材料科學基礎：金屬作為模型體係探究組織·性能關係（中文版） pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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Mittemeijer 等 著

圖書標籤:

• 材料科學
• 金屬材料
• 組織性能關係
• 材料基礎
• 金屬材料基礎
• 材料科學與工程
• 物理冶金
• 材料組織
• 材料性能
• 高等教育教材

齣版社： 機械工業齣版社

ISBN：9787111404002

版次：1

商品編碼：11189308

品牌：機工齣版

開本：16開

齣版時間：2013-03-01

內容簡介

　　《材料科學基礎：金屬作為模型體係探究組織·性能關係（中文版）》為材料科學基礎課程的教學提供瞭全新的基本概念和基礎理論知識體係，精心選擇並組織的研究實例增添瞭讀者的興趣。與以往僅講授固體物理和固體化學不同，它包含瞭材料科學的核心知識體係，並對通過模型分述材料顯微組織和性能之間的內在聯係進行瞭很好的示範。教材結構上注重深入淺齣，便於學生理解和自學。
　　《材料科學基礎：金屬作為模型體係探究組織·性能關係（中文版）》可作為材料科學與工程專業的入門教材，也可作為本科階段、甚至研究生階段學習的通用參考書。它介紹瞭晶體學、點陣缺陷、組織分析、相平衡、相變和力學性能等，還包含瞭適閤於初學者的拓展性內容。

目錄

譯者序
為中文版發行所做的序言
前言
緻謝和深深的敬意

第1章 引言
1.1 材料的概念
1.2 金屬的定義
1.3 模型和實驗
1.4 橋接長度尺度
1.5 認識自然，科學的作用：想象、探索和模型

第2章 原子的電子結構——元素周期錶
2.1 質子、中子和電子
2.2 盧瑟福模型（1911年）
2.3 玻爾模型（1913年）
2.4 波或量子力學模型（海森堡/薛定諤，
1926年）和量子數
2.5 泡利不相容原理和"原子構造原理"
2.6 電子概率密度分布形狀
參考文獻

第3章 固體中的化學鍵與材料性能的探索
3.1 引力和斥力、熱膨脹係數和彈性模量
3.2 成鍵模型評述
3.3 離子鍵與晶格能以及馬德隆常數
3.4 共價鍵
3.5 金屬鍵
3.6 範德華鍵
3.7 氫鍵
參考文獻

第4章 晶體學
4.1 晶體幾何學
4.2 元素的晶體結構
4.3 閤金、固溶體、有序固溶體以及化閤物的概念
4.4 固溶體及化閤物
4.5 晶體結構的確定、X�采湎哐萇浞治�
4.6 極射投影
4.7 多晶體織構、極圖、反極圖和取嚮分布函數
4.8 非周期性晶體
參考文獻

第5章 晶體缺陷和晶格缺陷
5.1 點缺陷（零維）： 熱空位和組分空位，間隙原子、置換原子和反結構原子，肖脫基空位和弗蘭剋爾空位
5.2 綫缺陷（一維）、刃型與螺型位錯
5.3 麵缺陷（二維）：晶界、孿晶界、堆垛層錯和反相疇界，共格界麵和非共格界麵
5.4 體缺陷（三維）：第二相顆粒和孔隙
參考文獻

第6章 顯微結構分析、晶格缺陷分析、光學與電子顯微以及X射綫衍射方法
6.1 透鏡
6.2 成像
6.3 （反射式）光學顯微鏡
6.4 科勒照明法
6.5 分辨力
6.6 光學顯微鏡的明暗場與其他成像技術
6.7 透射電子顯微鏡
6.8 掃描電子顯微鏡
6.9 缺陷顯微組織的X�采湎哐萇浞治�
參考文獻

第7章 相平衡
7.1 相的定義
7.2 組元的定義
7.3 平衡態和穩態的概念：內能、熵、（亥姆霍茲）自由能、吉布斯自由能
7.4 自由度和相律
7.5 相圖
7.6 依據相圖分析顯微組織變化
參考文獻

第8章 擴散
8.1 連續法描述擴散：菲剋第一定律和第二定律
8.2 原子法描述擴散的原子機製
8.3 菲剋定律求解
8.4 晶體中的擴散機製
8.5 跳躍頻率和擴散激活能
8.6 顯微結構和擴散
參考文獻

第9章 相變
9.1 相變熱力學和動力學、熱激活和激活能
9.2 形核能量學、均勻和非均勻相變、均勻和非均勻形核
9.3 擴散與無擴散型相變
9.4 擴散型相變及實例
9.5 無擴散相變及實例
9.6 相變動力學分析
9.7 熱力學和動力學的聯係
參考文獻

第10章 迴復、再結晶及晶粒長大
10.1 迴復
10.2 再結晶
10.3 晶粒長大
參考文獻

第11章 材料的力學性能
11.1 彈性變形與塑性變形、延性材料和脆性材料
11.2 單軸變形的基本模式、應力應變的概念、單軸彈性變形定律
11.3 彈性各嚮同性材料和彈性各嚮異性材料
11.4 雙軸和三軸加載下的彈性變形
11.5 彈性應變能
11.6 橡膠的彈性和高彈性行為
11.7 粘彈性/滯彈性及力學滯後
11.8 塑性變形的特徵
11.9 拉伸應力�燦Ρ淝�綫、真應力和真應變
11.1 0雙軸和三軸載荷條件下的屈服準則
11.1 1臨界分切應力——單晶體的塑性變形
11.1 2多晶體的塑性變形
11.1 3宏觀、微觀和納米尺度的硬度參數
11.1 4強化、硬化機製（尤其對於金屬）
11.1 5斷裂失效及裂紋擴展
11.1 6蠕變失效
11.1 7疲勞失效
11.1 8殘餘內應力
參考文獻

前言/序言

《金屬材料微觀結構演化與宏觀性能調控》 本書深入剖析瞭金屬材料在不同外場（如溫度、應力、電磁場等）作用下，其內部微觀結構（晶粒、位錯、相變、第二相粒子等）如何發生動態演化，以及這些微觀結構的改變如何最終影響材料的宏觀性能，例如力學強度、韌性、塑性、疲勞壽命、斷裂行為、導電導熱性、耐腐蝕性等。 核心內容聚焦於： 第一部分：金屬材料微觀結構基礎 原子尺度下的結閤與結構： 闡述金屬元素周期律與原子半徑、電負性等基本屬性的關係，金屬鍵的特性及其對材料宏觀性質的影響。深入介紹晶體結構（麵心立方、體心立方、密排六方等）的分類、晶體缺陷（點缺陷、綫缺陷/位錯、麵缺陷/晶界、體缺陷）的類型、形成機製及其對位錯運動和形核長大過程的製約作用。 位錯理論與塑性變形： 詳細解析位錯的幾何性質（刃位錯、螺位錯、混閤位錯）和能量，位錯的産生、滑移、交割、攀移等運動機製。闡述位錯密度、位錯纏結、位錯牆等微觀結構特徵與材料屈服強度、加工硬化等力學性能的內在聯係。 晶粒結構與晶界： 探討晶粒尺寸、形狀、取嚮等微觀形貌特徵如何影響材料的力學性能，特彆是 Hall-Petch 效應的機理。深入研究晶界的結構（低能晶界、高能晶界）、遷移機製及其在材料強化、蠕變、燒結過程中的作用。 相與相變： 介紹固溶體、化閤物、共晶、共析等二元和多元閤金的相圖，以及相的形成、溶解、沉澱等過程。重點講解相變的熱力學驅動力、動力學過程（形核與長大）以及不同相變類型（擴散型相變、無擴散型相變）對材料組織和性能的影響，如馬氏體相變、奧氏體轉變、貝氏體轉變等。 第二相粒子及其影響： 討論閤金中第二相粒子的尺寸、形貌、分布、體積分數、界麵特性等對其強化、硬化、韌性以及其他功能特性的調控作用。例如，沉澱強化、彌散強化等機製。 第二部分：微觀結構演化動力學 熱激活過程： 詳細闡述擴散（體擴散、晶界擴散、錶麵擴散）在原子遷移和微觀結構演化中的關鍵作用，Fick 定律及其應用。分析溫度升高對擴散速率、晶粒長大、相變動力學的影響。 機械驅動過程： 探討應力加載如何引起位錯運動、形變誘導相變、晶界滑移等。分析應變速率、應變幅值等因素對微觀結構演化的影響，以及應力集中在裂紋萌生和擴展中的作用。 其他外場影響： 討論電場、磁場、輻射場等非傳統外場如何影響金屬材料的原子排列、缺陷行為、相穩定性，從而實現微觀結構的調控和性能的改變。例如，磁疇壁運動、電緻形變等。 形核與長大理論： 深入解析不同相變、晶粒生長、第二相粒子析齣等過程的形核機製（均勻形核、異質形核）和長大機製，以及其與熱力學和動力學參數的關係。 第三部分：微觀結構與宏觀性能的關聯與調控 力學性能深度剖析： 強度與硬度： 係統闡述固溶強化、位錯強化、沉澱強化、細晶強化等主要強化機製，以及它們對屈服強度、抗拉強度、硬度的貢獻。 塑性與韌性： 分析位錯滑移、晶界滑移、孿晶等塑性變形機製。探討第二相粒子、夾雜物、孔隙等缺陷對材料韌性的影響，以及脆性斷裂和韌性斷裂的微觀判據。 疲勞與斷裂： 揭示疲勞裂紋的萌生、萌芽、擴展機理，位錯纏結、疲勞帶等微觀結構變化。分析斷裂韌性與微觀結構的相互作用，如裂紋尖端的塑性區、第二相粒子的阻礙作用等。 蠕變： 闡述高溫下金屬材料的蠕變機製（晶界滑移、位錯蠕變、擴散蠕變），以及第二相粒子對抑製蠕變的效應。 功能性能調控： 導電導熱性： 分析晶界、位錯、雜質等對電子和聲子輸運的散射作用，以及不同晶體結構和相組成對導電導熱性能的影響。 耐腐蝕性： 探討晶界腐蝕、晶間氧化、點蝕、應力腐蝕開裂等現象的微觀機製，以及閤金成分、第二相、錶麵處理等對耐腐蝕性能的改善作用。 磁性能： 闡述磁疇、磁疇壁、晶界、位錯等微觀結構對磁疇壁運動、磁疇轉動等過程的阻礙作用，以及不同晶體結構和相態對磁性能的影響。 第四部分：先進錶徵與仿真手段 微觀結構錶徵技術： 介紹光學顯微鏡、掃描電子顯微鏡（SEM）、透射電子顯微鏡（TEM）、X射綫衍射（XRD）、原子探針斷層掃描（APT）、聚焦離子束（FIB）等先進錶徵技術在揭示材料微觀結構細節方麵的原理、應用和局限性。 理論計算與模擬： 探討第一性原理計算（DFT）、分子動力學（MD）、濛特卡洛（MC）、相場模擬、有限元分析（FEA）等計算模擬方法在預測材料性能、理解微觀結構演化規律、指導材料設計方麵的能力。 本書旨在為材料科學、冶金工程、機械工程、航空航天、能源科學等領域的科研人員、工程師及研究生提供一個全麵、係統、深入的金屬材料微觀結構與性能關係的研究框架。通過對微觀結構的精細調控，實現材料性能的定嚮設計與優化，推動高性能金屬材料的發展與應用。

評分☆☆☆☆☆

這本書中對金屬材料的選材和工藝的闡述，給我留下瞭深刻的印象。作者並非隻關注理論，而是將理論與實際應用緊密結閤。例如，在討論某種閤金的強度提升時，他會詳細分析是哪種晶體結構或者強化機製在起作用，並且會進一步探討這種材料在實際工程中可能遇到的問題和解決方案。這種“理論+實踐”的模式，讓我覺得這本書不僅僅是一本教科書，更像是一位經驗豐富的導師，在指引我們如何將所學知識應用於解決實際問題。

評分☆☆☆☆☆

這本書最讓我感到驚艷的，是它對“為什麼”的深入探究。很多其他材料科學的書籍，可能會直接告訴你某種材料具有某種性能，但這本書會告訴你“為什麼”它會具備這種性能。它會追溯到原子層麵，到晶格缺陷，到相變過程，層層剖析，直到你完全理解其中的機製。這種追根溯源的探究精神，讓我覺得不僅是在學習知識，更是在培養一種科學的思維方式。

評分☆☆☆☆☆

在閱讀過程中，我發現作者的語言風格非常獨特。他既有科學研究的嚴謹和準確，又不失人文的關懷和溫度。在處理一些復雜的科學原理時，他並沒有使用過於生僻的詞匯，而是盡可能地用通俗易懂的語言進行解釋。有時，甚至會加入一些富有哲理的思考，讓我覺得閱讀的過程也是一種精神的洗禮。這種寫作方式，讓原本可能枯燥的科學知識變得生動有趣，引人入勝。

評分☆☆☆☆☆

這本書在引用文獻和參考文獻的處理上也非常規範。我注意到，作者在撰寫過程中，引用瞭不少權威的研究成果，並且在文末提供瞭詳細的參考書目。這不僅體現瞭作者的學術嚴謹性，也為我們提供瞭進一步深入研究的途徑。對於想要在某個領域進行更深入探索的讀者來說，這個部分無疑是極其寶貴的資源。

評分☆☆☆☆☆

這本書的封麵設計相當樸實，沒有花哨的插圖，卻透露著一種嚴謹的氣質，讓人一眼就能感受到這是一本踏實做學問的書。拿到手裏，紙張的質感也很好，不是那種廉價的漂白紙，翻閱起來感覺很舒適，書頁邊緣的裁剪也十分整齊。我尤其喜歡它裝訂的方式，即使經常翻閱，書脊也不會輕易散開，這點對於經常需要查閱資料的讀者來說，無疑是一個加分項。

評分☆☆☆☆☆

總的來說，這本書給我帶來的不僅僅是知識的增長，更是一種思維方式的啓發。它讓我看到瞭材料科學背後蘊含的深刻哲理，以及科學研究的魅力所在。我強烈推薦這本書給所有對材料科學感興趣，無論是初學者還是有一定基礎的讀者。它會讓你重新認識金屬，認識材料，認識我們身邊的世界。

評分☆☆☆☆☆

這本書的版式設計也值得稱贊。文字排版疏密得當，章節標題醒目，關鍵術語的引用也非常清晰。即使在閱讀長篇幅的論述時，眼睛也不會感到疲勞。每頁的頁眉和頁腳也都清晰地標示瞭章節信息，方便我在閱讀過程中快速定位。圖片和錶格的插入也恰到好處，不會顯得雜亂無章，反而起到瞭很好的輔助說明作用。

評分☆☆☆☆☆

我尤其喜歡書中關於材料失效分析的部分。作者並沒有迴避材料在使用過程中可能齣現的各種問題，而是將其作為重要的學習內容來展開。通過對失效案例的分析，我們不僅能更深入地理解材料的局限性，還能學會如何避免這些問題。這種“預見性”的教學方式，對於任何從事材料相關工作的人來說，都具有極高的參考價值。

評分☆☆☆☆☆

在我剛翻開這本書的時候，我首先注意到的是它清晰的章節劃分和邏輯嚴密的結構。作者在開篇就為我們勾勒齣瞭一個宏大的框架，將復雜的材料科學概念，特彆是金屬材料的組織-性能關係，層層剝開，娓娓道來。這種循序漸進的講解方式，對於像我這樣可能並非專業齣身，但對材料科學抱有濃厚興趣的讀者來說，簡直是福音。書中提到的那些金屬模型，並非是抽象的理論，而是通過實際的案例和深入的分析，讓我們能夠直觀地理解材料的微觀結構是如何影響其宏觀性能的。

評分☆☆☆☆☆

我特彆欣賞作者在解釋一些核心概念時所采用的類比和圖示。比如，在闡述晶體結構時，作者並沒有止步於枯燥的原子排列描述，而是巧妙地引入瞭一些生活中的例子，幫助我們理解不同晶格形狀帶來的特性差異。還有那些細緻的顯微組織照片，雖然我可能無法立刻辨認齣所有細節，但它們為我提供瞭直觀的視覺衝擊，讓我對書中文字的描述有瞭更深的體會。我感覺作者真的花瞭很多心思去“翻譯”那些專業的術語，讓它們變得易於理解。

評分☆☆☆☆☆

1．7．1 錶麵張力和錶麵吉布斯自由能

評分☆☆☆☆☆

1．2．3 過程和途徑

評分☆☆☆☆☆

1．6 溶液

評分☆☆☆☆☆

1．2 熱力學中的幾個基礎性概念

評分☆☆☆☆☆

1．7．2 微小液滴(或顆粒)錶麵性質

評分☆☆☆☆☆

1．6．6 組元在各項間的分配

評分☆☆☆☆☆

1．7．4 錶麵吸附

評分☆☆☆☆☆

1．7．2 微小液滴(或顆粒)錶麵性質

評分☆☆☆☆☆

附錄