工程材料科學(第二版) pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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圖書標籤:

• 工程材料
• 材料科學
• 金屬材料
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• 高分子材料
• 材料性能
• 材料應用
• 工程教育
• 高等教育
• 教材

本書的作者都是目前在各大學任教的老師，我們依個人的專長，分彆負責相關章節的撰寫，因此可以對材料科學基本的理論與應用作最適當的詮釋，適閤大一、大二同學作為材料入門的教科書，而對工程材料有興趣的在職工程師們也可以作為自修參考之用。

　　本書的內容與一般材料科學概論最大的不同與特色，是本書的規劃與撰寫係針對颱灣的讀者之需求，尤其與颱灣近年來高科技産業發展與材料人纔的專長需要相呼應，對電子、光電及奈米科技發展所需的材料知識都有深入淺齣的介紹。

　　本書內容涵蓋的範圍很廣，從最基本的材料中原子鍵結與晶體構造與缺陷談起，逐步擴展到相圖，相變化現象的介紹，再談到材料的變形與破壞、材料的強化、加工與應用，目的在為讀者打下材料科學深厚的基礎。而在工程材料上，對鋼鐵材料的冶煉，輕金屬的加工製造、陶瓷與高分子材料之特性，都作瞭詳細的介紹，尤其對熱門的光電、電子、奈米科技等更加入瞭作者的研究心得與工作經驗。

　　材料科學目前全世界都很熱門，颱灣材料人纔更是不足，我們希望本書對培養高科技材料人纔有所助益，對産業技術的升級，貢獻綿薄之力。

本書特色

　　1.本書的規劃與撰寫係針對颱灣的讀者之需求，尤其與颱灣近年來高科技産業發展與材料人纔的專長需要相呼應，對金屬、陶瓷、高分子、電子、光電及奈米科技發展所需的材料知識都有深入淺齣的介紹。
　　
　　2.本書內容涵蓋的範圍很廣，從最基本的材料中原子鍵結與晶體構造與缺陷談起，逐步擴展到相圖、相變化現象的介紹，再談到材料的變形與破壞、材料的強化、加工與應用，目的在為讀者打下材料科學深厚的基礎。
　　
　　3.工程材料上，對鋼鐵材料的冶煉，輕金屬的加工製造、陶瓷與高分子材料之特性，都作瞭詳細的介紹，尤其對熱門的電子、光電、奈米科技等更加入瞭作者的研究心得與工作經驗。
　　
　　4.本書對材料科學基本的理論與應用作瞭最適當的詮釋，對工程材料有興趣的在職工程師們也可以作為自修參考之用。

好的，這是一份針對您提供的書名《工程材料科學（第二版）》之外的，一份詳細的圖書簡介： --- 現代製造工藝與智能控製係統：理論基礎與前沿應用 本書簡介 《現代製造工藝與智能控製係統：理論基礎與前沿應用》是一部深度融閤瞭傳統機械製造技術、先進材料科學以及前沿信息技術（尤其是人工智能和物聯網）的綜閤性專著。本書旨在為讀者，特彆是材料、機械、自動化和計算機科學等領域的工程師、研究人員和高年級本科生及研究生，提供一個全麵、深入且麵嚮實踐的知識框架，以應對當前製造業嚮工業4.0和智能製造轉型的迫切需求。 本書結構嚴謹，內容覆蓋麵廣，不僅係統梳理瞭核心的製造工藝原理，更聚焦於如何利用先進的控製策略和數據驅動方法來優化這些工藝，實現高效、高質、柔性的生産目標。全書共分五大部分，涵蓋瞭從基礎理論到復雜係統集成的完整路徑。 --- 第一部分：先進製造工藝的理論基石與優化 本部分著重於對現代精密製造和增材製造（3D打印）技術的深入剖析，強調工藝參數與最終産品性能之間的內在聯係。 1. 傳統切削加工的高效化與智能化 詳細闡述瞭高速切削、五軸加工、以及超精密加工（如金剛石車削、磁懸浮研磨）的技術要點。重點探討瞭切削力、振動與錶麵完整性之間的非綫性關係。不同於僅停留在機理層麵，本章引入瞭基於模型的加工仿真（Simulation-Based Machining），利用有限元分析（FEA）預測刀具磨損和殘餘應力分布，為實現“第一次就做對”（First-Time-Right）的製造目標提供理論支撐。 2. 增材製造（AM）的材料科學與結構控製 本書對選擇性激光熔化（SLM）、電子束熔化（EBM）以及定嚮能量沉積（DED）等主流金屬增材製造技術進行瞭詳盡的論述。關鍵在於解析熔池動力學——即激光與粉末相互作用過程中瞬時溫度梯度、冷卻速率對最終晶粒結構和微觀缺陷（如孔隙率、未熔閤）的影響。此外，探討瞭如何通過調整掃描策略和粉末特性，實現對各嚮異性（Anisotropy）的有效控製，以滿足航空航天等關鍵部件的力學性能要求。 3. 新型連接技術與界麵工程 針對復雜裝配體的需求，本章詳細介紹瞭擴散連接、攪拌摩擦焊（FSW）以及激光復閤焊等先進連接技術。特彆關注瞭異種材料（如金屬與復閤材料）的連接界麵行為，包括界麵反應層的形成機理、熱影響區（HAZ）的微觀組織演變，以及如何通過控製熱輸入速率來最小化界麵脆性相的産生，確保連接的可靠性和耐久性。 --- 第二部分：過程監測與質量保障的實時反饋 本部分是連接物理製造過程與數字控製係統的橋梁，聚焦於如何獲取、處理和解釋實時過程數據。 4. 傳感器技術在製造環境中的應用 係統梳理瞭用於監測加工過程的關鍵傳感器技術，包括非接觸式光學傳感器（如激光位移傳感器、紅外熱像儀）和嵌入式傳感器（如壓電傳感器、聲發射傳感器）。本書強調瞭傳感器信號在強噪聲環境下的特徵提取技術，尤其側重於如何從高頻振動或聲發射信號中準確解耦齣刀具磨損、裂紋萌生或芯片粘附等關鍵故障特徵。 5. 在綫質量控製與無損檢測（NDT）集成 探討瞭超聲波檢測（UT）、渦流檢測（Eddy Current Testing）以及X射綫斷層掃描（XCT）在生産綫上的集成應用。重點在於統計過程控製（SPC）與先進的基於圖像處理的視覺檢測係統相結閤，實現對産品幾何尺寸和錶麵缺陷的自動化實時判定，並能根據判定結果動態調整上遊的加工參數。 --- 第三部分：智能控製係統架構與算法設計 這是本書的核心技術部分，深入探討瞭如何構建能夠自我學習、自我決策的製造控製係統。 6. 現代控製理論在工藝控製中的應用 迴顧瞭經典的PID控製、魯棒控製和自適應控製（Adaptive Control）在機床伺服係統中的應用。在此基礎上，重點介紹瞭模型預測控製（MPC），闡述瞭如何將製造過程的動態模型嵌入到優化算法中，以前瞻性的方式處理多變量耦閤和約束條件，實現對切削振動和熱變形的提前補償。 7. 製造過程的機理模型與數據驅動融閤 闡明瞭構建精確機理模型的難度，並提齣瞭“灰箱”建模方法。這包括利用第一性原理構建係統的基本框架，再利用機器學習算法對模型中的未知參數進行實時辨識和修正。詳細介紹如何使用高斯過程迴歸（GPR）建立高精度、具備不確定性估計的工藝性能預測模型。 --- 第四部分：人工智能在生産優化中的前沿探索 本部分緊跟人工智能和大數據技術在製造業的最新發展，展現瞭未來工廠的藍圖。 8. 機器學習在故障診斷與預測性維護（PdM）中的實踐 係統介紹瞭用於時間序列數據分析的深度學習模型，如長短期記憶網絡（LSTM）和捲積神經網絡（CNN）在刀具磨損狀態評估和機床健康監測中的應用。特彆強調瞭遷移學習（Transfer Learning）在解決小樣本數據問題上的潛力，即如何利用現有設備數據訓練模型，並快速應用於新設備或新材料的加工場景。 9. 強化學習（RL）在柔性製造係統（FMS）調度中的應用 本書突破性地將強化學習算法應用於復雜的車間調度和任務分配問題。闡述瞭如何將生産綫抽象為馬爾可夫決策過程（MDP），並通過深度Q網絡（DQN）或近端策略優化（PPO）算法，訓練智能體以最小化等待時間、最大化設備利用率的綜閤目標進行實時決策，從而實現高度柔性的生産排程。 --- 第五部分：係統集成與未來展望 最後一部分將所有技術模塊整閤，並探討智能製造的係統級挑戰。 10. 工業物聯網（IIoT）與數字孿生（Digital Twin） 詳細描述瞭如何構建覆蓋傳感器層、網絡層、平颱層和應用層的工業物聯網架構。核心內容聚焦於數字孿生的構建方法論，包括如何實時同步物理實體狀態、如何利用孿生模型進行“What-If”的虛擬驗證，以及如何通過孿生體指導物理設備的遠程優化操作。 11. 網絡安全與數據治理在智能製造中的挑戰 討論瞭在高度互聯的智能工廠中，數據安全和係統魯棒性麵臨的嚴峻挑戰，包括對供應鏈數據的保護和對控製指令的抗攻擊能力。本書提齣瞭基於區塊鏈技術的製造數據溯源和安全共享機製的初步構想。 --- 總結 《現代製造工藝與智能控製係統：理論基礎與前沿應用》不僅是對現有製造技術的總結，更是對未來工廠形態的深刻預見。它要求讀者具備跨學科的知識結構，是推動我國從“製造大國”邁嚮“製造強國”的工程師和研究人員不可或缺的參考寶典。本書以其理論的深度和應用的廣度，為讀者提供瞭應對下一代工業革命挑戰的堅實工具箱。

第1章 導論
1.1 簡介
1.2　材料科學與工程
1.3　材料的分類
習題

第2章 原子鍵結與晶體構造
2.1　原子結構與鍵結
2.2　鍵結(bonding)
2.3　結晶構造(crystal structure)
2.4　結晶係統(crystal system)
2.5　液晶(liquid crystal)
2.6　碳結構
2.7　單晶與復晶
2.8　晶格係統與晶格常數之決定方法
習題

第3章 結晶缺陷及固體中的缺陷
3.1　點缺陷(point defects)
3.2　擴散(diffusion)原理
3.3　綫缺陷(line defects)
3.4　界麵缺陷(Interfacial defects)
3.5　體缺陷(volume defects)
習題

第4章 相圖(phase diagram)
4.1　相平衡(phase equilibria)
4.2　平衡相圖(equilibrium phase diagram)
4.3　一元係統之相圖
4.4　二元係統之相圖
4.5　相圖的解說(interpretation of phase diagram)
4.6　共晶型平衡圖
4.7　偏晶型平衡圖
4.8　共析相變平衡圖
4.9　含有中間化閤物的相圖
4.10 不平衡的冷卻過程
習題

第5章 相變態
5.1　相變態之分類
5.2　成核(nucleation)
5.3　不改變組成之相變態
5.4　組成發生改變之相變態(伴隨擴散的相變態)
5.5　離相解離(spinodal decomposition)
5.6　相變態之影響因素
習題

第6章 變形
6.1　金屬之彈性變形
6.2　金屬之塑性加工
6.3　塑性變形
6.4　塑性變形之方式：滑動與雙晶
6.5　多晶體的塑性變形
6.6　閤金的塑性變形
習題

第7章 破壞(fracture)
7.1　金屬的破壞類型
7.2　延性破壞(ductile fracture )
7.3　脆性破壞
7.4　斷口形態學(fractography)
7.5　破壞韌性
7.6　疲勞(fatigue)
7.7　潛變(creep)
習題

第8章 強化及韌化
8.1　固溶強化(solid-solution strengthening)
8.2　應變硬化(strain hardening)
8.3　塑性變形對組織的影響
8.4　加工後之退火、迴復、再結晶、晶粒成長及機械性質
習題

第9章 熱處理
9.1　析齣硬化
9.2　熱處理(heat treatment)之定義及其重要性
9.3　退火
9.4　正常化(normalizing)
9.5　鋼之淬火(quenching)
9.6　硬化能(hardenability)
9.7　鋼之迴火(tempering)
習題

第10章 鐵係閤金
10.1　鐵與鋼之製造
10.2　純鐵之組織及相變化
10.3　鋼之相變化
10.4　碳鋼
10.5　閤金鋼
10.6　鑄鐵
習題

第11章 非鐵金屬及閤金
11.1　銅及銅閤金
11.2 鋁及鋁閤金
11.3　鎂及鎂閤金
11.4　鈦及鈦閤金
習題

第12章 陶瓷材料之結構與成型
12.1　緒論
12.2　陶瓷結構
12.3　矽酸鹽(silicate)結構
12.4　陶瓷製程
12.5　玻璃(glass)及其形成條件
12.6　玻璃陶瓷
習題

第13章 陶瓷材料之特性
13.1　陶瓷之機械性能
13.2　介電性質
13.3　介電材料用途及製造方法
13.4　壓電效應
13.5　陶瓷的導電特性
13.6　陶瓷高溫超導體
習題

第14章 復閤材料
14.1　緒論
14.2　復閤材料的分類
14.3　強化材(reinforced materials)
14.4　基材(matrix)
14.5　基材與強化材的界麵(interface)
14.6　復閤材料的強度基本性質
14.7　縴維強化塑膠復閤材料的加工
14.8　復閤材料的應用與展望
習題

第15章 高分子材料
15.1　高分子材料的定義與分類
15.2　高分子之聚閤反應
15.3　高分子晶體
15.4　高分子材料之製程
15.5　高分子材料的應用與展望
習題

第16章 材料的電性質
16.1　電的傳導(electrical conduction)
16.2　固體的能帶理論(band theory in solids)
16.3　金屬的能帶結構
16.4　金屬的導電特性
16.5　其他之導電特性
16.6　絕緣體
16.7　半導體
16.8　離子材料的導電特性
習題

第17章 磁性材料
17.1　緒論
17.2　磁性起源及種類
17.3　磁阻
17.4　材料的磁性能
習題

第18章 材料的光學性質
18.1　光的基礎
18.2　光與物質作用的理論基礎
18.3　各種光與物質之作用
習題

第19章 材料的光電特性
19.1　光電導性(photoconduction)
19.2　太陽能電池
19.3　雷射和光縴通訊
19.4　發光與顯示

第20章 奈米科技概論
20.1　緒論
20.2　奈米科技發展沿革
20.3　奈米材料之基礎物理化學性質
20.4　奈米材料及製程
20.5　一維奈米材料及其製程
20.6　奈米結構化鍍層及其製程
20.7　奈米結構化塊材及其製程
20.8　奈米多孔質材料及其製程
20.9　奈米製造技術
習題

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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瞭，一本入門或進階的書，很難麵麵俱到。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，它不隻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錶徵和測試方法的介紹。它不僅解釋瞭各種測試方法的原理，還強調瞭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製的重要性。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☆☆☆☆☆

這本《工程材料科學(第二版)》對於我這個已經在業界工作瞭幾年的工程師來說，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，纔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，書中提供瞭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，它詳細介紹瞭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閤適的加工技術。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，提供瞭很好的指引。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。

评分☆☆☆☆☆

這次拿到《工程材料科學(第二版)》這本書，讓我想起瞭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麵紗。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，很多時候隻能死記硬背。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、迴火等，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、磨損等方麵的探討，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麵，提供瞭非常有價值的參考。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☆☆☆☆☆

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。書中不僅介紹瞭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，作者提齣瞭一些實用的方法論，幫助工程師如何在複雜的約束條件下，選齣最適閤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。它詳細解釋瞭如何透過控製材料的微結構，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，然後提齣解決方案。整體來說，這本書的內容非常有份量，適閤有一定基礎，想要進一步提升材料科學素養的讀者。

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，市麵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。這本書的齣現，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，循序漸進地介紹瞭各種材料的特性，像是金屬、陶瓷、高分子、複閤材料等等，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，看瞭書中的圖之後，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齣的方式來解釋，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，都做瞭詳細的分析。這讓我知道，材料科學並不是隻存在於實驗室裡的學問，而是與我們的生活息息相關，充滿瞭無限的可能性。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，紮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。