材料科學與工程基礎([美]小威廉·卡麗斯特) 下載 mobi epub pdf 電子書 2024

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內容簡介

該教材內容主要涵蓋材料的基礎知識介紹、原子的結構與鍵閤、金屬和陶瓷的結構、高分子結構、固體缺陷、擴散、力學性能、變形和強化機製、失效、相圖、相變、電性能、材料類型及其應用、材料的閤成製備與加工、復閤材料、材料的腐蝕與降解、熱性能、磁性能、光學性能、材料科學與工程所涉及的經濟，環境和社會問題 。
本書內容全麵、先進。不僅是材料學科的必修課教材，也是應用物理、化學工業、信息工程、生物工程、電子電工、車輛工程、航空航天等專業的必要補充教材。也可為專業人員提供參考價值。

作者簡介

郭福，博士，教務處處長 教授，譯者1994年本科畢業、1997年碩士畢業於北京工業大學金屬材料科學與工程學係（現材料科學與工程學院）。從1997年起赴美國留學，於2001年11月在美國密歇根州立大學（Michigan State University）獲得材料科學與工程專業的博士學位。 2001年12月開始在美國密歇根州立大學電子與計算機工程係電子材料實驗室進行博士後研究工作。2003年8月迴國，於2003年9月起在北京工業大學材料學院任教，2004年1月起任教授，2004年5月任博士生導師，2004年12月任材料學院黨委副書記。在美國留學及工作期間，作為美國國傢科學基金、海軍科研辦公室等研究項目的主要參與者，在國外核心刊物上發錶學術論文近40篇，其中2篇文章在美國知名雜誌Science及英國知名雜誌Nature上發錶。2001年獲得美國密歇根州立大學工程院頒發的學術成果奬。2004年入選北京市科技新星計劃及教育部新世紀優 秀人纔支持計劃。目前承擔國傢自然科學基金、北工大青年研究基地等多項研究工作。現任美國電子、磁性及光材料專業委員會委員，美國金屬學會、材料學會、汽車工程師學會會員。目前研究的主要方嚮為電子封裝用新型連接材料無鉛釺料及新型能源材料熱電材料的研究。
　　譯者相繼開創瞭《微電子連接技術與材料》、《工程英文寫作》等課程；同時，郭福教授還承擔瞭本科生《工程材料》、《電子封裝技術》、《材料專業外語》等專業課程的教學工作。譯者教授的《材料科學基礎》被評為雙語教學示範課、北京市精品課程。
譯者所承擔的所有教學課程全部采用英文教學，英文課件和英文習作，選用國際上通用前端的標準教材，並為學生親自編寫瞭適閤課堂學習的雙語教學資料，輔助現代化多媒體教學手段，使學生受益良多。

目錄

第1章　導言 /001
學習目標　/002
1．1　曆史展望　/002
1．2　材料科學與工程　/002
1．3　為什麼學習材料科學與工程？　/004
1．4　材料的分類　/004
重要材料—碳酸飲料容器　/008
1．5　先進材料　/009
1．6　現代材料需求　/010
1．7　工藝/結構/性能/應用間的相互關係　/011
總結　/013
參考文獻　/014
習題　/014
第2章　原子結構與原子鍵 /015
學習目標　/016
2．1　概述　/016
原子結構　/016
2．2　基本概念　/016
2．3　原子中的電子　/017
2．4　元素周期錶　/022
固體中的原子鍵　/023
2．5　鍵閤力與鍵能　/023
2．6　原子間主價鍵　/025
2．7　次價鍵或範德華鍵　/028
重要材料—水（結冰後體積膨脹）　/030
2．8　分子　/031
總結　/031
參考文獻　/033
習題　/033
工程基礎問題　/035
第3章　金屬和陶瓷的結構 /036
學習目標　/037
3．1　概述　/037
晶體結構　/037
3．2　基本概念　/037
3．3　晶胞　/038
3．4　金屬晶體結構　/038
3．5　密度計算—金屬　/043
3．6　陶瓷晶體結構　/043
3．7　密度計算—陶瓷　/048
3．8　矽酸鹽陶瓷　/049
3．9　碳　/052
3．10　多晶型和同素異形體　/053
3．11　晶係　/053
重要材料—碳納米管　/054
晶體點陣、晶嚮、晶麵　/056
重要材料—锡（同素異形體轉變）　/056
3．12　點坐標　/057
3．13　晶嚮　/058
3．14　晶麵　/063
3．15　綫密度和麵密度　/067
3．16　密排晶體結構　/068
晶體和非晶材料　/070
3．17　單晶　/070
3．18　多晶材料　/071
3．19　各嚮異性　/072
3．20　X射綫衍射：晶體結構的確定　/072
3．21　非晶固體　/076
總結　/078
參考文獻　/081
習題　/082
工程基礎問題　/088
第4章　高分子結構 /089
學習目標　/090
4．1　概述　/090
4．2　碳氫化閤物分子　/090
4．3　聚閤物分子　/092
4．4　高分子化學　/093
4．5　分子量　/097
4．6　分子形狀　/099
4．7　分子結構　/100
4．8　分子構型　/101
4．9　熱塑性和熱固性聚閤物　/104
4．10　共聚物　/105
4．11　聚閤物的結晶度　/106
4．12　聚閤物晶體　/109
總結　/110
參考文獻　/113
習題　/113
工程基礎問題　/116
第5章　固體缺陷 /117
學習目標　/118
5．1　概述　/118
點缺陷　/118
5．2　金屬中的點缺陷　/118
5．3　陶瓷中的點缺陷　/120
5．4　固體中的雜質　/123
5．5　高分子中的點缺陷　/126
5．6　成分錶述　/126
其他缺陷　/129
5．7　位錯—綫缺陷　/129
5．8　麵缺陷　/132
5．9　體缺陷　/134
5．10　原子振動　/135
重要材料—催化劑（以及錶麵缺陷）　/135
顯微組織觀察　/136
5．11　顯微鏡基本概念　/136
5．12　顯微技術　/137
5．13　晶粒尺寸測定　/140
總結　/142
參考文獻　/146
習題　/146
設計問題　/150
工程基礎問題　/150
第6章　擴散 /151
學習目標　/152
6．1　概述　/152
6．2　擴散機製　/153
6．3　穩態擴散　/154
6．4　非穩態擴散　/156
6．5　影響擴散的因素　/160
6．6　半導體材料中的擴散　/165
重要材料—集成電路互連鋁綫　/168
6．7　其他擴散路徑　/169
6．8　離子化閤物和聚閤物中的擴散　/169
總結　/171
參考文獻　/175
習題　/175
設計問題　/179
工程基礎問題　/180
第7章　力學性能 /181
學習目標　/182
7．1　概述　/182
7．2　應力和應變概念　/183
彈性變形　/186
7．3　應力-應變行為　/186
7．4　滯彈性　/189
7．5　材料的彈性性能　/190
力學行為—金屬　/192
7．6　拉伸性能　/193
7．7　真應力和真應變　/199
7．8　塑性變形後的彈性迴復　/201
7．9　壓縮、剪切、扭轉變形　/202
力學行為—陶瓷　/202
7．10　彎麯強度　/202
7．11　彈性行為　/204
7．12　孔隙率對陶瓷力學性能的影響　/204
力學行為—高分子　/205
7．13　應力-應變行為　/205
7．14　宏觀變形　/207
7．15　黏彈性　/208
硬度及其他力學性能　/212
7．16　硬度　/212
7．17　陶瓷材料的硬度　/217
7．18　高分子的撕裂強度與硬度　/218
物性多樣性和設計/安全因素　/218
7．19　材料性能多樣性　/218
7．20　設計/安全因素　/220
總結　/222
參考文獻　/227
習題　/228
設計問題　/238
工程基礎問題　/239
第8章　變形和強化機製 /241
學習目標　/242
8．1　概述　/242
金屬的變形機製　/242
8．2　曆史　/243
8．3　位錯的基本概念　/243
8．4　位錯的特徵　/245
8．5　滑移係　/246
8．6　單晶體的滑移　/248
8．7　多晶體的塑性變形　/250
8．8　孿晶産生的變形　/252
金屬的強化機製　/253
8．9　晶粒細化強化　/253
8．10　固溶強化　/254
8．11　應變強化　/256
迴復、再結晶和晶粒長大　/259
8．12　迴復　/259
8．13　再結晶　/259
8．14　晶粒長大　/263
陶瓷材料變形機製　/264
8．15　晶體陶瓷　/265
8．16　非晶陶瓷　/265
聚閤物變形及增強機製　/266
8．17　半結晶聚閤物的變形　/266
8．18　影響半結晶聚閤物的力學
性能的因素　/269
重要材料—收縮包裝聚閤物薄膜　/271
8．19　彈性體的變形　/271
總結　/273
參考文獻　/279
習題　/279
設計問題　/285
工程基礎問題　/285
第9章　失效 /286
學習目標　/287
9．1　概述　/287
斷裂　/288
9．2　斷裂基礎　/288
9．3　延性斷裂　/288
斷口研究　/289
9．4　脆性斷裂　/290
9．5　斷裂力學原理　/292
9．6　陶瓷的脆性斷裂　/299
9．7　高分子的斷裂　/302
9．8　斷裂韌性測試　/304
疲勞　/308
9．9　交變應力　/308
9．10　S-N麯綫　/310
9．11　高分子材料的疲勞　/312
9．12　裂紋的萌生與擴展　/312
9．13　影響疲勞壽命的因素　/314
9．14　環境因素　/316
蠕變　/317
9．15　廣義蠕變行為　/317
9．16　應力和溫度的影響　/318
9．17　數據外推法　/320
9．18　高溫用閤金　/321
9．19　陶瓷和高分子材料的蠕變　/321
總結　/322
參考文獻　/325
習題　/326
設計問題　/331
工程基礎問題　/332
第10章　相圖 /333
學習目標　/334
10．1　概述　/334
定義和基本概念　/334
10．2　溶解度極限　/335
10．3　相　/335
10．4　顯微結構　/336
10．5　相平衡　/336
10．6　單組分（一元）相圖　/337
二元相圖　/338
10．7　二元勻晶係統　/338
10．8　相圖分析　/340
10．9　勻晶閤金顯微組織演變　/343
10．10　勻晶閤金的力學性能　/346
10．11　二元共晶係統　/347
重要材料—無鉛釺料　/351
10．12　共晶閤金顯微組織演變　/352
10．13　存在中間相或化閤物的平衡相圖　/357
10．14　共析和包晶反應　/359
10．15　同成分相變　/360
10．16　陶瓷相圖　/361
10．17　三元相圖　/365
10．18　吉布斯相律　/365
鐵-碳係統　/367
10．19　鐵碳（Fe-Fe3C）相圖　/367
10．20　鐵碳閤金顯微組織演變　/369
10．21　其他閤金元素的影響　/376
總結　/376
參考文獻　/380
習題　/380
工程基礎問題　/388
第11章　相變 /389
學習目標　/390
11．1　概述　/390
金屬中的相變　/390
11．2　基本概念　/391
11．3　相變動力學　/391
11．4　亞穩態與平衡態　/400
鐵-碳閤金中顯微結構與性能的改變　/400
11．5　等溫轉變圖　/401
11．6　連續冷卻轉變圖　/409
11．7　鐵-碳閤金的力學行為　/412
11．8　迴火馬氏體　/416
11．9　鐵-碳閤金的相變及力學性能的迴顧　/418
重要材料—形狀記憶閤金　/419
沉澱硬化　/421
11．10　熱處理　/422
11．11　硬化機製　/423
11．12　其他說明　/425
高分子中的結晶、熔化和玻璃化轉變現象　/426
11．13　結晶　/426
11．14　熔化　/427
11．15　玻璃化轉變　/427
11．16　熔化溫度和玻璃化溫度　/427
11．17　熔化溫度和玻璃化溫度的影響因素　/428
總結　/430
參考文獻　/435
習題　/436
設計問題　/441
工程基礎問題　/442
第12章　電學性能 /443
學習目標　/444
12．1　概述　/444
電導　/444
12．2　歐姆定律　/444
12．3　電導率　/445
12．4　電子和離子導電　/446
12．5　固體能帶結構　/446
12．6　能帶傳導與原子成鍵模型　/448
12．7　電子遷移率　/450
12．8　金屬的電阻率　/450
12．9　工業閤金的電學特性　/453
重要材料—鋁電導綫　/453
半導電性　/455
12．10　本徵半導體　/455
12．11　雜質半導體　/457
12．12　溫度對載流子濃度的影響　/460
12．13　影響載流子遷移率的因素　/462
12．14　霍爾效應　/465
12．15　半導體器件　/467
離子型陶瓷和聚閤物的電導　/472
12．16　離子型材料的電導　/472
12．17　聚閤物的電學性能　/473
介電性能　/474
12．18　電容器　/474
12．19　場矢量和極化　/475
12．20　極化類型　/478
12．21　與頻率相關的相對介電常數　/480
12．22　介電強度　/481
12．23　介電材料　/481
材料的其他電學特性　/481
12．24　鐵電性　/481
12．25　壓電性　/482
總結　/483
參考文獻　/489
習題　/490
設計問題　/495
工程基礎問題　/496
第13章　材料類型及其應用 /497
學習目標　/498
13．1　概述　/498
金屬閤金的類型　/498
13．2　鐵閤金　/498
13．3　非鐵金屬及其閤金　/509
重要材料—歐元硬幣所用的金屬閤金　/517
陶瓷的種類　/518
13．4　玻璃　/518
13．5　玻璃陶瓷　/519
13．6　黏土製品　/520
13．7　耐火材料　/521
13．8　磨料　/523
13．9　水泥　/523
13．10　先進陶瓷　/524
重要材料—壓電陶瓷　/526
13．11　金剛石和石墨　/527
聚閤物的類型　/528
13．12　塑料　/528
重要材料—酚醛颱球　/531
13．13　橡膠　/531
13．14　縴維　/533
13．15　其他應用　/533
13．16　先進高分子材料　/535
總結　/538
參考文獻　/541
習題　/542
設計問題　/543
工程基礎問題　/544
第14章　材料的閤成、製備和加工 /545
學習目標　/546
14．1　概述　/546
金屬的製備　/546
14．2　成型加工　/547
14．3　鑄造　/548
14．4　其他技術　/549
金屬的熱加工　/551
14．5　退火工藝　/551
14．6　鋼的熱處理　/553
陶瓷材料製造　/561
14．7　玻璃和玻璃陶瓷的製造與加工　/562
14．8　黏土製品的製造與加工　/566
14．9　粉末壓製　/570
14．10　流延成型　/572
聚閤物的閤成與加工　/573
14．11　聚閤反應　/573
14．12　聚閤物添加劑　/575
14．13　塑料成型技術　/576
14．14　橡膠的成型　/579
14．15　縴維和薄膜的成型　/579
總結　/580
參考文獻　/585
習題　/586
設計問題　/588
工程基礎問題　/589
第15章　復閤材料 /590
學習目標　/591
15．1　概述　/591
顆粒增強復閤材料　/593
15．2　大顆粒復閤材料　/593
15．3　彌散增強復閤材料　/596
縴維增強復閤材料　/597
15．4　縴維長度的影響　/597
15．5　縴維取嚮和濃度的影響　/598
15．6　縴維相　/606
15．7　基體相　/607
15．8　聚閤物基復閤材料　/608
15．9　金屬基復閤材料　/613
15．10　陶瓷基復閤材料　/614
15．11　碳/碳復閤材料　/615
15．12　混雜復閤材料　/616
15．13　縴維增強復閤材料的加工　/616
結構復閤材料　/618
15．14　層狀復閤材料　/619
15．15　夾芯闆　/619
重要材料—納米復閤塗層　/620
總結　/621
參考文獻　/624
習題　/624
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