具体描述
本手册内容精选自最新国家标准、行业标准和专业标准，包括常用的钢铁材料、有色金属材料、有机高分子材料和无机非金属材料，共计4篇22章。手册以表格形式并辅以简要说明，介绍了各类常用工程材料的基本知识、牌号、性能、规格、用途以及选用的基本原则。
本手册收集了120余种技术资料，并进行了优选整理，具有四大特点：基础知识丰富；工艺参数详尽；大量的选材实例；材料的品种规格齐全，实用性强。
本手册可供机械、电力、冶金、化工、汽车、造船、轻工、纺织、建筑以及军工等各行业、各部门从事工程设计、制造、修理的工厂技术工人和初、中级技术人员使用，也可供有关大专院校的师生参阅。
深入探究：现代材料科学与工程的基石 图书名称：先进结构陶瓷的制备、性能与应用 图书简介 本书聚焦于当代先进结构陶瓷领域，系统梳理了从基础理论到尖端应用的完整知识体系。作为一本面向科研人员、工程师以及高年级本科生和研究生的专业著作，本书旨在提供一个深入、全面且具有实践指导意义的参考平台，以应对当前工程领域对高性能、高可靠性材料的迫切需求。 第一部分：结构陶瓷的基础理论与设计理念 本部分首先回顾了晶体结构、缺陷理论以及陶瓷材料热力学和动力学的基础知识。不同于传统的材料手册，本书强调材料的本征行为如何被微观结构所决定。我们深入探讨了扩散机制在陶瓷烧结过程中的作用，特别是液相烧结、固相烧结以及反应烧结的动力学模型。重点分析了晶界工程在调控材料宏观力学性能中的核心地位，包括晶界扩散、晶界迁移以及晶界相的控制技术。 在设计理念方面，本书引入了“性能-结构-工艺”的闭环思维。详细阐述了如何通过精确控制晶粒尺寸、孔隙率分布以及第二相粒子的形态和分布，来实现对断裂韧性、蠕变抗力和抗热震性的优化设计。我们特别讨论了损伤容限设计（Damage Tolerance Design）的原理，即如何利用先进的微观结构设计来提高结构在存在缺陷情况下的可靠性，这是航空航天和核能应用的关键。 第二部分：先进结构陶瓷的制备前沿技术 本卷是全书的重点，详尽介绍了当前主流及新兴的先进结构陶瓷制备技术。 2.1 粉体制备与改性： 详细对比了固相法、共沉淀法、溶胶-凝胶法（Sol-Gel）和水热合成法在制备高纯度、形貌可控的纳米粉体方面的优劣。特别关注了如何利用表面化学改性技术（如包覆、接枝）来提高粉体的分散性，减少团聚，这对后续的成型和致密化至关重要。 2.2 先进成型技术： 涵盖了传统干压、流延、注浆成型的高级应用，并重点介绍了增材制造（Additive Manufacturing）技术在陶瓷领域的应用，包括陶瓷浆料的喷墨打印（Inkjet Printing）、光固化成型（Stereolithography, SLA）以及粉末床熔融技术（Powder Bed Fusion）的最新进展。我们对不同成型方法带来的初始微观结构异质性及其对最终性能的影响进行了量化分析。 2.3 绿色与高效的烧结与致密化： 除了常规的真空和气氛烧结外，本书对快烧技术进行了深入剖析，如放电等离子烧结（Sintering-Assisted Plasma Sintering, SPS）和微波辅助烧结。这些技术如何缩短烧结时间、抑制晶粒过度生长、从而保留纳米尺度特征并提高材料的整体性能，是本章的讨论核心。此外，还讨论了热压（HIP）和热等静压（HP）在实现高密度、消除残余孔隙中的关键作用。 第三部分：高性能陶瓷的关键力学与热学性能 本部分着重于结构陶瓷的关键服役性能评估及其背后的物理机制。 3.1 极端条件下的力学行为： 详细阐述了高温断裂力学，包括拉伸断裂、疲劳断裂（循环载荷下的损伤累积）以及蠕变机理。对多种陶瓷材料（如SiC, ZrO2, Al2O3基复合材料）在不同温度和应力水平下的稳态和瞬态蠕变行为进行了详细的本构模型分析。重点探讨了如何通过引入韧性机制（如裂纹偏转、桥接和纤维增韧）来显著提高材料的断裂韧性（KIC）。 3.2 热物理性能与抗热震性： 讨论了热导率、热膨胀系数的微观根源。如何通过掺杂或复合化来调节这些参数，以优化材料的热匹配性。针对航空发动机和燃气轮机叶片等应用场景，本书提供了系统性的抗热震性能评估方法，包括热冲击循环测试（Thermal Shock Cycling）和热机械疲劳（Thermo-Mechanical Fatigue, TMF）测试的标准与数据解析。 3.3 表面工程与防护涂层： 结构陶瓷的服役寿命往往受制于表面状态。本章讨论了表面强化技术，如离子注入、喷丸强化，以及为提高耐磨损和耐腐蚀性而设计的先进陶瓷涂层系统（如热障涂层TBCs、耐磨涂层）。 第四部分：先进结构陶瓷的应用领域与未来展望 本书的最后一部分将理论与工程实践紧密结合，展示了高性能陶瓷在关键工业领域的应用案例和未来发展方向。 4.1 能源与热力工程： 重点介绍了在燃气轮机、先进热交换器以及核聚变反应堆第一壁材料中对耐高温、抗中子辐照陶瓷的需求与解决方案。分析了陶瓷在固态氧化物燃料电池（SOFC）中的电解质和电极应用。 4.2 生物医学与摩擦学： 探讨了生物相容性陶瓷（如氧化锆、羟基磷灰石）在人工关节置换中的应用进展，强调了其在模拟人体组织力学性能方面的挑战。在摩擦学方面，分析了陶瓷轴承和密封件在极端工况下的磨损机制与寿命预测。 4.3 复合材料的集成： 深入研究了陶瓷基复合材料（CMCs），特别是SiC/SiC纤维增强陶瓷基复合材料的制备、界面调控以及其在下一代航空发动机中的应用潜力。分析了纤维与基体界面设计对复合材料断裂模式和整体韧性的决定性影响。 结论与前瞻： 本书最后总结了当前结构陶瓷领域面临的主要瓶颈（如成本、规模化生产的均匀性），并展望了人工智能（AI）辅助的材料设计、高通量实验筛选技术以及新型陶瓷合金设计等前沿研究方向。 本书力求以严谨的科学语言，结合大量的实验数据图表和工程实例，为读者提供一个全面、深入且具有高度参考价值的结构陶瓷技术指南。
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