機械材料實驗(第三版) pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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本書係由機械工程實驗(一)材料實驗改編而成，原作者於雲林工專任教此課程多年，學生的學習效果非常良好。書中各章均按使用規範、實驗目的、設備、原理、實驗方法等編排，讓學生按步就班的進行，此外書中之圖及參考資料相當齊全，不但方便教師教學且學生在學習上也非常容易。最後，在每章中提供的實驗錶格，可引導學生做實驗及整理的數據。

深入探索現代材料科學與工程的基石 《材料科學基礎導論：從微觀結構到宏觀性能的統一視圖》 第一章：材料世界的宏觀脈絡與科學分野 本書旨在為讀者構建一個堅實而廣闊的材料科學與工程（MSE）的知識框架。我們首先界定“材料”在現代工程語境下的多重含義，不僅僅是傳統的金屬、陶瓷和聚閤物，更拓展到功能性復閤材料、生物材料以及納米材料的前沿領域。 本章詳細梳理瞭材料科學與工程學的曆史演進，從冶金學的早期經驗積纍，到量子力學引入後對晶體結構的精確預測，直至當代信息技術對材料設計的影響。我們將探討材料科學與其他工程學科（如力學、化學、電子學）之間的交叉點，強調MSE是連接基礎科學原理與實際工程應用的橋梁。 重點內容包括： 1. 材料的四大傢族（金屬、陶瓷、聚閤物、復閤材料）的宏觀特性與典型應用場景。 2. 材料性能的分類：力學、熱學、電學、磁學和光學性能的初步概述。 3. 材料工程的基本流程：從材料的選擇、設計、加工成型到最終的服役性能評估。 第二章：原子尺度下的結構決定論 理解材料的性能，必須深入其最基本的構建單元——原子和分子。本章聚焦於材料的微觀結構，這是決定宏觀性能的根本原因。 我們將從晶體學基礎入手，詳盡解析晶體結構和非晶體結構的不同。對於晶體材料，著重闡述晶格、晶麵、晶嚮的概念，並引入密堆積結構（FCC、BCC、HCP）的幾何分析，解釋它們如何直接影響金屬的塑性和密度。非晶態材料（如玻璃和許多聚閤物）的短程有序和長程無序特性也將被深入探討。 此外，本章將係統介紹晶體缺陷的分類與重要性。從零維缺陷（點缺陷，如空位、間隙原子）、二維缺陷（晶界、孿晶界）到三維缺陷（孔隙、夾雜物）。通過引入位錯理論，詳細解釋塑性變形的微觀機理，強調位錯的運動、交互作用及其在材料強度提升中的核心作用。 第三章：熱力學驅動的相變與平衡 材料的結構並非一成不變，它在溫度、壓力和成分的變化下會發生相變。本章將應用熱力學原理來預測和理解這些變化。 我們從吉布斯相律齣發，建立描述多組分、多相體係平衡狀態的理論框架。隨後，重點解析二元閤金相圖的繪製與解讀，這是材料熱處理設計的核心依據。詳細分析共晶反應、共析反應、固溶綫和化閤物的形成。 本章還深入探討瞭非平衡態相變的動力學過程。引入成核與生長理論，解釋相變速率受過冷度（或過飽和度）的驅動。特彆是對於金屬和陶瓷，將詳細描述時效析齣和晶粒長大的動力學麯綫，為控製材料的最終微觀結構（如細化晶粒以提高強度）提供科學指導。 第四章：材料的形變、斷裂與疲勞 本章是材料力學性能分析的核心。我們將區分塑性變形和脆性斷裂的機製，並探討環境因素對這些過程的影響。 對於塑性變形，我們將超越第二章的位錯運動基礎，結閤加工硬化的機理，分析冷加工和熱加工過程對材料性能的重塑。討論蠕變——材料在高溫、恒定應力下隨時間發生的緩慢變形，並引入朗德爾-奧羅旺模型等蠕變本構關係。 在斷裂力學方麵，本書引入韌性斷裂與脆性斷裂的判據。詳細介紹格裏菲斯裂紋理論和應力強度因子（K）的概念，解釋斷裂韌性（$K_{Ic}$）的物理意義。對於服役中更常見的失效模式，本章將專門論述疲勞現象——循環載荷下的漸進性損傷。分析S-N麯綫的構建，疲勞極限的確定，以及Paris定律在裂紋擴展速率預測中的應用。 第五章：功能性材料的電、磁與光學特性 現代工程對材料的需求已從單純的結構支撐轉嚮特定的功能實現。本章聚焦於材料的電子結構如何決定其電學、磁學和光學行為。 電學性能： 詳細分類導體、半導體和絕緣體。在導體部分，闡述德魯德模型的局限性，並引入能帶理論來解釋電阻率、載流子濃度和遷移率。對於半導體，深入分析本徵半導體與雜質半導體的摻雜效應，以及PN結的形成原理。 磁學性能： 區分抗磁性、順磁性和鐵磁性。重點分析鐵磁材料中的磁疇結構、磁滯迴綫（矯頑力、剩餘磁感應強度）的物理起源，並介紹軟磁材料和硬磁材料的設計思路。 光學性能： 探討光與物質的相互作用，包括吸收、透射和反射。解析晶體結構對光的偏振和雙摺射的影響，並引入光電導效應和光緻發光的基本機製，為傳感器和顯示技術提供材料基礎。 第六章：高分子材料的結構與動態行為 高分子材料（塑料、橡膠、縴維）因其輕質、易加工和可調變性，在當代工程中占據重要地位。本章專門剖析其獨特的結構-性能關係。 解析聚閤物的微觀結構：鏈的拓撲結構（綫性、支化、交聯）、分子量分布、結晶度。重點闡述粘彈性行為，這是高分子材料區彆於金屬和陶瓷的關鍵特徵。引入時間-溫度等效原理（WLF方程），解釋高分子材料的動態模量如何隨溫度和加載速率變化。 最後，將討論高分子材料的老化與降解機製，包括熱氧化降解、光降解和水解，以及如何通過添加穩定劑和交聯來提高其長期服役可靠性。 附錄 A：材料的加工與成型基礎 本附錄簡要概述瞭將原材料轉化為可用構件的關鍵工藝。包括金屬的鑄造、塑性加工（軋製、鍛造、擠壓）的基本原理；陶瓷的高溫燒結過程；以及聚閤物的注塑、擠齣和模壓成型技術。重點強調加工過程對材料最終微觀結構和性能的不可逆影響。 附錄 B：無損檢測技術簡介 為評估材料在服役前後的狀態，無損檢測（NDT）至關重要。本附錄介紹常用的NDT方法，如超聲波檢測（UT）、射綫檢測（RT）、液體滲透檢測（PT）和磁粉檢測（MT），及其在缺陷識彆和質量控製中的應用。

第一章 材料試驗簡介
第二章 拉伸試驗
第三章 壓縮試驗
第四章 抗摺與彎麯試驗
第五章 剪斷試驗
第六章 衝擊試驗
第七章 勃氏硬度試驗應用
第八章 洛氏硬度試驗
第九章 維氏硬度試驗
第十章 蕭氏硬度試驗
第十一章 疲勞試驗
第十二章 火花試驗
第十三章 磨耗試驗
第十四章 金相組織試驗
第十五章 碳鋼的熱處理實驗
第十六章 非破壞試驗

附錄一 實驗報告的內容及格式
附錄二 CNS 金屬材料拉伸試樣規格
附錄三 拉伸試驗加工及尺度公差之規定

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《機械材料實驗（第三版）》這本書，在內容呈現上，我最欣賞它對實驗數據分析部分的詳盡闡述。很多時候，實驗本身做得再好，如果最後的數據分析不到位，那也隻是事倍功半。這本書在這方麵做得非常齣色，它不僅提供瞭標準的公式和計算方法，還給齣瞭很多如何解讀數據、如何識彆異常值、以及如何根據實驗結果來評估材料性能的指導。我記得其中有一節關於疲勞試驗數據分析的部分，作者列舉瞭不同類型的疲勞麯綫，並講解瞭如何從中提取關鍵參數，這對於我理解材料的耐久性非常有幫助。

评分☆☆☆☆☆

拿到《機械材料實驗（第三版）》這本書，讓我最先注意到的就是它的章節編排。整個結構邏輯清晰，從基礎的材料性能測試，到各種材料的加工工藝，再到一些特殊的材料，都有條不紊地展開。我尤其喜歡它在介紹每個實驗時，都會先給齣一個簡要的背景介紹，讓你知道這個實驗是做什麼用的，以及它在工程實踐中的意義。這比那些直接上來就講步驟的書要人性化很多。而且，書中對於一些專業術語的解釋也很到位，對於我這種非材料專業齣身的人來說，也能比較容易地理解。

评分☆☆☆☆☆

讀《機械材料實驗（第三版）》這本書，最讓我感到“接地氣”的地方，在於它並沒有迴避實驗過程中可能遇到的各種“坑”。書中不隻列齣瞭標準的實驗流程，更重要的是，它會針對一些關鍵步驟，比如試樣的製備、儀器的校準、數據采集的注意事項等，進行非常細緻的提示和警告。我記得有一次，我在模擬書中某個實驗時，就遇到瞭一個看似微不足道的問題，但如果按照書中的提示去檢查，就能及時發現並糾正，避免瞭白費功夫。這種“防患於未然”的教學方式，對於初次接觸實驗的學生來說，真的是太重要瞭。它教會瞭我，做實驗不僅僅是按照步驟操作，更重要的是理解每一步的目的，以及潛在的誤差來源。

评分☆☆☆☆☆

《機械材料實驗（第三版）》這本書，我真的是拖瞭好久纔開始認真讀，當初買它的時候，純粹是因為機械係的必修課，說是實驗課，但很多時候更像是理論的延伸，而這本教材，說實話，確實是相當厚實，封麵看上去就很有分量，我拿到書的時候，第一感覺就是“這下子有得啃瞭”。翻開目錄，各種材料的力學性能測試，金屬熱處理、焊接、鑄造等等，感覺要把一個機械工程師要瞭解的材料方麵的基本功都給覆蓋到瞭。我記得我第一次看到“萬能試驗機”的時候，腦子裏隻有三個字：好大！書裏對這個儀器的原理、操作步驟、以及如何分析實驗數據都寫得挺細緻的，圖文並茂，讓我這個對機械設備本來就有點“小白”的人，也能大概理解個七七八八。

评分☆☆☆☆☆

關於《機械材料實驗（第三版）》這本書，我覺得它有一個非常大的優點，就是它不僅僅停留在“怎麼做”的層麵，更側重於“為什麼這麼做”以及“這樣做有什麼意義”。例如，在介紹金屬晶粒度測定這個實驗時，書中不僅詳細講解瞭金相試樣的製備過程，還深入探討瞭晶粒度對材料力學性能的影響機製。它會告訴你，為什麼細小的晶粒能提高材料的強度和韌性，以及在實際工程中，如何通過熱處理來控製晶粒度以達到預期的材料性能。這種追根溯源的講解方式，讓我覺得我不是在被動地學習操作，而是在主動地理解材料科學背後的邏輯。

评分☆☆☆☆☆

《機械材料實驗（第三版）》這本書，在講解原理的同時，也極其重視實驗的安全問題。在每個實驗的開頭，都會有非常醒目的安全注意事項，並且對一些危險的操作進行瞭重點強調。這對於我們在實際操作時，能夠時刻保持警惕，避免不必要的風險至關重要。我記得書中關於高溫爐操作的提示，就非常具體，包括如何穿戴防護裝備，以及在高溫環境下需要注意的細節，這些看似細小的提示，卻能幫助我們避免很多潛在的危險。

评分☆☆☆☆☆

《機械材料實驗（第三版）》這本書，讓我深深體會到瞭“眼見為實”的道理。在學習材料力學時，我們常常會接觸到各種理論公式和模型，但這些抽象的概念，在沒有實際觀測的情況下，總感覺隔瞭一層。而這本書，通過大量的實驗案例和清晰的圖示，將這些理論具象化瞭。比如，在講解材料的塑性變形時，書中會配上拉伸實驗後試樣形狀變化的真實照片，讓你直觀地看到材料是如何被拉伸、屈服，直至斷裂的。這種生動形象的展示方式，極大地增強瞭我對知識的理解和記憶，也讓我對材料的實際應用有瞭更深刻的認識，不再是紙上談兵。

评分☆☆☆☆☆

老實說，剛拿到《機械材料實驗（第三版）》這本書時，我內心是有點抗拒的。畢竟“實驗”兩個字，就意味著要動手動腦，而我個人更偏愛純理論的推導和公式的計算。但是，當我真正翻開書頁，開始閱讀裏麵的內容時，我發現我對“實驗”的看法被顛覆瞭。這本書不僅僅是枯燥的實驗步驟羅列，它更像是在為我們揭示材料世界的奧秘。書中對各種材料的性能指標，比如強度、硬度、韌性、疲勞壽命等等，都進行瞭深入淺齣的講解，並且詳細說明瞭如何通過實驗來量化這些指標。尤其讓我印象深刻的是關於金屬材料熱處理的部分，書裏不僅介紹瞭退火、淬火、迴火等基本工藝，還結閤具體的實驗案例，講解瞭這些工藝對材料顯微組織和宏觀性能的影響，這種將理論與實踐緊密結閤的方式，讓我對材料學産生瞭前所未有的興趣。

评分☆☆☆☆☆

閱讀《機械材料實驗（第三版）》的過程，對我來說，與其說是學習，不如說是一種“探險”。這本書就像是一本藏寶圖，帶領我去探索材料世界的種種奇妙之處。從金屬的內部結構，到高分子材料的奇特錶現，再到陶瓷材料的脆性之美，書中用一種非常引人入勝的方式，將這些復雜的科學知識呈現齣來。我記得在讀到關於摩擦磨損試驗的部分時，書中對於不同材料在不同工況下的磨損機理的分析，讓我腦洞大開，原來看似簡單的“磨損”背後，竟然有如此多的學問。

评分☆☆☆☆☆

說實話，《機械材料實驗（第三版）》這本書，在給我帶來知識的同時，也給我帶來瞭一種“成就感”。當我通過書中的指導，一步步理解瞭某個復雜的材料性能測試原理，或者成功地分析瞭一組實驗數據時，那種感覺是無法用言語來形容的。這本書就像是一位經驗豐富的導師，它不會直接給你答案，而是引導你去思考，去探索。我記得在學習斷裂韌性測試時，書中提供的思路和方法，讓我能夠獨立地去理解和分析材料在承受裂紋時錶現齣的性能，這讓我對材料的可靠性有瞭更深刻的認識。