彭金平

我們非常熟悉材料在常溫、靜載作用下的宏觀力學性能，但如果將材料置于極端的力學條件下，材料的力學性能會發(fā)生哪些變化呢？本書從理論基礎和實際應用兩方面給出我們最詳細的答案。書中詳細綜述了不同材料（金屬、脆性材料、聚合物、含能材料等）在極端條件下力學性能的變化，描述了通過搭建實驗平臺從外部對材料施加諸如動態(tài)壓縮、偏振沖擊等動態(tài)和靜態(tài)的極限載荷，討論了在這些極端條件下材料的力學響應。

全書共9章：1.介紹了極端自然條件，包括火山爆發(fā)、海嘯等，以及火山作用等對太陽系造成的影響，另外，從爆炸物、沖擊波、應變速率等方面介紹了動力載荷的基本概念。2.提出了基本的分析框架，從載荷狀態(tài)開始分析，包括屈服強度、彈性極限應力、極限拉伸強度、殘余應變；進而對固體中的彈性波、沖擊載荷、材料在受到外界強度后的反應、動態(tài)壓縮后材料的應力釋放以及多孔材料的壓縮試驗等進行了分析；還提及了數(shù)值模擬的相關內(nèi)容。3.綜述了給固體材料施加動態(tài)和靜態(tài)的極限載荷，運用從彈性極限以及臨界閥值等材料特性，來獲取材料的響應；本章還詳細介紹了實驗中使用的靜態(tài)高壓設備，并且搭建了研究施加中等應變力的載荷以及沖擊和準等熵的載荷的實驗平臺。4.本章主要介紹了監(jiān)測刺激響應的方法；首先分析了需要測試的性能、實驗的有效性等；然后介紹了不同的傳感器，用于跟蹤材料在動態(tài)載荷下的狀態(tài)；還涉及到用動態(tài)X射線衍射的方法來獲取材料晶格的信息。5.這一章重點分析了FCC（面心立方），BCC（體心立方），HCP（密排六方）三種金屬材料在沖擊壓縮、拉伸斷裂等極端條件下的力學性能改變（力學強度、剪切應力、狀態(tài)轉變、塑性形變等）。6.本章重點討論了脆性材料的結構，分析了其脆性斷裂、裂紋擴展速度等；研究了玻璃和多晶陶瓷材料在沖擊載荷作用、動態(tài)壓縮作用下的力學性能變化及材料相應的刺激響應。7.分析了聚合物的分類和性能，討論了聚合物材料的高應變率載荷下的特性；以聚四氟乙烯（PTFE）、聚醚醚酮（PEEK）、聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）等聚合物為例，討論了聚合物在外部施加動態(tài)壓縮作用、偏振沖擊作用下的力學響應。8.本章介紹了含能材料的分類和響應途徑，研究了含能材料在動態(tài)壓縮作用下的力學響應；同時，還涉及了引爆炸工程技術相關的內(nèi)容。9.最后一章總結了宇宙中的凝聚物質(zhì)的結構，以及這些物質(zhì)在極端情況下（兆巴壓力和10000K溫度）的力學性能變化，還分析了材料在不同狀態(tài)的極限載荷下的力學響應；并且縱觀了整個宇宙的不同狀態(tài)的物質(zhì)（固體、液體、氣體、等離子體）在極限自然條件下的力學性能變化，分析了這些力學性能變化對小行星的影響。

本書作者畢業(yè)于劍橋大學，他用畢生的精力研究了材料在極限條件下的性能變化。作者是美國物理學會凝聚態(tài)物質(zhì)沖擊壓縮實驗組的前任主席，曾在曼徹斯特、劍橋、帝國理工等校任教。作者還是英國原子武器研究所（AWE）杰出的科學家之一。因此，作為凝聚態(tài)物質(zhì)研究領域的頂尖科學家的研究精華，該書值得收藏與閱讀。

本書特別適合凝聚態(tài)物理、材料學專業(yè)的學者使用。對于研究金屬材料、高分子物理、高分子化學、含能材料、爆炸工程力學、材料力學性能、地球物理學等領域的專家和研究者來說，本書無疑可以作為極具參考價值的工具書閱讀。endprint