材料科学基础（第4版） [Materials Science & Engineering Texbooks For Higher Education] pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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刘智恩 编

图书标签:

• 材料科学
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• 第四版
• 材料基础
• 工程材料
• 金属材料
• 陶瓷材料
• 高分子材料

出版社： 西北工业大学出版社

ISBN：9787561238233

版次：4

商品编码：12004044

包装：平装

丛书名： 高等学校教材 ， 材料科学与工程

外文名称：Materials Science & Engineering Texbooks For Higher Education

开本：16开

出版时间：2013-09-01

用纸

内容简介

　　《材料科学基础》阐述了与工程材料有关的基本理论及应用，包括晶体学基础、晶体缺陷理论、材料中的相结构、凝固理论、相平衡及相图、固体中的扩散、塑性变形、回复与再结晶、固态相变和材料复合原理等，并介绍了材料科学发展的新领域、新思维、新方法和新成果。作为教材，《材料科学基础（第4版）》的主要特点是难度适中，重点突出；以工程材料为对象，阐述其共性原理；强调工程实践，联系生产实际；编写了较多的例题，便于自学。
　　《材料科学基础（第4版）》可作为材料成型及控制、材料学、复合材料及腐蚀与防护等专业的教科书及考研参考书，也可用作相关工程技术人员的参考书。

目录

第1章 工程材料中的原子排列
1．1 原子键合
1．2 原子的规则排列
1．3 原子的不规则排列
1．4 准晶体
习题
复习思考题

第2章 材料中的相结构
2．1 固熔体
2．2 金属间化合物
2．3 陶瓷晶体相
2．4 玻璃相
2．5 分子相
2．6 人工结构
习题
复习思考题

第3章 凝固
3．1 金属结晶的基本规律
3．2 金属结晶的基本条件
3．3 晶核的形成
3．4 晶体的长大
3．5 陶瓷、聚合物的凝固
3．6 凝固理论的应用
习题
复习思考题

第4章 相图
4．1 相、相平衡及相图制作
4．2 二元匀晶相图
4．3 二元共晶相图
4．4 二元包晶相图
4．5 其他二元相图
4．6 二元相图的分析方法
4．7 相图的热力学解释
4．8 铸锭（件）的组织与偏析
4．9 三元相图
4．10 非平衡定态相图
习题
复习思考题

第5章 材料中的扩散
5．1 扩散定律及其应用
5．2 扩散的微观机理
5．3 扩散的热力学理论
5．4 反应扩散
5．5 一些影响扩散的重要因素
习题
复习思考题

第6章 塑性变形
6．1 金属的应力一应变曲线
6．2 单晶体的塑性变形
6．3 多晶体的塑性变形
6．4 合金的塑性变形
6．5 冷变形金属的组织与性能
6．6 聚合物的变形
6．7 陶瓷材料的塑性变形
习题
复习思考题

第7章 回复与再结晶
7．1 冷变形金属在加热时的变化
7．2 回复
7．3 再结晶

第4章 相图
4．1 相、相平衡及相图制作
4．2 二元匀晶相图
4．3 二元共晶相图
4．4 二元包晶相图
4．5 其他二元相图
4．6 二元相图的分析方法
4．7 相图的热力学解释
4．8 铸锭（件）的组织与偏析
4．9 三元相图
4．10 非平衡定态相图
习题
复习思考题

第5章 材料中的扩散
5．1 扩散定律及其应用
5．2 扩散的微观机理
5．3 扩散的热力学理论
5．4 反应扩散
5．5 一些影响扩散的重要因素
习题
复习思考题

第6章 塑性变形
6．1 金属的应力一应变曲线
6．2 单晶体的塑性变形
6．3 多晶体的塑性变形
6．4 合金的塑性变形
6．5 冷变形金属的组织与性能
6．6 聚合物的变形
6．7 陶瓷材料的塑性变形
习题
复习思考题

第7章 回复与再结晶
7．1 冷变形金属在加热时的变化
7．2 回复
7．3 再结晶
7．4 再结晶后的晶粒长大
7．5 金属的热变形
习题
复习思考题

第8章 固态相变
8．1 固态相变的特点
8．2 固态相变的形核
8．3 固态相变的晶核长大
8．4 扩散型相变示例
8．5 无扩散型相变
8．6 贝氏体型相变
习题
复习思考题

第9章 复合效应与界面
9．1 材料复合、增强体及复合效应
9．2 复合材料增强原理
9．3 复合材料的界面
习题
复习思考题

附录
附录A 本书所用到的物理常数
附录B 有关元素资料表
附录C 有关工程材料的性质（20℃）
附录D 法定计量单位
参考文献

《材料科学与工程导论：理论与应用》 本书旨在为高等教育领域的学生提供一个全面而深入的材料科学与工程基础。从微观结构到宏观性能，从经典理论到前沿应用，本书致力于构建读者对材料世界的系统性认识。 核心内容概述： 本书首先从原子、分子和晶体结构层面入手，详细阐述了材料的基本构成单元及其排列方式，包括各种晶体结构（如面心立方、体心立方、六方密堆积等）的几何特征、密排度和晶格缺陷（如空位、间隙原子、取代原子、位错、晶界等）的产生及其对材料性能的影响。随后，深入探讨了材料的相变理论，包括相图的解读、固相反应、液相结晶以及固液转变等，强调相变对材料微观组织和宏观性能的决定性作用。 在机械性能方面，本书系统介绍了材料在外力作用下的响应，包括弹性变形、塑性变形（如位错运动、孪生）、屈服、强度、延性、韧性、疲劳、蠕变以及断裂等概念。本书不仅解释了这些性能的微观机制，还结合了大量的实例，说明了如何通过材料设计和加工工艺来优化材料的机械性能，以满足不同工程应用的需求。 电学性能是现代材料科学的重要分支。本书将详细讲解导电、绝缘和半导体材料的电子结构、能带理论、载流子输运机制等。内容将涵盖金属导体的电阻率、绝缘体的介电性能、半导体的掺杂与pn结原理，以及光电材料、压电材料等功能材料的特性。 磁性材料是另一大类重要的功能材料。本书将介绍磁畴理论、不同磁性材料（如铁磁性、顺磁性、抗磁性、反铁磁性）的磁化过程、磁滞回线以及磁记忆效应等。读者将了解永磁体、软磁材料以及巨磁阻材料等在信息存储、传感器和能源领域的应用。 热学性能的理解对于材料在各种温度环境下的使用至关重要。本书将深入探讨材料的比热容、热导率、热膨胀系数以及相变潜热等。内容将涉及传热机理（如晶格振动和电子导热），并为理解热应力、热疲劳以及热障涂层等应用奠定基础。 光学性能方面，本书将阐述材料与光相互作用的基本原理，包括光的吸收、透射、反射、折射和散射。内容将涉及透明材料、半透明材料、不透明材料以及光致发光、电致发光等现象，并探讨光学材料在照明、显示、激光和太阳能电池等领域的应用。 除了上述基础性能，本书还将涉及材料的腐蚀与防护。将分析金属、聚合物和陶瓷等材料在不同环境（如酸、碱、盐溶液、大气、高温氧化）下的腐蚀机理，并介绍各种防护措施，如表面涂层、钝化处理、电化学保护等。 应用与前沿： 本书内容紧密结合实际应用，涵盖了从传统工程材料（如金属合金、陶瓷、聚合物）到高性能材料（如复合材料、纳米材料、生物材料、智能材料）的广泛范畴。每一章节都力求通过具体工程实例，展示材料科学原理在航空航天、汽车制造、电子信息、能源储存、医疗器械、建筑工程等领域的实际应用。 此外，本书还将对材料科学与工程领域的若干前沿热点进行介绍，例如： 先进复合材料： 纤维增强复合材料（如碳纤维、玻璃纤维）、层状复合材料等的设计、制造及其在轻量化和高强度结构中的应用。 纳米材料： 纳米颗粒、纳米线、纳米管等材料的制备、表征及其在催化、传感、医药和电子器件中的独特性能。 生物材料： 用于人体植入、组织工程和药物递送的生物相容性材料，如医用高分子、生物陶瓷、金属生物材料等。 智能材料： 能够响应环境变化（如温度、电场、磁场、光）而改变自身性质的材料，如形状记忆合金、压电陶瓷、光致变色材料等。 增材制造（3D打印）材料： 适用于不同3D打印技术的金属粉末、聚合物丝材、陶瓷浆料等，及其在复杂结构制造中的潜力。 教学特色： 本书在内容编排上，力求由浅入深，循序渐进，理论与实践相结合。每章均配有清晰的图示、表格和公式推导，便于学生理解。章节末尾设有习题，涵盖概念性问题、计算题以及案例分析，旨在巩固所学知识，培养解决实际工程问题的能力。同时，本书也鼓励读者关注材料科学领域的最新发展，激发其进行深入研究的兴趣。 通过学习本书，读者将能够掌握材料科学与工程的核心理论，理解材料的结构、性能、加工和应用之间的内在联系，并为未来在材料领域的学习、研究或工程实践打下坚实的基础。

评分☆☆☆☆☆

这本书简直把我从材料科学的黑暗森林中拯救了出来！我之前一直觉得这个领域庞杂得令人望而却步，各种概念像是杂乱无章的碎片，怎么也拼凑不成一个完整的图景。但《材料科学基础（第4版）》就像一位循循善诱的导师，它没有直接丢给我一大堆枯燥的公式和定义，而是从最基本、最直观的层面入手，一步一步地引导我认识材料的本质。一开始，我被那些关于原子结构、晶体学的内容深深吸引。作者用非常生动的语言解释了为什么原子会以特定的方式排列，以及这些排列方式对材料宏观性质的影响。我以前总觉得晶体结构就是个抽象的概念，但在书中，我通过那些精美的图示和类比，竟然能“看到”原子在空间中的运动和相互作用。更让我惊喜的是，作者并没有停留在理论的层面，而是巧妙地将这些基础知识与实际应用联系起来。比如，在讨论缺陷时，它不仅解释了位错、空位等微观概念，还详细阐述了它们如何影响金属的强度、塑性，甚至合金的设计。这让我第一次真正理解了“为什么”要研究这些基础知识，它们不再是考试的工具，而是理解材料世界运作规律的金钥匙。我尤其喜欢书中关于相图的部分，那是我之前学习中的一个巨大障碍，感觉完全摸不着头脑。但这本书通过清晰的图表和详尽的文字解释，将复杂的相变过程变得易于理解。我能清晰地看到不同温度和成分下，合金会形成哪些相，以及这些相如何影响材料的性能。这种由微观到宏观，由理论到应用的递进式讲解，让我觉得整个材料科学体系变得有序而逻辑清晰，不再是那些孤立的知识点，而是一个相互关联、有机整体。它让我对材料科学产生了前所未有的兴趣和信心，迫不及待地想继续深入探索这个迷人的领域。

评分☆☆☆☆☆

当我拿起《材料科学基础（第4版）》时，我曾担心它会是一本枯燥乏味的理论书籍，充斥着晦涩难懂的公式和定义。然而，这本书却以一种极其引人入胜的方式，将我带入了材料科学的奇妙世界。它最突出的优点在于它对复杂概念的清晰阐释和逻辑严密的结构。我之前在学习过程中，常常因为概念之间的跳跃和公式的晦涩而感到困惑。但这本书从最基础的原子结构和化学键入手，逐步深入到晶体学、缺陷、相变，以及各种材料的宏观性能。每一个章节都建立在前一章的基础上，使得学习过程非常顺畅，不会出现“断层”的感觉。我尤其喜欢书中对晶体结构和缺陷的讲解，它通过大量的示意图和模型，将抽象的空间结构变得直观易懂。我能够清晰地理解不同晶格类型下的原子排列，以及点缺陷、线缺陷、面缺陷的存在如何影响材料的性质。例如，它详细解释了位错如何在外力作用下运动，从而导致材料的塑性变形。这让我第一次真正理解了金属材料的延展性是如何产生的。此外，书中对相图的讲解也做得非常出色。我之前一直对相图感到头疼，但这本书用非常直观的方式，将不同温度和成分下的相区、相变过程清晰地展示出来。这让我能够理解合金的显微组织是如何形成的，以及热处理过程对材料性能的影响。这本书就像一位经验丰富的向导，它不仅为我指明了方向，更教会了我如何自己去探索和发现。

评分☆☆☆☆☆

这本书就像一位经验丰富的向导，带领我穿越了材料科学的茂密丛林。《材料科学基础（第4版）》最大的优点在于它对复杂概念的清晰阐释和逻辑严密的结构。我之前在学习过程中，常常因为概念之间的跳跃和公式的晦涩而感到困惑。但这本书从最基础的原子结构和化学键入手，逐步深入到晶体学、缺陷、相变、以及各种材料的宏观性能。每一个章节都建立在前一章的基础上，使得学习过程非常顺畅。我尤其喜欢书中对晶体结构和缺陷的讲解，它通过大量的示意图和模型，将抽象的空间结构变得直观易懂。我能够清晰地理解不同晶格类型下的原子排列，以及点缺陷、线缺陷、面缺陷的存在如何影响材料的性质。例如，它详细解释了位错如何在外力作用下运动，从而导致材料的塑性变形。这让我第一次真正理解了金属材料的延展性是如何产生的。此外，书中对相图的讲解也做得非常出色。我之前一直对相图感到头疼，但这本书用非常直观的方式，将不同温度和成分下的相区、相变过程清晰地展示出来。这让我能够理解合金的显微组织是如何形成的，以及热处理过程对材料性能的影响。更令人印象深刻的是，这本书并没有停留在理论层面，而是将这些基础知识与材料的实际应用紧密联系起来。它详细介绍了金属、陶瓷、聚合物、复合材料的性能特点和典型应用，让我对材料的多样性和重要性有了更深刻的认识。

评分☆☆☆☆☆

《材料科学基础（第4版）》绝对是我近年来读过的最优秀的一本专业教材。它不仅仅是知识的罗列，更是一种对材料科学的深度探索。这本书最让我印象深刻的是它对“材料的性能与其微观结构的关系”的深入剖析。作者并没有仅仅停留在描述材料的宏观性能，而是花费大量篇幅解释这些性能是如何由原子键合、晶体结构、缺陷、晶界等微观因素决定的。我之前总是觉得材料的各种性能（如强度、硬度、导电性等）是一种“黑箱”操作，但这本书让我明白了其中的原理。例如，它详细解释了位错是如何在外力作用下移动，从而导致材料的塑性变形，这让我第一次真正理解了金属的延展性是如何产生的。此外，书中关于“相图”的讲解也做得非常出色。我之前一直对相图感到头疼，感觉像天书一样，完全看不懂。但这本书用非常清晰的图示和循序渐进的文字，将复杂的相变过程变得易于理解。我能够通过它来分析不同温度和成分下，合金的相组成，以及这些相如何影响材料的性能。这对于我理解合金设计和热处理至关重要。更难能可贵的是，本书还穿插了大量的案例分析，通过真实的工程应用来解释材料的性能和选择。例如，它会分析为什么在航空航天领域会选择某种合金，在电子产品中会使用某种陶瓷，或者在生物医学领域会采用某种聚合物。这些案例让我对材料科学的实际意义有了更深刻的认识。

评分☆☆☆☆☆

坦白说，我最初拿起这本书时，并没有抱太大的期望。市面上关于材料科学的书籍并不少，很多都写得过于理论化，或者太过注重某一具体领域，很难找到一本既全面又深入浅出的教材。然而，《材料科学基础（第4版）》彻底颠覆了我的看法。它就像一位经验丰富的向导，带领我穿越材料科学的迷宫。这本书最大的优点在于它的逻辑性和系统性。作者并没有跳跃式地讲解，而是从最基础的物质构成元素开始，逐步深入到原子、分子、晶体结构、缺陷、相变、材料的机械性能、热学性能、电学性能、磁学性能，再到材料的制备与加工。每一个章节都建立在前一章的基础上，让学习过程显得非常顺畅，不会出现“断层”的感觉。我特别欣赏作者在解释复杂概念时所采用的类比和图示，它们非常形象生动，能够帮助我快速理解抽象的物理过程。例如，在讲解扩散时，作者用“人群移动”来比喻原子在晶格中的迁移，立刻就让我茅塞顿开。而那些关于晶体结构的立体图，更是帮助我摆脱了二维思维的束缚，真正“看到”了三维空间中的原子排列。书中对各种材料（金属、陶瓷、聚合物、复合材料）的介绍也极其到位，不仅阐述了它们的微观结构和性质，还详细介绍了它们在各个领域的应用，让我对材料的多样性和重要性有了深刻的认识。我尤其喜欢关于材料失效机制的章节，它揭示了材料在实际使用中可能遇到的各种问题，以及如何通过材料设计来避免这些问题。这本书不仅仅是知识的堆砌，它更是一种思维方式的引导，让我学会从微观结构推断宏观性能，从宏观性能反推微观原因。我感觉自己不再是被动地接受知识，而是主动地去思考和分析，这对于我学习材料科学至关重要。

评分☆☆☆☆☆

在我看来，《材料科学基础（第4版）》是一本具有“里程碑”意义的教材，它彻底改变了我对材料科学的认知。《材料科学基础（第4版）》给我最大的感受是，它不仅仅是知识的传递，更是思维方式的培养。这本书在讲解每一个概念时，都不仅仅停留在“是什么”，而是深入到“为什么”和“如何”的层面。例如，在讲解材料的力学性能时，它不仅仅列出了抗拉强度、屈服强度等参数，更深入地分析了这些参数背后的微观机制，比如原子键合的强度、晶体的结构、缺陷的存在、以及晶粒的尺寸等。这让我能够从更深层次去理解材料的力学行为，而不是仅仅停留在宏观的现象描述。我尤其欣赏书中关于“材料的性能与其微观结构的关系”的讲解。它通过大量的实验数据和图表，清晰地展示了微观结构的改变如何导致宏观性能的变化。例如，它会通过显微照片展示不同热处理条件下，金属的晶粒尺寸变化，并解释这种变化如何影响材料的强度和韧性。这种由微观到宏观的递进式讲解，让我对材料的理解更加深刻和全面。此外，本书在讲解材料的制备与加工工艺时，也做得非常出色。它将理论知识与实际生产紧密结合，让我了解了各种材料是如何被制造出来的，以及加工过程对材料性能的影响。例如，它会详细介绍铸造、锻造、轧制、焊接等工艺，并解释这些工艺如何改变材料的微观结构，进而影响其宏观性能。这本书就像一位经验丰富的向导，它不仅为我指明了方向，更教会了我如何自己去探索和发现。

评分☆☆☆☆☆

当我翻开《材料科学基础（第4版）》时，我最先注意到的是它清晰的排版和精美的插图。这在很多教材中都是难得的。但这仅仅是表象，真正让我爱不释手的是它内容上的深度和广度。这本书以一种非常扎实的方式，为我构建了整个材料科学的知识框架。我之前学习的材料知识，往往是零散的、不成体系的。但这本书通过系统性的讲解，将这些零散的知识点串联了起来。它从物质的最基本组成——原子和电子的结构出发，详细阐述了化学键的形成及其对材料性质的影响。我从未想过，原子之间结合方式的细微差别，竟然会产生如此巨大的性能差异。接着，它深入到原子在固态中的排列方式，也就是晶体结构，并详细介绍了各种晶格类型，如面心立方、体心立方、六方密排等。我之前对这些概念一直感到很模糊，但书中大量的示意图和模型，让我能够直观地理解不同晶体的空间结构和堆积方式。更令人印象深刻的是，本书对材料中“缺陷”的讲解。它不仅定义了点缺陷、线缺陷、面缺陷，更重要的是，它详细解释了这些缺陷如何影响材料的力学性能，比如强度、硬度、韧性等。这让我第一次理解了，为什么纯净的材料不一定性能最好，而适度的缺陷有时反而能改善材料的性能。此外，书中对各种材料类别（金属、陶瓷、聚合物、复合材料）的讲解也非常有条理，对每种材料的微观结构、性能特点和典型应用都做了详尽的介绍，让我对材料的世界有了更全面的认识。这本书就像一个全景图，让我看到了材料科学的宏观图景，也让我能够深入到每一个细节中去探究。

评分☆☆☆☆☆

在我看来，《材料科学基础（第4版）》不仅仅是一本教科书，更像是一份详尽的材料科学“操作手册”。我之前学习材料科学时，总是感觉概念很多，但不知道如何将它们应用到实际问题中。这本书在这方面做得非常出色。它以一种非常实用的方式，将理论知识与实际应用紧密结合。例如，在讲解材料的强度时，它不仅介绍了屈服强度、抗拉强度等概念，还深入分析了位错运动、晶界强化、固溶强化等强化机制，并提供了相关的计算公式和实例。这让我能够真正理解为什么某种材料具有更高的强度，以及如何通过改变材料的微观结构来提高其强度。我尤其欣赏书中关于材料失效的章节。它详细介绍了材料在各种环境下可能出现的失效模式，如疲劳、断裂、腐蚀、蠕变等，并分析了失效的机理和预防措施。这对于我理解材料在实际工程中的可靠性至关重要。书中还穿插了大量的案例分析，通过真实的工程应用来解释材料的性能和选择。例如，它会分析为什么在航空航天领域会选择某种合金，在电子产品中会使用某种陶瓷，或者在生物医学领域会采用某种聚合物。这些案例让我对材料科学的实际意义有了更深刻的认识。总而言之，这本书不仅为我打下了坚实的理论基础，更教会了我如何运用这些知识去解决实际问题，如何选择最适合特定应用的材料。

评分☆☆☆☆☆

当我第一次翻开《材料科学基础（第4版）》时，我就被它清晰的结构和精美的插图所吸引。但真正让我爱不释手的是它内容的深度和广度。《材料科学基础（第4版）》最让我感到惊喜的是它对复杂概念的化繁为简。我之前在学习材料科学时，常常会被各种专业术语和复杂的公式所困扰，感觉无从下手。但这本书用非常生动的语言和形象的比喻，将这些抽象的概念变得易于理解。例如，在讲解原子间的化学键时，作者用“原子间的‘手拉手’行为”来比喻，立刻就让我对不同键合类型有了直观的认识。而那些关于晶体结构的立体图，更是让我能够摆脱二维思维，真正“看到”原子在三维空间中的排列方式。我尤其喜欢书中关于“材料的性能与其微观结构的关系”的讲解。它通过大量的实例，清晰地展示了微观结构的改变如何导致宏观性能的变化。例如，它会通过显微照片展示不同热处理条件下，金属的晶粒尺寸变化，并解释这种变化如何影响材料的强度和韧性。这种由微观到宏观的递进式讲解，让我对材料的理解更加深刻和全面。此外，本书对各种材料类别（金属、陶瓷、聚合物、复合材料）的讲解也非常到位，对每种材料的微观结构、性能特点和典型应用都做了详尽的介绍，让我对材料的世界有了更全面的认识。这本书就像一个全景图，让我看到了材料科学的宏观图景，也让我能够深入到每一个细节中去探究。

评分☆☆☆☆☆

说实话，我是一名跨专业学习材料科学的学生，起初我对这本书的期待并不是很高，只希望它能让我对这个领域有个大概的了解。然而，《材料科学基础（第4版）》远远超出了我的预期。它不仅仅是“了解”，更是让我“入门”并“精通”了许多关键概念。这本书最让我感到惊喜的是它对“相图”的讲解。之前，我看到相图就头疼，感觉像天书一样，完全看不懂。但这本书用非常清晰的图示和循序渐进的文字，将复杂的相变过程变得易于理解。我能够通过它来分析不同温度和成分下，合金的相组成，以及这些相如何影响材料的性能。这对于我理解合金设计和热处理至关重要。此外，本书对材料的性能与其微观结构之间关系的阐述也极其到位。它不仅仅是罗列材料的各种性能指标，而是从原子键合、晶体结构、缺陷、晶粒尺寸等方面，深入分析了这些因素是如何决定材料的力学、热学、电学、光学等性能的。这种“知其然，知其所以然”的学习过程，让我对材料的理解更加深刻。我特别喜欢书中关于材料制备和加工的部分，它将理论知识与实际生产联系起来，让我了解了各种材料是如何被制造出来的，以及加工过程对材料性能的影响。例如，它详细介绍了铸造、锻造、轧制、热处理等工艺，并解释了这些工艺如何改变材料的微观结构，进而影响其宏观性能。这本书就像一位全方位的导师，它不仅教授了我知识，更教会了我如何思考和分析，如何将不同领域的知识融会贯通。