机械材料实验(第三版) pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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本书系由机械工程实验(一)材料实验改编而成，原作者于云林工专任教此课程多年，学生的学习效果非常良好。书中各章均按使用规范、实验目的、设备、原理、实验方法等编排，让学生按步就班的进行，此外书中之图及参考资料相当齐全，不但方便教师教学且学生在学习上也非常容易。最后，在每章中提供的实验表格，可引导学生做实验及整理的数据。

深入探索现代材料科学与工程的基石 《材料科学基础导论：从微观结构到宏观性能的统一视图》 第一章：材料世界的宏观脉络与科学分野 本书旨在为读者构建一个坚实而广阔的材料科学与工程（MSE）的知识框架。我们首先界定“材料”在现代工程语境下的多重含义，不仅仅是传统的金属、陶瓷和聚合物，更拓展到功能性复合材料、生物材料以及纳米材料的前沿领域。 本章详细梳理了材料科学与工程学的历史演进，从冶金学的早期经验积累，到量子力学引入后对晶体结构的精确预测，直至当代信息技术对材料设计的影响。我们将探讨材料科学与其他工程学科（如力学、化学、电子学）之间的交叉点，强调MSE是连接基础科学原理与实际工程应用的桥梁。 重点内容包括： 1. 材料的四大家族（金属、陶瓷、聚合物、复合材料）的宏观特性与典型应用场景。 2. 材料性能的分类：力学、热学、电学、磁学和光学性能的初步概述。 3. 材料工程的基本流程：从材料的选择、设计、加工成型到最终的服役性能评估。 第二章：原子尺度下的结构决定论 理解材料的性能，必须深入其最基本的构建单元——原子和分子。本章聚焦于材料的微观结构，这是决定宏观性能的根本原因。 我们将从晶体学基础入手，详尽解析晶体结构和非晶体结构的不同。对于晶体材料，着重阐述晶格、晶面、晶向的概念，并引入密堆积结构（FCC、BCC、HCP）的几何分析，解释它们如何直接影响金属的塑性和密度。非晶态材料（如玻璃和许多聚合物）的短程有序和长程无序特性也将被深入探讨。 此外，本章将系统介绍晶体缺陷的分类与重要性。从零维缺陷（点缺陷，如空位、间隙原子）、二维缺陷（晶界、孪晶界）到三维缺陷（孔隙、夹杂物）。通过引入位错理论，详细解释塑性变形的微观机理，强调位错的运动、交互作用及其在材料强度提升中的核心作用。 第三章：热力学驱动的相变与平衡 材料的结构并非一成不变，它在温度、压力和成分的变化下会发生相变。本章将应用热力学原理来预测和理解这些变化。 我们从吉布斯相律出发，建立描述多组分、多相体系平衡状态的理论框架。随后，重点解析二元合金相图的绘制与解读，这是材料热处理设计的核心依据。详细分析共晶反应、共析反应、固溶线和化合物的形成。 本章还深入探讨了非平衡态相变的动力学过程。引入成核与生长理论，解释相变速率受过冷度（或过饱和度）的驱动。特别是对于金属和陶瓷，将详细描述时效析出和晶粒长大的动力学曲线，为控制材料的最终微观结构（如细化晶粒以提高强度）提供科学指导。 第四章：材料的形变、断裂与疲劳 本章是材料力学性能分析的核心。我们将区分塑性变形和脆性断裂的机制，并探讨环境因素对这些过程的影响。 对于塑性变形，我们将超越第二章的位错运动基础，结合加工硬化的机理，分析冷加工和热加工过程对材料性能的重塑。讨论蠕变——材料在高温、恒定应力下随时间发生的缓慢变形，并引入朗德尔-奥罗旺模型等蠕变本构关系。 在断裂力学方面，本书引入韧性断裂与脆性断裂的判据。详细介绍格里菲斯裂纹理论和应力强度因子（K）的概念，解释断裂韧性（$K_{Ic}$）的物理意义。对于服役中更常见的失效模式，本章将专门论述疲劳现象——循环载荷下的渐进性损伤。分析S-N曲线的构建，疲劳极限的确定，以及Paris定律在裂纹扩展速率预测中的应用。 第五章：功能性材料的电、磁与光学特性 现代工程对材料的需求已从单纯的结构支撑转向特定的功能实现。本章聚焦于材料的电子结构如何决定其电学、磁学和光学行为。 电学性能： 详细分类导体、半导体和绝缘体。在导体部分，阐述德鲁德模型的局限性，并引入能带理论来解释电阻率、载流子浓度和迁移率。对于半导体，深入分析本征半导体与杂质半导体的掺杂效应，以及PN结的形成原理。 磁学性能： 区分抗磁性、顺磁性和铁磁性。重点分析铁磁材料中的磁畴结构、磁滞回线（矫顽力、剩余磁感应强度）的物理起源，并介绍软磁材料和硬磁材料的设计思路。 光学性能： 探讨光与物质的相互作用，包括吸收、透射和反射。解析晶体结构对光的偏振和双折射的影响，并引入光电导效应和光致发光的基本机制，为传感器和显示技术提供材料基础。 第六章：高分子材料的结构与动态行为 高分子材料（塑料、橡胶、纤维）因其轻质、易加工和可调变性，在当代工程中占据重要地位。本章专门剖析其独特的结构-性能关系。 解析聚合物的微观结构：链的拓扑结构（线性、支化、交联）、分子量分布、结晶度。重点阐述粘弹性行为，这是高分子材料区别于金属和陶瓷的关键特征。引入时间-温度等效原理（WLF方程），解释高分子材料的动态模量如何随温度和加载速率变化。 最后，将讨论高分子材料的老化与降解机制，包括热氧化降解、光降解和水解，以及如何通过添加稳定剂和交联来提高其长期服役可靠性。 附录 A：材料的加工与成型基础 本附录简要概述了将原材料转化为可用构件的关键工艺。包括金属的铸造、塑性加工（轧制、锻造、挤压）的基本原理；陶瓷的高温烧结过程；以及聚合物的注塑、挤出和模压成型技术。重点强调加工过程对材料最终微观结构和性能的不可逆影响。 附录 B：无损检测技术简介 为评估材料在服役前后的状态，无损检测（NDT）至关重要。本附录介绍常用的NDT方法，如超声波检测（UT）、射线检测（RT）、液体渗透检测（PT）和磁粉检测（MT），及其在缺陷识别和质量控制中的应用。

第一章 材料试验简介
第二章 拉伸试验
第三章 压缩试验
第四章 抗折与弯曲试验
第五章 剪断试验
第六章 冲击试验
第七章 勃氏硬度试验应用
第八章 洛氏硬度试验
第九章 维氏硬度试验
第十章 萧氏硬度试验
第十一章 疲劳试验
第十二章 火花试验
第十三章 磨耗试验
第十四章 金相组织试验
第十五章 碳钢的热处理实验
第十六章 非破坏试验

附录一 实验报告的内容及格式
附录二 CNS 金属材料拉伸试样规格
附录三 拉伸试验加工及尺度公差之规定

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《机械材料实验（第三版）》这本书，在讲解原理的同时，也极其重视实验的安全问题。在每个实验的开头，都会有非常醒目的安全注意事项，并且对一些危险的操作进行了重点强调。这对于我们在实际操作时，能够时刻保持警惕，避免不必要的风险至关重要。我记得书中关于高温炉操作的提示，就非常具体，包括如何穿戴防护装备，以及在高温环境下需要注意的细节，这些看似细小的提示，却能帮助我们避免很多潜在的危险。

评分☆☆☆☆☆

拿到《机械材料实验（第三版）》这本书，让我最先注意到的就是它的章节编排。整个结构逻辑清晰，从基础的材料性能测试，到各种材料的加工工艺，再到一些特殊的材料，都有条不紊地展开。我尤其喜欢它在介绍每个实验时，都会先给出一个简要的背景介绍，让你知道这个实验是做什么用的，以及它在工程实践中的意义。这比那些直接上来就讲步骤的书要人性化很多。而且，书中对于一些专业术语的解释也很到位，对于我这种非材料专业出身的人来说，也能比较容易地理解。

评分☆☆☆☆☆

《机械材料实验（第三版）》这本书，让我深深体会到了“眼见为实”的道理。在学习材料力学时，我们常常会接触到各种理论公式和模型，但这些抽象的概念，在没有实际观测的情况下，总感觉隔了一层。而这本书，通过大量的实验案例和清晰的图示，将这些理论具象化了。比如，在讲解材料的塑性变形时，书中会配上拉伸实验后试样形状变化的真实照片，让你直观地看到材料是如何被拉伸、屈服，直至断裂的。这种生动形象的展示方式，极大地增强了我对知识的理解和记忆，也让我对材料的实际应用有了更深刻的认识，不再是纸上谈兵。

评分☆☆☆☆☆

《机械材料实验（第三版）》这本书，在内容呈现上，我最欣赏它对实验数据分析部分的详尽阐述。很多时候，实验本身做得再好，如果最后的数据分析不到位，那也只是事倍功半。这本书在这方面做得非常出色，它不仅提供了标准的公式和计算方法，还给出了很多如何解读数据、如何识别异常值、以及如何根据实验结果来评估材料性能的指导。我记得其中有一节关于疲劳试验数据分析的部分，作者列举了不同类型的疲劳曲线，并讲解了如何从中提取关键参数，这对于我理解材料的耐久性非常有帮助。

评分☆☆☆☆☆

阅读《机械材料实验（第三版）》的过程，对我来说，与其说是学习，不如说是一种“探险”。这本书就像是一本藏宝图，带领我去探索材料世界的种种奇妙之处。从金属的内部结构，到高分子材料的奇特表现，再到陶瓷材料的脆性之美，书中用一种非常引人入胜的方式，将这些复杂的科学知识呈现出来。我记得在读到关于摩擦磨损试验的部分时，书中对于不同材料在不同工况下的磨损机理的分析，让我脑洞大开，原来看似简单的“磨损”背后，竟然有如此多的学问。

评分☆☆☆☆☆

老实说，刚拿到《机械材料实验（第三版）》这本书时，我内心是有点抗拒的。毕竟“实验”两个字，就意味着要动手动脑，而我个人更偏爱纯理论的推导和公式的计算。但是，当我真正翻开书页，开始阅读里面的内容时，我发现我对“实验”的看法被颠覆了。这本书不仅仅是枯燥的实验步骤罗列，它更像是在为我们揭示材料世界的奥秘。书中对各种材料的性能指标，比如强度、硬度、韧性、疲劳寿命等等，都进行了深入浅出的讲解，并且详细说明了如何通过实验来量化这些指标。尤其让我印象深刻的是关于金属材料热处理的部分，书里不仅介绍了退火、淬火、回火等基本工艺，还结合具体的实验案例，讲解了这些工艺对材料显微组织和宏观性能的影响，这种将理论与实践紧密结合的方式，让我对材料学产生了前所未有的兴趣。

评分☆☆☆☆☆

读《机械材料实验（第三版）》这本书，最让我感到“接地气”的地方，在于它并没有回避实验过程中可能遇到的各种“坑”。书中不只列出了标准的实验流程，更重要的是，它会针对一些关键步骤，比如试样的制备、仪器的校准、数据采集的注意事项等，进行非常细致的提示和警告。我记得有一次，我在模拟书中某个实验时，就遇到了一个看似微不足道的问题，但如果按照书中的提示去检查，就能及时发现并纠正，避免了白费功夫。这种“防患于未然”的教学方式，对于初次接触实验的学生来说，真的是太重要了。它教会了我，做实验不仅仅是按照步骤操作，更重要的是理解每一步的目的，以及潜在的误差来源。

评分☆☆☆☆☆

《机械材料实验（第三版）》这本书，我真的是拖了好久才开始认真读，当初买它的时候，纯粹是因为机械系的必修课，说是实验课，但很多时候更像是理论的延伸，而这本教材，说实话，确实是相当厚实，封面看上去就很有分量，我拿到书的时候，第一感觉就是“这下子有得啃了”。翻开目录，各种材料的力学性能测试，金属热处理、焊接、铸造等等，感觉要把一个机械工程师要了解的材料方面的基本功都给覆盖到了。我记得我第一次看到“万能试验机”的时候，脑子里只有三个字：好大！书里对这个仪器的原理、操作步骤、以及如何分析实验数据都写得挺细致的，图文并茂，让我这个对机械设备本来就有点“小白”的人，也能大概理解个七七八八。

评分☆☆☆☆☆

关于《机械材料实验（第三版）》这本书，我觉得它有一个非常大的优点，就是它不仅仅停留在“怎么做”的层面，更侧重于“为什么这么做”以及“这样做有什么意义”。例如，在介绍金属晶粒度测定这个实验时，书中不仅详细讲解了金相试样的制备过程，还深入探讨了晶粒度对材料力学性能的影响机制。它会告诉你，为什么细小的晶粒能提高材料的强度和韧性，以及在实际工程中，如何通过热处理来控制晶粒度以达到预期的材料性能。这种追根溯源的讲解方式，让我觉得我不是在被动地学习操作，而是在主动地理解材料科学背后的逻辑。

评分☆☆☆☆☆

说实话，《机械材料实验（第三版）》这本书，在给我带来知识的同时，也给我带来了一种“成就感”。当我通过书中的指导，一步步理解了某个复杂的材料性能测试原理，或者成功地分析了一组实验数据时，那种感觉是无法用言语来形容的。这本书就像是一位经验丰富的导师，它不会直接给你答案，而是引导你去思考，去探索。我记得在学习断裂韧性测试时，书中提供的思路和方法，让我能够独立地去理解和分析材料在承受裂纹时表现出的性能，这让我对材料的可靠性有了更深刻的认识。