工程材料科学(第二版) pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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本书的作者都是目前在各大学任教的老师，我们依个人的专长，分别负责相关章节的撰写，因此可以对材料科学基本的理论与应用作最适当的诠释，适合大一、大二同学作为材料入门的教科书，而对工程材料有兴趣的在职工程师们也可以作为自修参考之用。

　　本书的内容与一般材料科学概论最大的不同与特色，是本书的规划与撰写系针对台湾的读者之需求，尤其与台湾近年来高科技产业发展与材料人才的专长需要相唿应，对电子、光电及奈米科技发展所需的材料知识都有深入浅出的介绍。

　　本书内容涵盖的范围很广，从最基本的材料中原子键结与晶体构造与缺陷谈起，逐步扩展到相图，相变化现象的介绍，再谈到材料的变形与破坏、材料的强化、加工与应用，目的在为读者打下材料科学深厚的基础。而在工程材料上，对钢铁材料的冶炼，轻金属的加工制造、陶瓷与高分子材料之特性，都作了详细的介绍，尤其对热门的光电、电子、奈米科技等更加入了作者的研究心得与工作经验。

　　材料科学目前全世界都很热门，台湾材料人才更是不足，我们希望本书对培养高科技材料人才有所助益，对产业技术的升级，贡献绵薄之力。

本书特色

　　1.本书的规划与撰写系针对台湾的读者之需求，尤其与台湾近年来高科技产业发展与材料人才的专长需要相唿应，对金属、陶瓷、高分子、电子、光电及奈米科技发展所需的材料知识都有深入浅出的介绍。
　　
　　2.本书内容涵盖的范围很广，从最基本的材料中原子键结与晶体构造与缺陷谈起，逐步扩展到相图、相变化现象的介绍，再谈到材料的变形与破坏、材料的强化、加工与应用，目的在为读者打下材料科学深厚的基础。
　　
　　3.工程材料上，对钢铁材料的冶炼，轻金属的加工制造、陶瓷与高分子材料之特性，都作了详细的介绍，尤其对热门的电子、光电、奈米科技等更加入了作者的研究心得与工作经验。
　　
　　4.本书对材料科学基本的理论与应用作了最适当的诠释，对工程材料有兴趣的在职工程师们也可以作为自修参考之用。

好的，这是一份针对您提供的书名《工程材料科学（第二版）》之外的，一份详细的图书简介： --- 现代制造工艺与智能控制系统：理论基础与前沿应用 本书简介 《现代制造工艺与智能控制系统：理论基础与前沿应用》是一部深度融合了传统机械制造技术、先进材料科学以及前沿信息技术（尤其是人工智能和物联网）的综合性专著。本书旨在为读者，特别是材料、机械、自动化和计算机科学等领域的工程师、研究人员和高年级本科生及研究生，提供一个全面、深入且面向实践的知识框架，以应对当前制造业向工业4.0和智能制造转型的迫切需求。 本书结构严谨，内容覆盖面广，不仅系统梳理了核心的制造工艺原理，更聚焦于如何利用先进的控制策略和数据驱动方法来优化这些工艺，实现高效、高质、柔性的生产目标。全书共分五大部分，涵盖了从基础理论到复杂系统集成的完整路径。 --- 第一部分：先进制造工艺的理论基石与优化 本部分着重于对现代精密制造和增材制造（3D打印）技术的深入剖析，强调工艺参数与最终产品性能之间的内在联系。 1. 传统切削加工的高效化与智能化 详细阐述了高速切削、五轴加工、以及超精密加工（如金刚石车削、磁悬浮研磨）的技术要点。重点探讨了切削力、振动与表面完整性之间的非线性关系。不同于仅停留在机理层面，本章引入了基于模型的加工仿真（Simulation-Based Machining），利用有限元分析（FEA）预测刀具磨损和残余应力分布，为实现“第一次就做对”（First-Time-Right）的制造目标提供理论支撑。 2. 增材制造（AM）的材料科学与结构控制 本书对选择性激光熔化（SLM）、电子束熔化（EBM）以及定向能量沉积（DED）等主流金属增材制造技术进行了详尽的论述。关键在于解析熔池动力学——即激光与粉末相互作用过程中瞬时温度梯度、冷却速率对最终晶粒结构和微观缺陷（如孔隙率、未熔合）的影响。此外，探讨了如何通过调整扫描策略和粉末特性，实现对各向异性（Anisotropy）的有效控制，以满足航空航天等关键部件的力学性能要求。 3. 新型连接技术与界面工程 针对复杂装配体的需求，本章详细介绍了扩散连接、搅拌摩擦焊（FSW）以及激光复合焊等先进连接技术。特别关注了异种材料（如金属与复合材料）的连接界面行为，包括界面反应层的形成机理、热影响区（HAZ）的微观组织演变，以及如何通过控制热输入速率来最小化界面脆性相的产生，确保连接的可靠性和耐久性。 --- 第二部分：过程监测与质量保障的实时反馈 本部分是连接物理制造过程与数字控制系统的桥梁，聚焦于如何获取、处理和解释实时过程数据。 4. 传感器技术在制造环境中的应用 系统梳理了用于监测加工过程的关键传感器技术，包括非接触式光学传感器（如激光位移传感器、红外热像仪）和嵌入式传感器（如压电传感器、声发射传感器）。本书强调了传感器信号在强噪声环境下的特征提取技术，尤其侧重于如何从高频振动或声发射信号中准确解耦出刀具磨损、裂纹萌生或芯片粘附等关键故障特征。 5. 在线质量控制与无损检测（NDT）集成 探讨了超声波检测（UT）、涡流检测（Eddy Current Testing）以及X射线断层扫描（XCT）在生产线上的集成应用。重点在于统计过程控制（SPC）与先进的基于图像处理的视觉检测系统相结合，实现对产品几何尺寸和表面缺陷的自动化实时判定，并能根据判定结果动态调整上游的加工参数。 --- 第三部分：智能控制系统架构与算法设计 这是本书的核心技术部分，深入探讨了如何构建能够自我学习、自我决策的制造控制系统。 6. 现代控制理论在工艺控制中的应用 回顾了经典的PID控制、鲁棒控制和自适应控制（Adaptive Control）在机床伺服系统中的应用。在此基础上，重点介绍了模型预测控制（MPC），阐述了如何将制造过程的动态模型嵌入到优化算法中，以前瞻性的方式处理多变量耦合和约束条件，实现对切削振动和热变形的提前补偿。 7. 制造过程的机理模型与数据驱动融合 阐明了构建精确机理模型的难度，并提出了“灰箱”建模方法。这包括利用第一性原理构建系统的基本框架，再利用机器学习算法对模型中的未知参数进行实时辨识和修正。详细介绍如何使用高斯过程回归（GPR）建立高精度、具备不确定性估计的工艺性能预测模型。 --- 第四部分：人工智能在生产优化中的前沿探索 本部分紧跟人工智能和大数据技术在制造业的最新发展，展现了未来工厂的蓝图。 8. 机器学习在故障诊断与预测性维护（PdM）中的实践 系统介绍了用于时间序列数据分析的深度学习模型，如长短期记忆网络（LSTM）和卷积神经网络（CNN）在刀具磨损状态评估和机床健康监测中的应用。特别强调了迁移学习（Transfer Learning）在解决小样本数据问题上的潜力，即如何利用现有设备数据训练模型，并快速应用于新设备或新材料的加工场景。 9. 强化学习（RL）在柔性制造系统（FMS）调度中的应用 本书突破性地将强化学习算法应用于复杂的车间调度和任务分配问题。阐述了如何将生产线抽象为马尔可夫决策过程（MDP），并通过深度Q网络（DQN）或近端策略优化（PPO）算法，训练智能体以最小化等待时间、最大化设备利用率的综合目标进行实时决策，从而实现高度柔性的生产排程。 --- 第五部分：系统集成与未来展望 最后一部分将所有技术模块整合，并探讨智能制造的系统级挑战。 10. 工业物联网（IIoT）与数字孪生（Digital Twin） 详细描述了如何构建覆盖传感器层、网络层、平台层和应用层的工业物联网架构。核心内容聚焦于数字孪生的构建方法论，包括如何实时同步物理实体状态、如何利用孪生模型进行“What-If”的虚拟验证，以及如何通过孪生体指导物理设备的远程优化操作。 11. 网络安全与数据治理在智能制造中的挑战 讨论了在高度互联的智能工厂中，数据安全和系统鲁棒性面临的严峻挑战，包括对供应链数据的保护和对控制指令的抗攻击能力。本书提出了基于区块链技术的制造数据溯源和安全共享机制的初步构想。 --- 总结 《现代制造工艺与智能控制系统：理论基础与前沿应用》不仅是对现有制造技术的总结，更是对未来工厂形态的深刻预见。它要求读者具备跨学科的知识结构，是推动我国从“制造大国”迈向“制造强国”的工程师和研究人员不可或缺的参考宝典。本书以其理论的深度和应用的广度，为读者提供了应对下一代工业革命挑战的坚实工具箱。

第1章 导论
1.1 简介
1.2　材料科学与工程
1.3　材料的分类
习题

第2章 原子键结与晶体构造
2.1　原子结构与键结
2.2　键结(bonding)
2.3　结晶构造(crystal structure)
2.4　结晶系统(crystal system)
2.5　液晶(liquid crystal)
2.6　碳结构
2.7　单晶与复晶
2.8　晶格系统与晶格常数之决定方法
习题

第3章 结晶缺陷及固体中的缺陷
3.1　点缺陷(point defects)
3.2　扩散(diffusion)原理
3.3　线缺陷(line defects)
3.4　界面缺陷(Interfacial defects)
3.5　体缺陷(volume defects)
习题

第4章 相图(phase diagram)
4.1　相平衡(phase equilibria)
4.2　平衡相图(equilibrium phase diagram)
4.3　一元系统之相图
4.4　二元系统之相图
4.5　相图的解说(interpretation of phase diagram)
4.6　共晶型平衡图
4.7　偏晶型平衡图
4.8　共析相变平衡图
4.9　含有中间化合物的相图
4.10 不平衡的冷却过程
习题

第5章 相变态
5.1　相变态之分类
5.2　成核(nucleation)
5.3　不改变组成之相变态
5.4　组成发生改变之相变态(伴随扩散的相变态)
5.5　离相解离(spinodal decomposition)
5.6　相变态之影响因素
习题

第6章 变形
6.1　金属之弹性变形
6.2　金属之塑性加工
6.3　塑性变形
6.4　塑性变形之方式：滑动与双晶
6.5　多晶体的塑性变形
6.6　合金的塑性变形
习题

第7章 破坏(fracture)
7.1　金属的破坏类型
7.2　延性破坏(ductile fracture )
7.3　脆性破坏
7.4　断口形态学(fractography)
7.5　破坏韧性
7.6　疲劳(fatigue)
7.7　潜变(creep)
习题

第8章 强化及韧化
8.1　固溶强化(solid-solution strengthening)
8.2　应变硬化(strain hardening)
8.3　塑性变形对组织的影响
8.4　加工后之退火、回复、再结晶、晶粒成长及机械性质
习题

第9章 热处理
9.1　析出硬化
9.2　热处理(heat treatment)之定义及其重要性
9.3　退火
9.4　正常化(normalizing)
9.5　钢之淬火(quenching)
9.6　硬化能(hardenability)
9.7　钢之回火(tempering)
习题

第10章 铁系合金
10.1　铁与钢之制造
10.2　纯铁之组织及相变化
10.3　钢之相变化
10.4　碳钢
10.5　合金钢
10.6　铸铁
习题

第11章 非铁金属及合金
11.1　铜及铜合金
11.2 铝及铝合金
11.3　镁及镁合金
11.4　钛及钛合金
习题

第12章 陶瓷材料之结构与成型
12.1　绪论
12.2　陶瓷结构
12.3　硅酸盐(silicate)结构
12.4　陶瓷制程
12.5　玻璃(glass)及其形成条件
12.6　玻璃陶瓷
习题

第13章 陶瓷材料之特性
13.1　陶瓷之机械性能
13.2　介电性质
13.3　介电材料用途及制造方法
13.4　压电效应
13.5　陶瓷的导电特性
13.6　陶瓷高温超导体
习题

第14章 复合材料
14.1　绪论
14.2　复合材料的分类
14.3　强化材(reinforced materials)
14.4　基材(matrix)
14.5　基材与强化材的界面(interface)
14.6　复合材料的强度基本性质
14.7　纤维强化塑胶复合材料的加工
14.8　复合材料的应用与展望
习题

第15章 高分子材料
15.1　高分子材料的定义与分类
15.2　高分子之聚合反应
15.3　高分子晶体
15.4　高分子材料之制程
15.5　高分子材料的应用与展望
习题

第16章 材料的电性质
16.1　电的传导(electrical conduction)
16.2　固体的能带理论(band theory in solids)
16.3　金属的能带结构
16.4　金属的导电特性
16.5　其他之导电特性
16.6　绝缘体
16.7　半导体
16.8　离子材料的导电特性
习题

第17章 磁性材料
17.1　绪论
17.2　磁性起源及种类
17.3　磁阻
17.4　材料的磁性能
习题

第18章 材料的光学性质
18.1　光的基础
18.2　光与物质作用的理论基础
18.3　各种光与物质之作用
习题

第19章 材料的光电特性
19.1　光电导性(photoconduction)
19.2　太阳能电池
19.3　雷射和光纤通讯
19.4　发光与显示

第20章 奈米科技概论
20.1　绪论
20.2　奈米科技发展沿革
20.3　奈米材料之基础物理化学性质
20.4　奈米材料及制程
20.5　一维奈米材料及其制程
20.6　奈米结构化镀层及其制程
20.7　奈米结构化块材及其制程
20.8　奈米多孔质材料及其制程
20.9　奈米制造技术
习题

评分☆☆☆☆☆

這次拿到《工程材料科學(第二版)》這本書，讓我想起了當年剛接觸材料領域時那種青澀的感覺。當時對材料的理解，可能就像是看到一顆顆美麗的寶石，但卻不知道它們為何而美麗，如何被加工。而這本書，就像是在為我揭開這些寶石背後的神秘面紗。它的內容編排，從最基本的原子鍵結、晶格缺陷，一路講到複雜的相圖分析、材料的時效行為，每一個環節都環環相扣，讓我覺得學習過程非常順暢。我特別欣賞書中對於材料熱處理和相變的詳細講解。這部分是我之前學習材料科學時比較薄弱的環節，很多時候只能死記硬背。但是，這本書通過大量的圖示和模擬，讓我能夠直觀地理解不同熱處理過程對材料組織和性能的影響，像是退火、淬火、回火等，不再是抽象的概念，而是可以想像、可以推演的過程。另外，書中對於材料與環境的互動，例如腐蝕、磨損等方面的探討，也讓我受益匪淺。這部分內容對於提高材料的使用壽命和可靠性至關重要，也是我們在實際工程中經常會遇到的問題。書中提供的各種案例和解決方案，對於我未來在材料選擇和應用方面，提供了非常有價值的參考。整體而言，這本書不僅有理論深度，更有實踐指導意義，是一本值得細細品讀的工程材料科學入門與進階的佳作。

评分☆☆☆☆☆

哇，拿到這本《工程材料科學(第二版)》真的是讓我眼睛一亮！身為一個剛踏入材料領域的研究生，市面上關於材料科學的書籍實在是琳瑯滿目，有時候反而不知道該從何下手。這本書的出現，對我來說就像是黑暗中的一盞明燈。首先，它的編排架構非常清晰，從最基礎的原子結構、晶體結構開始，循序漸進地介紹了各種材料的特性，像是金屬、陶瓷、高分子、複合材料等等，每個章節都像是為我們這些新手量身打造的。而且，書中的圖解和示意圖都非常豐富，有些概念我原本在腦袋裡想像起來有點抽象，看了書中的圖之後，立刻豁然開朗。特別是關於材料的缺陷、相變、以及力學性能的部分，作者用很生動的比喻和深入淺出的方式來解釋，讓我不再覺得這些是高深的學問，而是可以理解、可以掌握的。我尤其喜歡書中對於不同材料在實際應用中的例子，像是飛機的輕量化材料、電子元件的半導體材料，甚至是日常生活中常見的塑膠製品，都做了詳細的分析。這讓我知道，材料科學並不是只存在於實驗室裡的學問，而是與我們的生活息息相關，充滿了無限的可能性。這本書的文字風格也很平易近人，不會有那種艱澀難懂的學術術語堆積，而是用一種引導的方式，帶著讀者去探索材料的奧秘。我非常期待能透過這本書，扎實地打好我的材料科學基礎，為我未來的研究之路添磚加瓦。

评分☆☆☆☆☆

老實說，我對《工程材料科學(第二版)》的期望值本來沒有那麼高，畢竟材料科學這個領域的知識太龐大了，一本入門或進階的書，很難面面俱到。但是，當我翻開這本書，它的內容和架構確實讓我感到驚喜。它最大的特色，我覺得在於它能夠在廣泛的材料種類介紹之外，更著重於「科學」這個核心。也就是說，它不只是羅列材料的名稱和性質，而是深入探討這些性質背後的科學原理，以及這些原理如何影響材料的行為。像是關於材料的熱力學、動力學、以及電磁學性質的闡述，都非常透徹，並且將這些抽象的概念與具體的材料應用連結起來。我個人特別喜歡書中關於材料性能表徵和測試方法的介紹。它不僅解釋了各種測試方法的原理，還強調了如何正確地解讀測試結果，以及這些結果對於材料選擇和品質控制的重要性。這對於我們做品質驗證或者研發新材料的研究人員來說，非常有指導意義。而且，書中的案例研究都選得非常經典，從傳統材料的應用到新興材料的發展，都涵蓋其中，並且引導讀者思考材料在不同發展階段的挑戰與機遇。雖然這本書的篇幅不小，但它的語言風格卻異常流暢，沒有那種枯燥乏味的感覺，反而像是在跟一位經驗豐富的老師傅在交流，從他的經驗中學習。

评分☆☆☆☆☆

說實話，一開始拿到《工程材料科學(第二版)》的時候，我心裡其實有點小小的期待，畢竟是第二版，應該在內容上有不少更新和補充吧。我本身已經有過一些基礎的材料科學學習經驗，所以更關注的是書中是否能提供更深入、更前沿的知識。翻開書來，首先吸引我的是它在篇章結構上的調整，感覺更貼近當代的工程需求。像是關於先進材料的介紹，例如奈米材料、智慧材料、以及生物醫學材料的部分，我覺得寫得相當不錯。書中不僅介紹了這些材料的基本原理和製備方法，更著重於它們的特殊性能以及在不同領域的潛在應用。我特別喜歡其中關於材料設計和選擇的討論，作者提出了一些實用的方法論，幫助工程師如何在複雜的約束條件下，選出最適合的材料來解決實際問題。這對於我們這些需要在實際專案中應用材料知識的工程師來說，是非常寶貴的。另外，本書對於材料的微觀結構與宏觀性能之間關係的闡述，也比我之前看過的書籍更加細緻。它詳細解釋了如何透過控制材料的微結構，來調控其力學、熱學、電學等性能，這對於材料的優化和新材料的開發至關重要。書中的案例分析也很有深度，不是簡單的羅列，而是帶領讀者去思考問題的產生、分析問題的根源，然後提出解決方案。整體來說，這本書的內容非常有份量，適合有一定基礎，想要進一步提升材料科學素養的讀者。

评分☆☆☆☆☆

這本《工程材料科學(第二版)》對於我這個已經在業界工作了幾年的工程師來說，真的是一本非常實用的參考書。以前唸書的時候，對材料科學的理解可能比較偏重於理論，很多概念都是死記硬背。但進入職場後，才發現材料的選擇和應用，直接影響到產品的性能、成本，甚至安全性。這本書的優勢就在於它非常接地氣，它不會過多地糾纏於一些過於學術化的細節，而是將重點放在材料的實際應用和工程考量上。例如，關於材料的失效模式和分析，書中提供了非常清晰的圖示和案例，讓我能快速理解不同類型的材料在不同環境下可能發生的問題，並且知道如何從工程的角度去預防和解決。我尤其欣賞書中關於材料加工和成形的部分，它詳細介紹了不同加工方法的原理、優缺點，以及如何根據材料的特性來選擇合適的加工技術。這對我們在產品設計和製造過程中，如何有效地運用材料，節省成本，提高效率，都有非常大的幫助。而且，書中的參考文獻和補充資料也非常豐富，對於想要深入研究特定領域的讀者，提供了很好的指引。總之，這本書的內容緊貼工程實際，能夠幫助工程師們更好地理解和應用材料科學，解決工作中遇到的實際問題，是非常值得推薦的一本專業書籍。