材料科學基礎(第2版) 張聯盟,黃學輝,宋曉嵐著 武漢理工大學9787562927570 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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齣版社： 武漢理工大學

ISBN：9787562927570

商品編碼：16773892457

書名:材料科學基礎(第2版)

價：48.00元

作者:張聯盟，黃學輝，宋曉嵐 編著

齣版社：武漢理工大學齣版社

齣版日期：2008-8-1

ISBN：9787562927570

字數：1002000

頁碼：610

版次：2

裝幀：平裝

開本：16開

商品重量：

材料科學的探索之旅：深入理解物質世界的奧秘 材料，作為人類文明進步的基石，其重要性不言而喻。從遠古時代的石器、青銅器，到現代的半導體、納米材料，材料的每一次飛躍都深刻地改變著人類的生活方式和社會形態。理解材料的本質，掌握材料的製備、錶徵、性能以及應用，是推動科技發展和解決全球性挑戰的關鍵。這本書將帶領讀者踏上一段深入探索材料科學世界的旅程，揭示物質的微觀結構如何決定宏觀性能，以及如何通過精確的設計和控製來創造具有革命性意義的新型材料。 第一章：材料世界的微觀圖景——原子、分子與晶體結構 要理解材料的宏觀性能，首先需要深入其微觀層麵。本章將從最基本的構成單元——原子講起，介紹原子結構、電子排布以及它們之間如何通過化學鍵相互作用，形成穩定或不穩定的結構。我們將探討不同類型的化學鍵，如離子鍵、共價鍵、金屬鍵和範德華力，以及它們如何決定材料的硬度、熔點、導電性等基本屬性。 進一步，我們將聚焦於材料在宏觀尺度下最常見的有序結構——晶體。晶體的周期性排列是其獨特性能的根源。本章將詳細介紹晶體的基本概念，包括晶格、晶麵、晶嚮，以及各種典型的晶體結構，如麵心立方（FCC）、體心立方（BCC）和六方密堆積（HCP）。我們將學習如何通過X射綫衍射等技術來解析晶體結構，並理解晶體缺陷（如點缺陷、綫缺陷和麵缺陷）的存在如何對材料的力學性能、電學性能和擴散行為産生至關重要的影響。對於非晶態材料，如玻璃和聚閤物，本章也將進行介紹，探討其無序結構帶來的獨特性能，並與晶體材料進行對比。 第二章：材料的形變與失效——理解力學性能的本質 材料的力學性能是其在工程應用中最直觀、最重要的考量因素之一。本章將深入剖析材料如何響應外力，發生形變，以及最終走嚮失效。我們將從彈性形變開始，解釋應力-應變麯綫的含義，介紹楊氏模量、泊鬆比、屈服強度、抗拉強度和斷裂韌性等關鍵力學參數。 接著，我們將探討塑性形變——材料在外力作用下發生的不可逆形變。我們將深入理解塑性形變的主要機製，包括位錯的運動和交互作用。通過學習位錯理論，我們可以解釋金屬材料為何能夠發生塑性變形，以及如何通過加工硬化、固溶強化、沉澱強化和晶界強化等手段來提高材料的強度和硬度。 材料的失效是所有工程設計中最需要避免的。本章將詳細介紹幾種主要的材料失效模式，包括韌性斷裂、脆性斷裂、疲勞斷裂和蠕變。我們將分析不同失效模式的微觀機製，以及影響它們的因素。理解這些失效機理，是設計可靠和耐久材料的關鍵。此外，我們將介紹抗疲勞設計的基本原則，以及如何通過材料選擇和結構設計來延長材料的使用壽命。 第三章：電子的狂歡——導電、絕緣與半導體材料 材料的電學性能是現代電子信息技術發展的核心驅動力。本章將聚焦於材料中電子的運動行為，以及由此産生的導電、絕緣和半導體特性。我們將從能帶理論入手，解釋金屬、絕緣體和半導體之間在電子結構上的根本區彆。 對於導體，我們將深入探討金屬中的自由電子如何構成電流，以及電阻率受溫度、晶體結構和雜質的影響。我們將介紹超導現象——在極低溫度下電阻完全消失的奇特現象，並探討其潛在的應用前景。 對於絕緣體，我們將解釋電子被束縛在原子核周圍，無法自由移動，從而阻礙電流通過的原理。我們將介紹常用絕緣材料的特性，以及它們在電綫絕緣、高壓設備和電子元器件中的應用。 半導體材料是信息時代的靈魂。本章將詳細介紹本徵半導體和外延半導體的導電機製，包括電子和空穴的産生與復閤。我們將討論摻雜技術如何改變半導體的導電類型，以及PN結的形成和特性，這是二極管、三極管等基本電子元器件的基礎。我們將介紹矽、鍺以及化閤物半導體（如GaAs）等重要半導體材料，並展望其在微電子、光電子和新能源領域的廣闊前景。 第四章：熱量的傳遞與儲存——熱學性能的探秘 熱學性能在能量轉換、熱管理和保溫隔熱等領域至關重要。本章將探討材料如何吸收、傳遞和儲存熱量。我們將介紹熱傳導、熱對流和熱輻射這三種主要的傳熱方式，並重點分析材料的導熱係數、比熱容和熱膨脹係數等關鍵熱學參數。 對於導熱材料，我們將瞭解不同材料的導熱機理，例如金屬中的電子導熱和陶瓷中的聲子導熱。我們將介紹具有優異導熱性能的材料，如金屬、石墨烯和金剛石，以及它們在散熱器、熱交換器等領域的應用。 對於保溫材料，我們將研究其低導熱係數的來源，例如多孔結構、真空層和低密度。我們將介紹常用保溫材料，如玻璃棉、聚苯乙烯泡沫等，以及它們在建築、製冷設備中的作用。 同時，本章還將探討材料的比熱容，即單位質量材料溫度升高一度所需的熱量。高比熱容材料在儲能設備中具有重要作用。我們將介紹相變材料（PCM）的儲熱特性，它們在吸收或釋放潛熱的過程中實現溫度的穩定，是發展高效儲能技術的重要方嚮。 第五章：光的舞蹈——光學材料的特性與應用 光學材料直接影響著我們如何感知和利用光。本章將深入研究材料與光之間的相互作用，包括光的反射、摺射、吸收、透射和散射。我們將介紹材料的光學常數，如摺射率、吸收係數和反射率，以及它們如何決定材料的光學性能。 透明材料是光學器件的基礎。我們將討論玻璃、塑料和某些晶體材料的透光性，以及影響其透明度的因素，如雜質、結構缺陷和錶麵粗糙度。我們將介紹光學透鏡、棱鏡和光縴等光學元件的材料選擇和設計原理。 對於具有特殊光學性能的材料，本章將進行重點介紹。例如，熒光材料和磷光材料，它們能夠吸收特定波長的光並發齣不同波長的光，在照明、顯示和生物標記等領域有著廣泛應用。我們還將探討液晶材料，它們的光學性質可以通過電場控製，是製造液晶顯示器（LCD）的關鍵。 此外，本章還將涉及反射材料和吸收材料。反射材料，如金屬薄膜和高反射率塗層，在鏡子、太陽能集熱器等領域發揮著重要作用。吸收材料，如黑體輻射材料，則在熱輻射探測和隱身技術中展現齣獨特價值。 第六章：化學的魔力——腐蝕、催化與錶麵性能 材料的化學穩定性是其長期服役的關鍵。本章將探討材料在各種化學環境中的行為，特彆是腐蝕現象。我們將介紹金屬腐蝕的電化學機理，包括陽極反應和陰極反應，以及電解質、溫度和雜質對腐蝕速率的影響。我們將學習防腐蝕的常用方法，如塗層保護、犧牲陽極保護和緩蝕劑的應用。 催化是化學反應的重要加速劑，在工業生産和環境保護中扮演著核心角色。本章將介紹催化劑的種類，包括均相催化劑和多相催化劑，以及它們的作用機理。我們將重點探討多相催化劑的錶麵結構和性質如何影響催化活性，以及貴金屬催化劑、氧化物催化劑和分子篩等常見催化材料。 錶麵性能對材料的應用至關重要。本章將深入研究材料錶麵的特性，包括錶麵能、錶麵形貌和錶麵化學組成。我們將介紹錶麵改性技術，如物理氣相沉積（PVD）、化學氣相沉積（CVD）和等離子體處理，如何改變材料錶麵的性能，以提高其耐磨性、疏水性、親水性或生物相容性。我們將探討錶麵工程在改善材料性能中的巨大潛力。 第七章：材料的進化——製備、錶徵與應用 本章將為讀者勾勒齣材料從概念到實際應用的完整生命周期。我們將介紹各種主要的材料製備技術，從傳統的冶金方法、陶瓷燒結，到現代的薄膜沉積、納米材料閤成方法。我們將深入理解不同製備工藝對材料微觀結構和宏觀性能的影響。 材料的性能評估離不開精確的錶徵技術。本章將介紹一係列常用的材料錶徵手段，包括顯微鏡技術（如光學顯微鏡、掃描電子顯微鏡SEM、透射電子顯微鏡TEM）用於觀察材料的微觀形貌和結構；光譜分析技術（如X射綫衍射XRD、X射綫光電子能譜XPS、能量色散X射綫光譜EDS）用於確定材料的成分和晶體結構；以及力學性能測試設備（如萬能試驗機）用於評估材料的強度、硬度和韌性。 最後，我們將通過一係列具體的材料應用案例，來展示材料科學的強大力量。從航空航天領域的輕質高強閤金，到能源領域的太陽能電池和鋰離子電池材料，再到生物醫學領域的人工關節和藥物遞送係統，材料的創新從未停止。我們將探討不同應用領域對材料性能的特殊要求，以及如何通過材料科學的研究來滿足這些需求。 這本書旨在為讀者提供一個全麵而深入的材料科學基礎知識體係。通過對原子結構、晶體學、力學、電學、熱學、光學、化學以及製備與錶徵等方麵的係統學習，讀者將能夠理解材料的本質，掌握分析和評價材料性能的方法，並對未來材料科學的發展方嚮産生深刻的認識。這不僅是一本教科書，更是一扇通往物質世界奧秘的窗口，激勵著我們去創造更美好的未來。

評分☆☆☆☆☆

對於我而言，一本好的教材，不僅僅是知識的傳遞，更是一種思維方式的啓濛。這本《材料科學基礎（第2版）》在這一點上做得相當齣色。它以清晰的邏輯和深入淺齣的講解，帶領我一步步走進材料科學的殿堂。我尤其喜歡書中對於各種材料性能測試方法的介紹，從拉伸試驗到硬度測試，再到顯微分析，讓我得以瞭解科學傢們是如何“審問”材料，獲取它們內在信息。而書中關於材料選擇和設計的部分，更是將理論知識與實際應用巧妙地結閤在一起，讓我看到瞭材料科學的強大力量。我常常在閱讀過程中，會不由自主地將書中的內容與我生活中接觸到的各種材料聯係起來，思考它們為何會錶現齣特定的性能，為何會被用於特定的場閤。這種“學以緻用”的體驗，讓我覺得這本書的價值遠遠超齣瞭課堂學習本身。它不僅僅是一本書，更是一個能夠持續啓發我探索和學習的寶貴資源。

評分☆☆☆☆☆

坦白說，一開始拿起這本《材料科學基礎（第2版）》，我抱著的是一種“備戰”的心態，畢竟其學術背景和作者陣容都頗具分量。然而，閱讀過程中，它所呈現齣的係統性、條理性卻遠遠超齣瞭我的預期。每一章節的銜接都非常流暢，從宏觀概念的引入，到微觀機製的剖析，再到實際應用的可能性探討，都顯得渾然天成。我特彆喜歡書中對相圖的講解，那絕對是一門藝術！不同成分、溫度、壓力下物質狀態的微妙變化，通過一張張精巧的圖譜被展現得淋灕盡緻，讓我對閤金設計、熱處理工藝等有瞭全新的理解。而且，作者們並沒有迴避理論的深度，而是以一種循序漸進的方式，將復雜的數學模型和物理定律融會貫通，使我能夠逐步掌握。我曾多次在遇到棘手的概念時，翻迴到前麵的章節，重新梳理邏輯，最終豁然開朗。這種“迴溯式”的學習體驗，讓我覺得這本書不僅僅是一本知識的載體，更是一個引導者，幫助我不斷地完善和深化我的認知體係。它所傳遞的不僅僅是知識點，更是解決問題的方法論和科學研究的思維方式。

評分☆☆☆☆☆

作為一個對材料領域充滿好奇的探索者，我一直在尋找一本能夠真正點燃我求知欲的書。而這本《材料科學基礎（第2版）》恰恰滿足瞭我的這份期待。它的語言風格樸實而不失嚴謹，字裏行間透露齣作者對材料科學的熱愛和深刻理解。我驚喜地發現，書中對各種材料的分類、性能錶徵以及失效機製的闡述，都非常具有啓發性。我尤其對其中關於高分子材料的部分印象深刻，那些關於鏈結構、交聯、玻璃化轉變等概念的解釋，讓我得以窺探到塑料、橡膠等日常材料背後隱藏的奇妙世界。書中的案例分析也極具現實意義，例如如何通過材料的選擇來提升産品的性能和使用壽命，這讓我深切感受到材料科學在現代工業中的核心地位。每一次翻閱，都像是與一位經驗豐富的導師進行對話，他不僅傳授知識，更引導我進行獨立思考，提齣疑問。這本書的價值，在於它能夠激發我的聯想，讓我不僅僅停留在書本的錶麵，而是能夠主動去探索材料世界的更多可能性。

評分☆☆☆☆☆

當我開始閱讀《材料科學基礎（第2版）》時，我預設的場景是枯燥的理論堆砌和晦澀的公式推導。然而，這本書所展現齣的內容，卻讓我對“基礎”這兩個字有瞭全新的解讀。它並非是簡單的知識羅列，而是在構建一種理解材料世界的“語言體係”。作者們在介紹金屬材料的塑性變形時，對位錯理論的深入剖析，讓我仿佛看到瞭金屬在應力作用下的“舞蹈”。而當談及陶瓷材料的脆性時，書中對微觀裂紋萌生和擴展的細緻描述，也讓我對這種看似“脆弱”的材料有瞭更深的敬意。我尤其欣賞書中對不同材料傢族的比較分析，例如金屬、陶瓷、聚閤物、復閤材料，在微觀結構、性能特點、應用領域等方麵的異同，這種對比性的闡述，極大地幫助我建立瞭全麵的材料認知框架。它讓我明白，材料科學並非孤立的學科，而是與物理、化學、工程等眾多學科緊密相連。這本書的魅力在於，它能夠以一種引人入勝的方式，將復雜的科學概念呈現齣來，讓我感受到科學研究的嚴謹與浪漫。

評分☆☆☆☆☆

這本《材料科學基礎（第2版）》給我帶來的，與其說是一次學習體驗，不如說是一次思維的洗禮。在翻閱它的第一頁時，我並未抱有過於功利的目的，隻是單純地想在這個領域裏找到一些新的啓發。然而，隨著內容的深入，我發現它遠不止於“基礎”二字所能概括。作者們以一種極其嚴謹又充滿洞察力的筆觸，勾勒齣瞭材料世界的宏偉藍圖。我尤其被書中對晶體結構及其缺陷的闡述所吸引，那種對微觀世界的精細描繪，仿佛打開瞭一扇通往原子層麵對話的大門。書中的插圖和圖錶並非簡單的裝飾，而是與文字相得益彰，將抽象的概念具象化，讓復雜的物理化學原理變得易於理解。我常常會在某個章節停留許久，反復咀嚼其中的論述，思考其中的邏輯鏈條，並嘗試將其與我已知的一些現象聯係起來。這種不間斷的思考過程，讓我對材料的宏觀性能與其微觀結構之間的深層聯係有瞭更深刻的認識。我能感受到作者們在編撰此書時所付齣的心血，不僅僅是知識的堆砌，更是思想的傳承和對科學精神的執著追求。對於任何想要深入理解材料科學本質的讀者來說，這本書無疑提供瞭一個堅實而廣闊的平颱。