研究所講重點【物理冶金學(含材料科學)】(9版) pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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筆者以過來人的身分以及執教補習班十多年之經驗，深知學子們的期待，此書之齣版完全為瞭同學們考研究所而編排，以重點整理的方式強調各種觀念並且整閤各種類型的例題及考題，幫助讀者融會貫通及瞭解考題的趨勢，是同學們投考材料研究所及做研究不可或缺的參考書。

　　本書的編排共分為十八章，其中第一章至第十四章為物冶與材導共同的部分， 第一章至第三章為晶體的結構及結構缺陷， 第四章至第七章為金屬的力學性能，第八章至第十四章為金屬的熱力學行為及相變化， 第十五章至第十八章則為新增的材導內容。本書纍積更豐富的考題型態與解題的技巧， 讀者可以從更多的習題練習中纍積經驗。在考題的類型不斷的變化下，讀者可以本書為基礎，深化基本觀念與解題技巧。
 

好的，這是一份關於其他相關領域的圖書簡介，旨在詳細介紹與物理冶金學（含材料科學）有所區彆，但可能在相關領域具有重要地位的著作內容。 --- 圖書名稱：先進功能材料的閤成、錶徵與應用 圖書簡介 本書聚焦於當前材料科學研究前沿領域——先進功能材料的係統性探索，旨在為研究人員、工程師及高年級本科生提供一個全麵、深入的參考框架。內容涵蓋瞭從基礎理論到前沿應用的廣闊範圍，著重於材料的結構-性能關係、精密閤成技術及其在現代高科技産業中的實際部署。 第一部分：功能材料的基礎理論與設計原理 本部分首先迴顧瞭凝聚態物理學中關於晶體結構、電子結構和能帶理論的基礎知識，為理解功能材料的宏觀性質奠定瞭理論基石。重點討論瞭固體的電子、聲子、磁性和電荷輸運的基本機製。 晶體缺陷與能帶工程： 詳細闡述瞭點缺陷、綫缺陷和麵缺陷對材料電子結構和輸運特性的影響。引入瞭“能帶工程”的概念，討論如何通過摻雜、應變工程（Strain Engineering）和異質結構設計來精確調控材料的帶隙、載流子濃度及遷移率，這是設計高性能半導體和光電器件的關鍵。 熱力學與相變動力學： 深入探討瞭涉及功能材料的復雜多組分體係的相圖解析。不同於傳統冶金學中對宏觀相平衡的側重，本書更關注非平衡態熱力學在快速閤成技術（如快速凝固、薄膜生長）中的作用。詳細分析瞭成核、生長、燒結過程中的動力學控製因素，特彆是這些因素如何影響最終材料的微觀結構均勻性和功能實現。 界麵物理與效應： 界麵是功能材料實現其特性的核心區域。本部分專門闢章節討論瞭不同材料（如金屬-絕緣體、半導體-半導體、鐵磁體-順磁體）界麵的電子態、應力耦閤和電荷轉移現象。重點介紹瞭二維材料（如石墨烯、過渡金屬硫化物）的層間相互作用及其對電子和光子特性的顯著影響。 第二部分：先進功能材料的閤成與製備技術 本部分詳盡介紹瞭當前最先進的功能材料製備技術，強調過程控製對最終材料性能的決定性作用。 薄膜沉積技術（PVD/CVD）： 詳述瞭物理氣相沉積（PVD，包括磁控濺射、蒸發）和化學氣相沉積（CVD）的原理、設備操作及過程參數優化。特彆針對原子層沉積（ALD）進行瞭深入剖析，強調其在實現亞納米級厚度和極高均勻性塗層方麵的優勢，這在先進微電子器件製造中至關重要。 溶液法與自組裝： 討論瞭溶膠-凝膠法、水熱閤成法和溶劑熱閤成法在製備納米粉體、量子點及多孔材料中的應用。側重於如何通過控製溶液化學環境（pH值、溫度、錶麵活性劑）來引導納米結構的分級自組裝，形成具有特定形態學特徵的功能結構。 高通量與原位閤成技術： 介紹瞭新興的材料發現方法，包括高通量篩選陣列的製備技術，以及使用原位（In-situ）或非原位（Operando）錶徵技術對材料在實際工作條件下進行的實時監測。這對於理解材料在工作狀態下的穩定性與失效機製具有不可替代的作用。 第三部分：關鍵功能材料體係的深入研究 本書的第三部分將重點深入探討當前具有突破性潛力的幾類功能材料體係。 光電轉換與存儲材料： 重點介紹鈣鈦礦太陽能電池的缺陷鈍化策略、載流子傳輸機製以及長期穩定性挑戰。同時，對新型鐵電體和阻變存儲器（RRAM）中的電荷注入和界麵極化調控機製進行瞭詳細分析。 智能與響應性材料： 詳述瞭形狀記憶閤金、壓電/焦電材料以及磁緻伸縮材料的工作原理。不同於傳統金屬學中對大塊閤金的關注，本書側重於微納尺度下這些材料的多場耦閤響應，例如電場、磁場、溫度和應力之間的協同作用。 能源存儲材料： 針對固態電解質和電極材料的設計，重點討論瞭鋰離子、鈉離子和鈣離子電池中離子的快速輸運通道的構建、界麵阻抗的降低以及電化學循環過程中的結構演變。這部分強調的是離子導電性與電子絕緣性的平衡設計。 第四部分：先進錶徵技術及其在功能材料中的應用 本部分是本書的另一核心支柱，詳細介紹瞭與功能材料研究緊密相關的先進錶徵手段。 高分辨率電子顯微學（STEM/TEM）： 強調利用球差校正掃描透射電子顯微鏡（STEM）實現亞埃級分辨率的元素分布成像（EELS/EDS Mapping）和晶格缺陷的精確定位。特彆討論瞭利用高角度環形暗場（HAADF）襯度反演來識彆輕元素分布的技術。 同步輻射與中子散射技術： 闡述瞭如何利用高能X射綫和中子源進行大範圍平均結構分析（如PDF）和局部結構探測。這對於揭示復雜晶體結構（如電池正極材料）中的無序性和短程有序性至關重要。 光譜學與錶麵敏感技術： 覆蓋瞭X射綫光電子能譜（XPS）、拉曼光譜、光緻發光（PL）等技術，並側重於如何利用這些技術來探究材料的錶麵化學態、電子態和激發態動力學，這是理解界麵反應和器件性能的根本。 本書通過嚴謹的科學敘述和豐富的案例分析，力圖展現功能材料科學作為一個高度交叉學科的蓬勃發展態勢，指導讀者掌握從材料設計、閤成到性能評估的完整鏈條。

作者簡介

楊慧德

　　【教師經曆】
　　1.颱大材料科學與工程博士
　　2.大碩補習班
　　3.金屬工業研究發展中心
　　4.國立科技大學教授

　　【教師特色】
　　1.強調基礎觀念、整閤各類題型、破題及解題清晰 。
　　2.課程編排方式條理有序，簡單易懂。
　　3.充分運用各種圖形便於學生充分瞭解其觀念 。
 

第一章 原子的鍵結與晶體結構
一、原子的結構
二、電子結構與記法
三、原子鍵的分類
四、原子間的距離
五、晶體結構
(一)、晶格與單位晶胞
(二)、七種晶係和十四種晶格
(三)、晶體結構與晶格的區彆
(四)、晶麵指數與晶嚮指數
(五)、晶麵間距
(六)、晶麵間與晶嚮間夾角
(七)、金屬的晶體結構
(八)、立體投影圖
 
第二章 晶體繞射法
壹、X 光繞射
一、繞射方嚮
二、X 光繞射強度
三、X 光繞射的充要條件
貳、電子顯微鏡
一、簡介
二、倒置晶格(Reciprocal Lattice)
三、電子顯微鏡之繞射與成像
 
第三章 晶體中的結構缺陷
壹、晶體中的點缺陷
一、空位與格隙原子
二、平衡的空位濃度
三、空位的運動
四、非平衡空位濃度
貳、晶體內的差排
一、完美晶體的理論強度
二、差排
三、差排的滑移、爬昇與交互作用
四、差排的應力場與交互作用
五、簡單晶體內的差排
六、滑移係統
參、金屬的界麵
一、晶界
二、雙晶邊界
三、相邊界
 
第四章 金屬之塑性變形
壹、金屬的應力–應變麯綫
一、真應力真應變與工程應力工程應變麯綫
二、彈性變形
三、均勻塑性變形的流變應力
四、金屬的斷裂
貳、單晶之塑性變形
一、滑移
二、雙晶變形
參、多晶體的塑性變形
一、晶界在常溫下的強化作用
肆、材料的強化方法
 
第五章 斷裂
壹、拉伸斷裂
一、材料的斷裂形式
二、晶體的最高理論結閤強度
三、裂縫之成核與成長
四、晶粒大小對斷裂韌性的影響
貳、衝擊斷裂
一、衝擊試驗
二、破裂韌性
參、疲勞(Fatigue)
一、疲勞損壞之巨觀特
二、疲勞損壞之微觀狀況
三、S-N 麯綫
肆、潛變(creep)
一、潛變定義
二、潛變麯綫
三、溫度及應力對潛變麯綫的影響
四、潛變機構(Creep Mechanism)
五、抗潛變閤金
 
第六章 退火
一、冷加工過程之儲存能與組織變化
二、變形金屬加熱過程之變化
三、退火(Annealing)的步驟
 
第七章 閤金固溶體
一、固溶體(solid solution)
二、差排的應力場
三、差排與溶質原子的交互作用
四、溶質原子與差排移動速率
五、與溶質原子有關的機械性質
 
第八章 閤金相與熱力學
一、基本定義
二、閤金係統中的相
三、相律(phase rule)
 
第九章 二元相圖
一、二元相圖的種類
二、由相圖求相量
三、同形閤金
四、自由能與相圖
五、三相反應
 
第十章 擴散
一、擴散的現象
二、擴散第一定律
三、擴散第二定律
四、擴散第二定律的解
五、擴散的微觀機構
六、擴散係數與活化能
七、快速擴散路徑
八、取代型固溶體中的擴散
九、擴散的熱力學理論
十、閤金係中之擴散
十一、插入型固溶體之擴散與擬彈性應變
 
第十一章 金屬的固化
一、純金屬的凝固
二、單相閤金之凝固
三、閤金鑄錠的組織
四、偏析(Segregation)
五、均質化
六、孔隙(Porosity)
七、非晶態閤金與微晶
 
第十二章 析齣硬化
一、析齣硬化之處理程序
二、析齣相與基地之整閤性
三、析齣顆粒的成核
四、析齣速率
五、顆粒成長(particle coarsening)
六、成長動力學
七、若乾常見的析齣硬化係統
八、析齣硬化機構
九、其它影響析齣反應的因素
十、Spinodal decompositicn
十一、超閤金
 
第十三章 麻田散體反應
一、基本特性
二、特殊特性
三、麻田散體結晶學理論
四、孕核(Nucleation)
五、生長
六、形狀記憶閤金
 
第十四章 鐵－碳係統
一、碳在鐵中存在的形式
二、鐵碳相平衡圖
三、Steel 及Cast iron 之定義及其區彆
四、波來鐵(Pearlite)與共析反應
五、Bainite 反應
六、麻田散體變態
七、TTT 麯綫(Time-Temperature-Transformation curve)
八、連續冷卻變態麯綫(CCT curve)
九、鋼的硬化能
十、鋼的熱處理
 
第十五章 陶瓷材料
一、陶瓷材料的結構
二、陶瓷晶體中的缺陷
三、矽酸鹽結構
四、陶瓷的機械性質
五、陶瓷製程
六、陶瓷材料的應用
 
第十六章 電子材料
一、歐姆定律
二、電子漂移速度與導電率
三、導體、半導體與絕緣體
四、本質半導體(intrinsic semiconductor)
五、異質半導體
六、金屬與半導體導電率之比較
七、半導體的應用
 
第十七章 磁性、介電與壓電材料
壹、磁性材料
一、磁矩
二、磁感應強度、導磁率、磁化強度與磁場強度
三、磁矩與磁場的交互作用
四、磁化麯綫
五、磁化麯綫的應用
六、溫度的效應
貳、介電與壓電材料
一、極化機構
二、介電性能與電容器
參、壓電材料(Piezoelectric Material)
 
第十八章 高分子聚閤物
一、聚閤物的分類
二、聚閤機構
三、聚閤度
四、熱塑性聚閤物
五、熱固性聚閤物
六、橡膠
七、聚閤物的性能

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《研究所講重點【物理冶金學(含材料科學)】(9版)》這本書，對於我這個在材料領域摸索多年的從業者來說，無疑是一本寶貴的參考書。它在錶麵處理技術這一章節的論述，給我留下瞭極為深刻的印象。書中不僅涵蓋瞭常見的物理氣相沉積（PVD）和化學氣相沉積（CVD）等技術，還對各種技術的原理、工藝參數以及優缺點進行瞭細緻的對比分析。我尤其關注瞭關於等離子體增強化學氣相沉積（PECVD）的介紹，它能夠在大氣壓下進行，且對基底的損傷小，這對於一些特殊材料的錶麵改性非常有意義。此外，書中還深入探討瞭各種錶麵改性機製，例如滲氮、滲碳、氧化、鈍化等，以及這些處理如何影響材料的硬度、耐腐蝕性、摩擦係數等關鍵性能。這讓我在麵對具體的工程問題時，能夠更加精準地選擇和設計閤適的錶麵處理方案。

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我最近剛翻閱完《研究所講重點【物理冶金學(含材料科學)】(9版)》，這本書在材料失效分析方麵的內容，給瞭我極大的啓發。我一直覺得，理解材料為何失效，是設計和製造更可靠材料的關鍵。這本書從宏觀到微觀，係統地介紹瞭各種失效模式，如疲勞、斷裂、蠕變、腐蝕等，並深入剖析瞭其發生的機理。我特彆對書中關於斷裂韌性的講解印象深刻，作者用非常直觀的方式解釋瞭裂紋擴展的能量條件，並且結閤瞭斷裂痕跡的分析，讓我能夠通過觀察斷口形貌來判斷失效的原因。此外，對於材料在高溫、高壓、腐蝕性介質等復雜環境下的失效，書中也進行瞭詳細的案例分析和機理探討，這為我今後在實際工作中遇到類似問題時，提供瞭重要的指導和參考。

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這本《研究所講重點【物理冶金學(含材料科學)】(9版)》真是讓我大開眼界，雖然我之前對材料科學這個領域算是有所涉獵，但這本書的深度和廣度還是超齣瞭我的預期。我尤其對書中關於位錯理論和晶體生長方麵的論述印象深刻。作者用非常清晰的邏輯和豐富的圖示，將原本抽象的微觀世界具象化，讓我能夠直觀地理解材料在受力變形過程中發生的機製。特彆是關於滑移係和層錯能的講解，簡直是點睛之筆，它解釋瞭為什麼不同晶體結構在力學性能上會有如此大的差異。而關於晶體生長，從成核到長大的每一個環節都分析得淋灕盡緻，各種生長模式和影響因素都被一一列舉，對於我理解材料的微觀結構如何形成，以及如何通過控製生長過程來優化材料性能，提供瞭極大的幫助。這本書不僅僅是知識的堆砌，更是一種思維方式的引導，讓我開始從更基礎、更根本的層麵去思考材料問題。

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讀完《研究所講重點【物理冶金學(含材料科學)】(9版)》，我感覺自己對材料的理解進入瞭一個全新的境界。特彆是關於材料的電學和磁學性質部分，簡直是打開瞭我之前一直感到模糊的領域。書中對電子在晶體中的運動進行瞭深入的分析，從能帶理論的構建到費米能級的確定，一步步將復雜的量子力學概念變得易於理解。我尤其對關於材料導電機製的講解印象深刻，無論是自由電子的散射還是聲子的影響，都分析得十分到位。而在磁學方麵，書中對於鐵磁性、順磁性以及反鐵磁性的起源和特性都做瞭詳細的闡述，並且結閤瞭實際應用，例如軟磁材料和硬磁材料的製備與特性。這些知識不僅解釋瞭我們日常生活中很多材料的現象，也為我今後在相關領域的研究提供瞭堅實的基礎。

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我最近有幸拜讀瞭《研究所講重點【物理冶金學(含材料科學)】(9版)》，這本書給我的感受可以用“醍醐灌頂”來形容。我一直覺得材料的性能與結構之間的關係是至關重要的，而這本書恰恰在這方麵給予瞭我極大的啓發。它詳細闡述瞭固相反應的動力學原理，包括擴散、相變以及界麵遷移等關鍵過程。我特彆著迷於書中關於擴散控製相變的內容，作者通過一係列嚴謹的數學模型和實驗數據，揭示瞭溫度、濃度梯度等因素如何影響相的形成和演變。這讓我對熱處理過程中的微觀變化有瞭更深刻的理解。此外，對於閤金的相圖分析，書中也做瞭詳盡的解讀，通過不同的相區劃分和相變路徑的分析，讓我能夠預測閤金在不同溫度下的狀態，以及如何通過閤金設計來獲得所需的性能。這本書的學習過程，更像是一場探索材料世界奧秘的旅程，讓我受益匪淺。