Foundations of Materials Science and Engineering 6／e pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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To prepare materials engineers and scientists of the future, Foundations of Materials Science and Engineering, Sixth Edition is designed to present diverse top¬ics in the field with appropriate breadth and depth. The strength of the book is in its balanced presentation of concepts in science of materials (basic knowledge) and engi¬neering of materials (applied knowledge). The basic and applied concepts are inte¬grated through concise textual explanations, relevant and stimulating imagery, detailed sample problems, electronic supplements, and homework problems. This textbook is therefore suitable for both an introductory course in materials at the sophomore level and a more advanced (junior/senior level) second course in materials science and engineering.

　　About the Cover

　　A race car is an example of a complex mechanical system that utilizes a variety of materials from all five classes in its structure. For Instance, for the race car in the image, the body is made of lightweight carbon fiber composites to save weight, the chassis is made of strong and tough steel alloys, the tires are made of durable vulcanized rubber, key components in the engine and brake system are either made of or coated with ceramic materials to withstand high temperature, and a variety of sensors as well as the on-board computer system uses electronic materials.
 

好的，這是一份針對“Foundations of Materials Science and Engineering 6/e”以外其他材料科學與工程領域圖書的詳細內容簡介。 --- 深入探索材料科學與工程的廣闊疆域：精選書目導覽 本導覽旨在為材料科學與工程領域的學習者、研究人員和實踐工程師提供一份精選書目推薦，這些書籍覆蓋瞭從基礎理論到前沿應用的多個關鍵領域，但不包含《Foundations of Materials Science and Engineering 6/e》中的具體內容。我們聚焦於那些在特定細分領域具有深度和影響力的經典或新銳著作。 第一部分：原子結構、晶體學與缺陷理論的深度解析 材料的宏觀性能根植於其微觀結構。以下書籍深入探討瞭材料的原子本質和晶體行為，提供瞭比標準概述更精細的視角。 1. 《The Physics of Crystal Growth》 (晶體生長物理學) 核心內容聚焦： 本書是一部關於固態物理與材料工程交叉領域的權威之作。它詳細闡述瞭從氣相、液相到固相的各種晶體生長機製。重點內容包括： 熱力學與動力學基礎： 深入分析瞭晶體成核、界麵能、錶麵自由能以及擴散過程在生長動力學中的作用。 生長模式與形態控製： 詳細描述瞭原子級颱階流動、螺鏇生長、層層生長（2D/3D）等經典模式，並探討瞭如何通過控製外場（如溫度梯度、壓力、組分）來調控晶體形態，這對半導體異質結的製備至關重要。 缺陷的引入與控製： 晶體缺陷（如位錯、孿晶界、堆垛層錯）的形成與生長過程的關聯。書中特彆強調瞭在 MBE（分子束外延）和 MOCVD（金屬有機化學氣相沉積）等先進外延技術中，如何最小化缺陷密度以保證器件性能。 先進應用案例： 涉及高品質單晶的製備，例如用於光電器件的 III-V 族化閤物半導體以及用於能源技術的高熵氧化物晶體生長。 2. 《Theory of Crystal Defects》 (晶體缺陷理論) 核心內容聚焦： 這部經典著作側重於晶體缺陷的數學描述和能量計算，是理解材料塑性、蠕變和輻射損傷的基礎。 點缺陷理論的精細化： 詳細推導瞭空位、間隙原子、取代原子（在閤金中）的熱力學平衡濃度，引入瞭結閤能、遷移能和形成能的概念，並探討瞭利用 Arrhenius 麯綫進行實驗數據擬閤的方法。 綫缺陷（位錯）的應力場與相互作用： 深入到 Burgers 矢量、位錯綫張力張量的具體計算，分析瞭刃型、螺型及混閤位錯的應力場分布。著重探討瞭位錯纏結、交滑移和牆形成等塑性變形機製的微觀機製。 麵缺陷的能量學： 晶界（包括小角度和大角度晶界）的結構模型（如伯格斯-密勒模型），堆垛層錯的形成能，以及它們在晶粒尺寸效應和材料強化中的作用。 擴散機製的深度分析： 闡述瞭擴散路徑（晶格內擴散、晶界擴散、空位機製）對宏觀擴散係數的貢獻比例，特彆是在高溫閤金和核材料中。 第二部分：先進加工、塑性變形與本構關係 本部分聚焦於如何通過機械或熱加工手段改變材料的微觀結構，並建立描述其宏觀力學行為的本構模型。 3. 《Mechanical Behavior of Materials: Advanced Topics》 (材料的力學行為：高級主題) 核心內容聚焦： 該書超越瞭基礎的應力應變關係，專注於復雜載荷條件和極端環境下的材料響應。 斷裂力學的深入應用： 重點分析瞭綫性彈性斷裂力學（LEFM）的局限性，並詳細介紹瞭彈塑性斷裂力學（如 J 積分、裂紋尖端塑性區模型），以及疲勞裂紋的萌生、擴展和剩餘壽命預測（包括多軸疲勞和高周疲勞）。 蠕變與高溫力學： 探討瞭 Nabarro-Herring 蠕變和 Coble 蠕變機製，建立瞭描述高溫下應變速率與應力、溫度關係的 Larson-Miller 參數和應變等溫法。在超高溫閤金領域，對晶界滑動和空洞成核的微觀機製進行瞭深入建模。 本構模型的建立與驗證： 介紹瞭更復雜的材料模型，如冪律粘塑性模型、各嚮異性強化模型（如 Kamlahouse-Iwan 模型），以及如何利用 DIC（數字圖像相關）技術進行實驗驗證。 衝擊與高應變率響應： 探討瞭 SHPB（分離式霍普金森杆）實驗技術，以及材料在極高應變率下的材料分層、動態軟化和應力波傳播現象。 4. 《Fundamentals of Powder Metallurgy and Additive Manufacturing》 (粉末冶金與增材製造基礎) 核心內容聚焦： 關注非傳統加工路徑，特彆是增材製造（AM）技術中材料的製備與後處理。 粉體製備與錶徵： 詳細介紹機械閤金化、等離子霧化、化學沉澱等方法製備的金屬和陶瓷粉末的粒度分布、形貌和錶麵活性控製。 燒結動力學： 深入分析瞭液相燒結（Liquid Phase Sintering, LPS）和固相燒結的驅動力、頸縮、孔隙率演化路徑，以及如何利用“晶粒/孔隙協同生長”模型來預測最終密度。 增材製造中的熱-冶金耦閤： 重點分析瞭激光或電子束熔池中的快速凝固過程。討論瞭 AM 過程中特有的再熔化現象、室溫塑性差（Lack of Fusion）缺陷的成因，以及殘餘應力的形成與梯度結構控製。 微結構演變與後處理： 探討瞭 AM 部件中形成的柱狀晶、細胞結構等非平衡凝固組織，以及熱等靜壓（HIP）等後處理技術如何消除孔隙並優化力學性能。 第三部分：功能材料與電化學界麵 本部分轉嚮具有特定功能的材料係統，尤其是能源存儲和轉換領域。 5. 《Electrochemistry for Battery Science: From Fundamentals to Applications》 (電池科學電化學：從基礎到應用) 核心內容聚焦： 這本書是理解鋰離子電池、固態電池及燃料電池工作原理的權威指南，強調電化學界麵現象。 電極/電解質界麵（SEI 膜）的化學與物理： 詳細描述瞭固體電解質界麵（SEI）膜的形成機理、阻抗譜分析（EIS），以及 SEI 膜的動態演變如何影響電池的循環壽命和安全性。 離子傳輸機製： 深入分析瞭電解質中離子遷移率的測試方法，固態電解質中的晶格擴散與晶界擴散，以及高電壓下電解質的氧化分解過程。 電池失效模式： 探討瞭鋰枝晶的形成條件（尤其是在高倍率和低溫下）、電極材料的體積膨脹導緻的機械應力裂紋，以及正極材料的相變和結構不穩定性。 新型電池體係： 包含瞭對鈉離子電池、鎂離子電池以及金屬-空氣電池的電化學挑戰和關鍵材料（如硫化物、氧化物固態電解質）的深入討論。 --- 這份導覽旨在提供比基礎材料學教材更深入、更專業化的閱讀方嚮，覆蓋瞭晶體生長、缺陷工程、高級力學建模以及前沿能源材料的電化學特性等多個關鍵領域。

作者簡介

William F Smith

　　Late Professor Emeritus of Engineering of University of Central Florida

Javad Hashemi, Ph.D.

　　Professor of Mechanical Engineering Florida Atlantic University

Dr. Francisco Presuel-Moreno

　　Associate Professor of Ocean and Mechanical Engineering Florida Atlantic

评分☆☆☆☆☆

這本《Foundations of Materials Science and Engineering 6／e》讓我感受到一種「融會貫通」的學習樂趣。它並不像一些專書那樣隻聚焦於某一個細分領域，而是努力將材料科學的各個分支，像是金屬學、陶瓷學、高分子科學、複閤材料學、半導體材料學等等，串聯起來，展示它們之間的相互聯繫和學科的整體性。我尤其對書中關於「材料的設計與選擇」的章節充滿瞭期待。畢竟，對於工程師而言，最核心的任務之一就是根據特定的應用需求，選擇最閤適的材料。我希望這本書能夠提供一套係統性的思維框架，指導讀者如何從材料的性能、成本、加工性、環境影響等多個維度來綜閤評估和選擇材料。例如，在介紹不同類型的材料時，它可能會提供一個類似於決策樹的流程，幫助讀者一步步縮小選擇範圍。我也非常希望看到書中能夠探討「功能材料」的設計理念。這類材料不僅僅是提供結構支撐，更重要的是它們能夠執行特定的功能，例如壓電材料、磁性材料、光電材料、形狀記憶閤金等。希望這本書能深入剖析這些功能材料的微觀結構和宏觀性能之間的關係，並介紹它們在傳感器、執行器、能源轉換等方麵的應用。

评分☆☆☆☆☆

《Foundations of Materials Science and Engineering 6／e》給我的感覺是它對「材料的壽命週期」有著非常全麵的考量。這不僅僅是關於材料本身的性能，還包含瞭它從生產、使用到最終處理的整個過程。我非常期待書中能夠探討「材料的環境影響與永續性」這個重要議題。在當今社會，綠色製造和永續發展已經成為主流趨勢。我希望這本書能夠介紹如何評估一種材料的環境足跡，包括資源消耗、能源消耗、廢棄物產生以及對生態係統的影響。同時，我也希望它能夠討論如何通過材料的創新和優化來實現永續發展，例如開發可再生材料、生物降解材料、以及提高材料的迴收利用率。我特別關注書中對於「報廢材料的迴收與再利用」的技術和經濟性分析。瞭解如何有效地將廢舊材料轉化為可用的資源，對於減少資源浪費、降低環境汙染具有至關重要的意義。希望這本書能夠提供相關的技術細節和案例研究，讓我對這個領域有更深入的認識。

评分☆☆☆☆☆

從《Foundations of Materials Science and Engineering 6／e》的封麵和篇幅來看，我預期它在「材料的先進製備技術」方麵會有豐富的內容。隨著科學技術的飛速發展，越來越多的新型材料和先進製備技術不斷湧現。我希望這本書能夠介紹一些前沿的製備方法，例如化學氣相沉積（CVD）、物理氣相沉積（PVD）、原子層沉積（ALD）、溶膠-凝膠法、三維列印（增材製造）等等。我希望書中能夠解釋這些技術的基本原理、工藝流程、以及它們在製備特定結構和性能的材料時的優勢。同時，我也期待它能夠討論這些先進製備技術的挑戰和未來發展趨勢。我特別對書中關於「奈米材料的製備與應用」的介紹感到興趣。奈米材料由於其獨特的尺寸效應，在催化、傳感、醫學、電子等領域展現齣巨大的潛力。希望這本書能夠詳細介紹各種奈米材料（如奈米粒子、奈米線、奈米管、石墨烯等）的製備方法，並探討它們的性能特點和潛在應用。

评分☆☆☆☆☆

《Foundations of Materials Science and Engineering 6／e》給我的第一印象是它對「材料的測試與錶徵」技術的重視。在現代材料科學研究中，準確的測試與錶徵是理解材料行為、驗證理論、以及進行質量控製的基石。我非常期待這本書能夠涵蓋各種常用的材料測試方法，例如力學性能測試（拉伸、壓縮、彎麯、硬度、衝擊）、金相分析（光學顯微鏡、掃描電子顯微鏡、透射電子顯微鏡）、X射線衍射、熱分析（差示掃描量熱儀、熱重分析）、光譜分析等等。我希望書中不僅能介紹這些技術的基本原理，還能詳細說明它們的應用範圍、實驗步驟、以及結果的解釋方法。同時，我也期待它能討論不同測試方法之間的互補性，以及如何通過多種方法組閤來全麵地瞭解一種材料。我特別關心書中關於「無損檢測」的部分。對於實際的工程應用來說，能夠在不破壞材料本體的情況下評估其質量和狀態，是非常有價值的。希望這本書能介紹超聲波檢測、渦射流檢測、聲發射等無損檢測技術的原理和應用。

评分☆☆☆☆☆

我對《Foundations of Materials Science and Engineering 6／e》最深的印象，是它那種嚴謹又不失活潑的學術風格。你會發現，它在講解每一個概念時，都力求準確和完整，但同時又不會讓讀者感到窒息。像是對「晶體缺陷」的解釋，它可能先從理想晶體的概念講起，然後逐步引入空位、位錯、晶界等各種缺陷，並詳細說明這些缺陷對材料宏觀性質的影響。但更重要的是，它不會讓你覺得這些隻是紙上談兵。書中大量的實驗數據、模擬結果圖、以及與實際材料性能的對比，都讓這些理論變得有血有肉。我看過很多教科書，有些雖然內容很紮實，但就是太過學術化，讀起來很吃力。而這本《Foundations of Materials Science and Engineering 6／e》似乎找到瞭那個恰到好處的平衡點。我尤其關注書中對於「材料的加工與成形」這部分的介紹。畢竟，即使擁有再好的材料，如果不能有效地加工成所需的形狀和結構，也無法發揮其應有的性能。希望這本書能詳細闡述不同的加工方法，例如鑄造、鍛造、焊接、塑性加工、粉末冶金等等，並解釋它們的原理、優缺點以及適用範圍，這對我瞭解材料從原材料到最終產品的轉變過程非常有幫助。

评分☆☆☆☆☆

拿到《Foundations of Materials Science and Engineering 6／e》這本書，我立刻就被它厚實的質感和專業的編排所吸引。作為一本進階的教材，我預期它在「材料的熱力學與動力學」方麵會有非常深入的探討。這部分內容往往是理解材料相變、固體反應、以及材料在不同溫度下的行為的關鍵。我希望書中能夠詳細介紹吉布斯自由能、焓、熵等熱力學參數如何影響材料的穩定性和相平衡。同時，我也期望它能對擴散、界麵反應、以及催化等動力學過程給齣清晰的解釋，並提供相關的數學模型和分析方法。畢竟，很多材料的性能，像是導電性、耐腐蝕性、甚至機械強度，都與材料內部發生的原子移動和化學反應密切相關。我特別期待書中對於「相圖」的講解。相圖是材料科學中的一個重要工具，它能直觀地展示材料在不同溫度、壓力、組分下的相態。我希望這本書能夠係統地介紹各種常見相圖的繪製和判讀方法，並通過具體的閤金係統（例如鐵碳閤金、銅閤金等）的例子，來闡釋相圖在材料設計和熱處理中的應用。

评分☆☆☆☆☆

拿到《Foundations of Materials Science and Engineering 6／e》這本書，我感受到它在「材料科學與工程的歷史發展」方麵，可能也進行瞭相當的梳理。瞭解材料科學的發展脈絡，對於理解當前的研究熱點和未來的發展方嚮非常有幫助。我希望書中能夠介紹從古代的青銅時代、鐵器時代，到現代的聚閤物時代、奈米時代，人類在材料領域所經歷的關鍵裏程碑。同時，我也期待它能夠介紹一些對材料科學產生深遠影響的科學傢及其貢獻。瞭解這些歷史知識，不僅能增加學習的趣味性，還能讓我們對材料科學的演進過程有一個更宏觀的認識。我特別關注書中關於「材料科學的理論基石是如何逐步建立起來的」這部分的講解。例如，從牛頓力學到量子力學，再到現代的計算材料科學，這些理論的發展是如何推動材料科學的進步的？希望這本書能夠給予一些簡潔而深刻的闡述，讓我能夠更好地理解材料科學背後的科學原理。

评分☆☆☆☆☆

哇，看到這本《Foundations of Materials Science and Engineering 6／e》的封麵，我腦子裡就閃過瞭好多大學時期的迴憶。還記得那時候為瞭弄懂材料力學的各種公式和原理，可是花瞭不少心力。這本書的排版跟過去我接觸過的教科書有些類似，感覺很熟悉，但又多瞭些現代設計的元素，看起來就比較舒服，不會那麼死闆。書本的厚度雖然有點嚇人，但翻開來，裡麵的圖文並茂，讓我對一些抽象的概念更容易理解。尤其是那些結構圖和顯微照片，真的太有幫助瞭！以前老師在課堂上講半天，有時候還是霧裡看花，但有瞭這些視覺化的輔助，很多東西就豁然開朗瞭。而且，我特別喜歡它裡麵一些小知識點的設計，像是「歷史上的材料科學傢」或是「材料在日常生活中的應用」等等，這些額外的資訊讓學習過程變得更有趣，也更能體會到材料科學的博大精深。總之，光是從外觀和初步翻閱的感覺，就覺得這是一本值得好好深入研究的參考書。我對裡麵的內容充滿期待，希望能透過這本書，重新連結大學時期的知識，並且找到新的啟發。

评分☆☆☆☆☆

這本《Foundations of Materials Science and Engineering 6／e》給我最大的感受就是它的「廣度」與「深度」。翻開目錄，你會發現它幾乎涵蓋瞭材料科學與工程學的每一個重要麵嚮。從最基礎的原子結構、化學鍵結，到金屬的晶體結構、相變，再到陶瓷的離子鍵、缺陷，高分子的長鏈結構、玻璃轉化溫度，甚至是先進材料的奈米結構、生物材料的應用，每一個章節都像是一個獨立的世界，等待著我去探索。更讓我驚喜的是，它並沒有停留在理論的闡述，而是不斷地將理論與實際應用緊密結閤。例如，在講述金屬的強度和延展性時，它可能會穿插介紹閤金的設計原則，以及在航空航天、汽車工業等領域的具體應用。這種「學以緻用」的編排方式，讓學習過程不再枯燥，而是充滿瞭實際的意義和價值。我尤其期待書中對於「材料的失效機製」這部分的講解。瞭解材料為什麼會損壞，像是斷裂、疲勞、蠕變等等，對於工程師來說是至關重要的。希望這本書能提供係統性的分析，並透過實際案例，讓我對這些複雜的失效過程有更深刻的認識，並學習如何預防和解決這些問題。

评分☆☆☆☆☆

說實話，我一直對材料科學這個領域抱持著高度的好奇心，但總覺得它有點遙不可及。這次看到《Foundations of Materials Science and Engineering 6／e》這本書，就好像收到瞭一張通往這個神奇世界的門票。從書名就能感受到它的份量，我知道這不是一本輕描淡寫的入門讀物，而是紮紮實實地在探討材料科學的根基。我對書中探討的「材料的結構與性質」這部分特別感興趣。畢竟，材料之所以有各種各樣的錶現，根本原因就在於它們微觀結構上的差異。這本書能不能把我從宏觀的現象，引導到微觀的理解，讓我真正明白為什麼金屬會那麼堅固，陶瓷又為什麼那麼易碎，高分子材料又有什麼獨特的彈性，這是我非常期待的。我也想知道，書中對於各種材料，像是金屬、陶瓷、高分子、複閤材料等等，是如何進行分類和介紹的。有沒有深入分析它們的晶體結構、缺陷、以及這些結構是如何影響它們的機械、熱、電、光學性質的？希望它能提供清晰的圖解和嚴謹的理論推導，讓我能建立起一個完整的知識體係。