腐蝕及其防制(第四版)  pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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柯賢文

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《材料科学基础：结构、性能与应用》 内容提要： 本书系统阐述了材料科学的核心原理，聚焦于材料的微观结构、宏观性能以及工程应用之间的内在联系。全书共分六大部分，层层递进，深入浅出地剖析了金属、陶瓷、高分子以及复合材料等主要工程材料的特性及其设计理念。 第一部分：材料科学导论与晶体结构 本部分首先界定了材料科学的范畴，阐述了材料在现代工程中的基础地位。重点讲解了固体的微观结构，特别是晶体结构。内容涵盖了晶体学的基本概念，如晶胞、晶系、晶面指数（密勒指数）的确定与应用。详细分析了体心立方（BCC）、面心立方（FCC）和密排六方（HCP）结构的堆积方式、配位数和密实度。此外，还引入了晶体缺陷理论，区分了点缺陷（空位、间隙原子、置换原子）、线缺陷（位错）和面缺陷（晶界、孪晶界），并解释了这些缺陷如何显著影响材料的力学性能，为后续章节深入探讨塑性变形奠定理论基础。 第二部分：材料的热力学与动力学 材料的性能与其在不同温度和环境下的稳定性息息相关。本部分深入探讨了材料的热力学基础，包括吉布斯自由能、相平衡原理以及Ehrenfest方程在相变中的应用。通过阐述相图的绘制与解读，尤其是二元合金相图（如Fe-C系初步介绍），读者可以掌握如何通过控制成分和温度来获得预期的微观组织。动力学部分则聚焦于扩散现象，详细分析了Fick第一定律和第二定律，讨论了扩散机制（取代式、间隙式）及其在材料加工过程中的重要性，例如热处理和渗碳过程。 第三部分：金属材料的形变与强化 本部分是全书的重点之一，专注于金属材料的力学行为。详细描述了金属材料的弹性变形（胡克定律）和塑性变形的微观机理——位错运动。内容涵盖了滑移、孪生、加工硬化（应变强化）的定量分析。随后，系统地介绍了金属的强化机制：晶界强化（Hall-Petch关系）、固溶强化、沉淀强化（析出相的形成与稳定性）以及加工硬化。热处理工艺，如退火、正火、淬火和回火，被置于这一框架下进行讲解，强调了热处理对晶粒尺寸、相组成和最终力学性能的调控作用。 第四部分：结构陶瓷与工程陶瓷 陶瓷材料以其优异的耐高温性、耐磨性和电绝缘性而著称，但其脆性是限制其应用的关键。本部分首先介绍陶瓷的化学键合特点、晶体结构（如MgO、Al₂O₃、SiC的晶格结构）及其对高熔点和高硬度的贡献。随后，深入探讨了陶瓷的断裂力学，包括其本征的低韧性、Griffith裂纹理论以及对微观缺陷的敏感性。内容还涉及先进陶瓷的制备技术，如粉末冶金、烧结过程（液相烧结与固相烧结）以及先进的陶瓷基复合材料（CMC）设计思路。 第五部分：高分子材料的结构与性能 高分子材料因其轻质、易加工和独特的弹性而广泛应用于各个领域。本部分着重分析了聚合物的分子结构特征，如聚合度、分子量分布、链构型（头-头、头-尾连接）和拓扑结构（线型、支化、交联）。详细阐述了高分子材料的粘弹性行为，解释了玻璃化转变温度（Tg）和熔点（Tm）的概念，并讨论了温度和应变速率对松弛和蠕变性能的影响。此外，还区分了热塑性塑料和热固性塑料的性能差异及其应用场景。 第六部分：复合材料与功能材料 随着对材料性能要求的提高，复合材料已成为解决单一材料局限性的重要途径。本部分聚焦于纤维增强复合材料（如碳纤维增强环氧树脂）的力学性能预测模型，包括各向异性弹性理论的初步介绍，以及界面结合在传递载荷中的关键作用。功能材料部分则涵盖了半导体材料的基本原理（能带理论、载流子迁移率），导电与绝缘材料的区分，以及磁性材料（软磁与硬磁）的选择标准及其在现代电子设备中的应用。 本书特色： 本书结构严谨，理论深度适中，旨在培养读者从微观结构到宏观性能的系统思维能力。通过大量的工程实例和定性分析，将抽象的材料学原理与实际工程问题紧密结合，是材料工程、机械工程、航空航天等相关专业学生和工程师的理想参考书。本书强调了材料设计与应用导向的思维模式，而非单纯的性能罗列。

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這本《腐蝕及其防制(第四版)》，說實在話，初拿到手的時候，光是那個厚度和重量，就讓人有點「望而生畏」。我本身是個機械工程背景的學生，雖然在學校的課程裡多少會接觸到材料科學和防蝕的基礎知識，但那頂多就是皮毛，應付考試還行，真要實際應用到工業現場，簡直是天方夜譚。這本書的編排，給我的第一個強烈印象就是「紮實到不行」。它沒有像很多教科書一樣，為了討好讀者而把內容寫得過於簡化或流於表面。相反地，它幾乎是以一種近乎學術論文的嚴謹度，深入探討了各種腐蝕機制，從電化學的原理到冶金學的影響，每一個環節都交代得清清楚楚。我特別欣賞它對「點蝕」（pitting corrosion）和「應力腐蝕龜裂」（SCC）這類高破壞性腐蝕行為的分析，光是看圖表和數學模型，就讓人對這些無形殺手有了更深一層的敬畏。對於想在材料、化工或結構工程領域深耕的人來說，這本書絕對是書架上不可或缺的鎮山之寶，只是讀起來得抱著隨時查閱工具書的心理準備，隨時準備好咖啡和筆記本。

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從台灣在地應用的角度來看，《腐蝕及其防制(第四版)》的內容在參考價值上是毋庸置疑的，畢竟腐蝕問題在海島型氣候下是個嚴峻的挑戰，無論是橋樑、碼頭還是高濕度的電子製造業，都逃不開這個課題。我特別欣賞它在「材料選擇與表面處理」這一章節所提供的廣泛比較。它沒有偏袒任何單一的解決方案，而是客觀地列出了各種材料（從傳統鋼材到高性能合金）在不同環境下的優缺點、成本效益分析。這對於我們採購和設計部門在做決策時，提供了極為寶貴的平衡視角。不過，說句真心話，如果你期待書中能有大量針對台灣特定氣候條件（例如高鹽霧、高日照）的實地案例分享，那可能會稍微有點失望。大部分的案例和數據似乎是基於更為普遍的國際標準或歐美環境。這並不影響其科學價值，但我們在使用時，可能需要多花一點心思，將書中的理論參數，依照台灣本地的環境因子進行微調和驗證，這部分的心力，是讀者需要自行補上的。

评分☆☆☆☆☆

這本書的排版風格，用一個比較直接的詞彙來形容，就是「功能導向」。你別指望它有什麼花俏的色彩搭配或引人入勝的故事線。每一頁幾乎都是密密麻麻的文字、公式和截圖。如果你是那種喜歡透過大量圖像或流程圖來理解複雜概念的人，一開始可能會有點吃力。它的優勢在於極致的資訊密度，幾乎沒有任何「廢話」。但這也導致了一個結果：如果你只是想找個快速解法或簡單的「快速參考指南」，這本書可能會讓你感到挫敗。我記得有一次為了趕一個報告，想快速查閱一下關於「異種金屬接觸腐蝕」的解決方案，結果光是定位到相關章節，並理解作者想表達的細微差別，就花了我一個多小時。然而，當你真的沉下心，把那些看似枯燥的表格和圖解啃完之後，你會發現，這種「硬核」的表達方式，反而是最有效率的知識傳輸途徑，它強迫你用最嚴謹的邏輯去面對材料的現實問題。

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老實講，我身邊認識不少業界的前輩，他們對這本第四版評價極高，主要不是因為內容有多麼「新穎」，而是它在「經典」基礎上的「精煉與更新」。我聽他們提過，相較於前幾個版本，這次的修訂在資訊的整合度上做得非常好。特別是對於新興的防蝕工法，像是某些新型的塗層技術或者更環保的陰極保護方案，雖然篇幅不一定是最長的，但重點都抓得很準。我個人比較有感的是，它對於「腐蝕評估」和「壽命預測」這部分的闡述，提供了非常實用的範例。以前我們在做專案規劃時，總覺得這些預測像是玄學，但書裡提供的那些統計模型和案例分析，讓整個過程變得有跡可循、有數據可依。不過，對於初學者而言，這部分的閱讀門檻確實有點高，很多術語需要搭配相關的ASTM或ISO標準去對照著看，否則很容易在迷宮裡打轉。但這也側面說明了，這本書的定位本來就不是給剛入門的「小白」，而是給已經累積一定知識，想要更上一層樓的專業人士。

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總體來說，這本書的風格就像一位經驗豐富、不苟言笑的資深工程師，他不會花時間跟你寒暄，只會丟給你最核心、最經過時間考驗的技術和知識。它的價值不在於「好不好讀」，而在於「多有用」。對於需要撰寫嚴謹技術文件、進行複雜系統維護規劃，或是從事材料研發工作的人員，這本書無疑是一座知識的寶庫，值得反覆翻閱，甚至可以說，它會隨著你的工作年資不斷增長其價值。我現在已經習慣把它放在辦公桌最順手的地方，遇到任何拿不準的防蝕難題，翻開它，總能找到一個堅實的理論基礎作為後盾。雖然價格不斐，但從它能提供的專業深度來看，這筆投資絕對是值得的，它提供的不僅是知識，更是一種面對腐蝕挑戰時的信心與專業底氣。