位错理论的深入剖析，让我仿佛看到了金属在应力作用下的“舞蹈”。而当谈及陶瓷材料的脆性时，书中对微观裂纹萌生和扩展的细致描述，也让我对这种看似“脆弱”的材料有了更深的敬意。我尤其欣赏书中对不同材料家族的比较分析，例如金属、陶瓷、聚合物、复合材料，在微观结构、性能特点、应用领域等方面的异同，这种对比性的阐述，极大地帮助我建立了全面的材料认知框架。它让我明白，材料科学并非孤立的学科，而是与物理、化学、工程等众多学科紧密相连。这本书的魅力在于，它能够以一种引人入胜的方式，将复杂的科学概念呈现出来，让我感受到科学研究的严谨与浪漫。

评分☆☆☆☆☆

坦白说，一开始拿起这本《材料科学基础（第2版）》，我抱着的是一种“备战”的心态，毕竟其学术背景和作者阵容都颇具分量。然而，阅读过程中，它所呈现出的系统性、条理性却远远超出了我的预期。每一章节的衔接都非常流畅，从宏观概念的引入，到微观机制的剖析，再到实际应用的可能性探讨，都显得浑然天成。我特别喜欢书中对相图的讲解，那绝对是一门艺术！不同成分、温度、压力下物质状态的微妙变化，通过一张张精巧的图谱被展现得淋漓尽致，让我对合金设计、热处理工艺等有了全新的理解。而且，作者们并没有回避理论的深度，而是以一种循序渐进的方式，将复杂的数学模型和物理定律融会贯通，使我能够逐步掌握。我曾多次在遇到棘手的概念时，翻回到前面的章节，重新梳理逻辑，最终豁然开朗。这种“回溯式”的学习体验，让我觉得这本书不仅仅是一本知识的载体，更是一个引导者，帮助我不断地完善和深化我的认知体系。它所传递的不仅仅是知识点，更是解决问题的方法论和科学研究的思维方式。