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出版者:中央广播电视大学出版社

作者:劳动和社会保障部中国就业培训技术指导中心

出品人:

页数:117

译者:

出版时间:2004-9

价格:15.00元

装帧:简裝本

isbn号码:9787304026721

丛书系列:

图书标签:

• 金属材料
• 热处理
• 材料科学
• 金属工程
• 机械工程
• 材料工艺
• 热处理技术
• 金属加工
• 材料性能
• 工业技术

铸就辉煌：现代工业的基石——《先进结构材料的力学行为与应用》 书籍定位与核心内容： 本书旨在深入剖析当代工程领域至关重要的几类先进结构材料——高熵合金、功能梯度材料（FGM）、先进复合材料以及新型陶瓷材料——在复杂载荷条件下的力学响应、微观结构演变及其在尖端工程系统中的实际应用。它并非专注于传统意义上的金属热处理工艺，而是将视野聚焦于材料科学的前沿阵地，探讨如何通过材料设计和结构设计来突破现有工程极限。 第一部分：高熵合金——多组分体系的力学奇迹 高熵合金（High-Entropy Alloys, HEAs）是近年来材料科学界的研究热点。本书第一部分将详细阐述其独特的晶体结构、组成设计原则，以及如何通过调控元素比例实现“高熵效应”、“迟滞效应”和“局域结构效应”。 1.1 基础理论与本征性能： 探讨五元及以上元素体系的相稳定性理论，重点分析面心立方（FCC）、体心立方（BCC）以及六方密堆积（HCP）结构HEAs的热力学驱动力。深入比较高熵合金与传统单元素或双元素合金在屈服强度、加工硬化率和断裂韧性方面的差异。 1.2 极端环境下的力学响应： 详细研究高熵合金在超低温（如液氦温度）、高温（超过1000°C）以及高应变速率冲击载荷下的力学性能。内容包括：低温脆性转变的抑制机制、高温蠕变行为的定量模型，以及在冲击载荷下发生的相变（如剪切带的形成与演化）。 1.3 结构应用前沿： 介绍如何在航空航天（如涡轮叶片、火箭结构件）和能源（如核反应堆包壳材料）领域应用高性能高熵合金。侧重于如何通过元素掺杂或微结构调控（如析出相强化），实现强度与延性的协同优化。 第二部分：功能梯度材料（FGM）——从宏观到微观的梯度设计 功能梯度材料代表了一种突破传统均匀材料限制的革命性设计理念。本书第二部分聚焦于如何精确控制材料的化学成分、组织结构或力学性能沿空间方向的连续变化。 2.1 梯度设计的理论建模： 建立描述梯度材料有效模量、泊松比随空间变化的数学模型。重点介绍幂律模型、指数模型在描述陶瓷-金属界面过渡区材料性能时的适用性与局限性。 2.2 制备工艺与界面控制： 详细分析制备功能梯度材料的关键技术，包括粉末冶金（如扩散连接法）、增材制造（如激光熔覆技术）中对梯度分布的精确控制。强调界面区域的微观结构缺陷（如孔隙率、残余应力）如何影响整体的力学性能。 2.3 热机械耦合效应分析： 在高温工作环境下，FGM面临严峻的热梯度和应力梯度。本章将应用有限元分析（FEA）方法，模拟材料在热冲击和长期服役过程中，由于材料性能不匹配导致的界面剥离风险和疲劳寿命预测。应用案例包括航天器隔热罩和反应堆堆芯构件。 第三部分：先进复合材料——多相体系的界面科学 复合材料通过合理搭配基体与增强相，实现了性能的“1+1>2”。本书关注的是高性能纤维增强复合材料（FRC）和颗粒增强复合材料（PRC）的力学行为。 3.1 增强机制与失效模式： 深入探讨碳纤维、氮化硅纤维等增强体对基体（金属、聚合物或陶瓷）的强化作用。重点分析拉伸、压缩、剪切载荷下复合材料的失效路径，包括基体开裂、纤维/基体脱粘、纤维断裂和拔出等机制。 3.2 界面本构关系与有效性： 界面是复合材料性能的决定性因素。本节将介绍如何通过界面改性（如表面涂层、耦合剂）来优化界面粘结强度。引入微力学模型来量化界面传荷效率，并探讨界面损伤累积对宏观疲劳寿命的影响。 3.3 增材制造中的复合材料： 介绍利用增材制造技术（如定向能量沉积）实现纤维取向的精确控制，从而制造出具有高度各向异性力学性能的结构件，并评估其在承受特定方向载荷时的性能优势。 第四部分：新型陶瓷材料的韧化与抗断裂 工程陶瓷以其优异的高温强度和耐腐蚀性著称，但脆性一直是限制其应用的主要瓶颈。本书的最后部分聚焦于如何通过先进技术手段提高陶瓷材料的断裂韧性。 4.1 增韧机理的分子设计： 详细阐述宏观层面的增韧技术，如颗粒增韧（氧化铝、氧化锆增韧氧化铝，TZP）、纤维增韧（SiC纤维增强陶瓷基复合材料，CMC）。重点分析增韧相（如第二相颗粒）如何诱发裂纹偏转、桥接或裂纹分叉，从而吸收能量。 4.2 陶瓷基复合材料（CMC）的抗热震性： 针对航空发动机燃烧室和再入飞行器外壳的严苛要求，分析CMC材料在极高温度梯度下抵抗热冲击的能力。建立裂纹扩展速率模型，并评估不同纤维体积分数和铺层设计对热载荷下可靠性的影响。 4.3 陶瓷涂层的粘接与失效： 研究在金属基体上制备的高性能陶瓷涂层，如何通过优化热膨胀系数匹配和制备过程中的残余应力调控，实现涂层与基体之间的强力粘接，并抵抗热循环引起的剥落。 结论：面向未来的材料设计范式 本书总结了先进结构材料设计从经验驱动向理论指导、从均匀化到梯度化、从单一材料到多相协同的范式转变。它为材料科学家、结构工程师以及从事高端制造领域的专业人士提供了一套系统的力学分析工具和前瞻性的材料应用视野，旨在推动下一代高性能结构件的研发与应用。 本书的视角横跨材料科学、固体力学和工程应用，旨在培养读者运用多尺度、多物理场耦合的思维方式，解决复杂工程问题。 目标读者： 材料科学与工程专业的研究生、博士生；航空航天、能源装备、先进制造领域的研发工程师；对先进结构材料前沿技术感兴趣的科研工作者。

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我对计算物理和数值模拟领域一直非常感兴趣，尤其是在处理复杂多体系统时，如何建立有效的算法和模型。这本聚焦于计算方法与应用的书籍，可以说完全击中了我的靶心。它的结构安排非常严谨，从基础的线性代数方程求解、蒙特卡洛方法，到更高级的分子动力学模拟（MD）和有限元分析（FEA）都有深入的探讨。作者没有停留在理论公式的罗列，而是花了大量的篇幅介绍每种方法的适用范围、收敛性分析以及编程实现上的注意事项。比如在讲解MD模拟时，它详细对比了牛顿力学体系与拉格朗日力学体系在数值积分上的差异，并给出了具体的Verlet算法的步骤，这对于想要自己动手编写模拟代码的研究生来说，简直是宝贵的参考手册。书中附带的案例和伪代码非常实用，我尝试用Python复现了其中的一个简单晶格振动模型，效果出奇地好，代码效率也相当高。如果说有什么不足，也许是对于量子化学计算部分的介绍略显单薄，但考虑到全书的篇幅和覆盖面，这种取舍是可以理解的。总而言之，这是一本兼具理论深度和工程实用性的计算科学著作，强烈推荐给从事材料模拟和计算科学的同仁们。

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作为一名刚接触软件架构的初级工程师，我一直在寻找一本能将“高可用性”和“可扩展性”这两个抽象概念具体化的书籍。这本书完美地实现了这个目标。它没有拘泥于单一编程语言或特定框架的讨论，而是上升到系统设计的哲学层面。作者围绕着分布式系统的核心挑战——一致性、分区容错性、数据同步等，构建了一套完整的知识体系。书中对CAP理论的阐述非常到位，并且通过对Paxos和Raft等共识算法的详尽剖析，让人深刻理解了在复杂网络环境中如何达成可靠的决策。我尤其喜欢它关于服务拆分、消息队列选型以及负载均衡策略的对比分析，这些都是构建大型互联网应用时必须面对的抉择。书中大量的架构图和流程图，极大地帮助我可视化了复杂组件间的交互关系。读完后，我不再只是停留在写出能运行的代码层面，而是开始思考“这个系统在千万用户级别下会如何表现？”这本书成功地将我从一个“编码者”提升为了一个“架构思考者”，为我后续的职业发展打下了坚实的基础。

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我最近在研究环境工程中的水处理技术，急需一本能够系统介绍膜分离技术的专业书籍。这本书的出现，简直是雪中送炭。它非常全面地覆盖了微滤、超滤、纳滤和反渗透这四大主流膜技术，并且没有停留在基础的原理层面，而是深入到膜材料的制备工艺和膜污染的控制策略上。特别是关于膜污染这一章节，作者非常实在地分析了有机污染、无机结垢和生物污损的机理，并分类介绍了预处理、在线清洗和膜表面改性等应对措施，这些都是实际操作中最头疼的问题。书中对不同膜分离过程的能耗和经济性评估也做了详细的对比，这对于项目决策至关重要。我特别赞赏它附带的工程案例分析，通过真实的工业废水处理项目，展示了理论如何指导工程实践。尽管涉及一些流体力学和物质传递的方程，但作者的推导过程清晰，确保了即便是侧重应用的研究人员也能顺畅理解。这本书无疑是水处理工程师案头必备的工具书，内容扎实、覆盖面广且极具实战指导价值。

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作为一名历史爱好者，我一直痴迷于近现代工业革命的社会影响，这本书简直是一部宏大的叙事诗。它没有聚焦于某一个具体的工业发明，而是以一种宏观的、跨学科的视角，梳理了蒸汽机、电力、化工等核心技术是如何如同洪水猛兽般改变了人类的生产关系、城市面貌乃至家庭结构。作者的笔触极其细腻且富有洞察力，他探讨了工人阶级的形成与抗争，工业污染如何催生了早期的环保运动，甚至连“时间观念”的标准化都是工业化进程的产物。最让我震撼的是其中关于技术扩散与地缘政治关系的部分，清晰地展示了工业能力如何直接转化为军事和殖民力量。语言风格非常成熟，行文流畅，充满了思辨色彩，常常会提出一些发人深省的问题，比如“机器是解放了人，还是让人沦为了机器的附庸？”这本书的价值不仅仅在于知识的传授，更在于它提供了一种理解现代世界的底层逻辑，让我对我们习以为常的“进步”概念产生了更深层次的反思。对于历史系学生或任何想跳出狭隘技术史观的人来说，这本书提供了绝佳的参照系。

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这本关于高分子化学的书简直是为我量身定做的！我一直对塑料、橡胶这些日常生活中无处不在的材料充满好奇，但教科书总是那么枯燥乏味，公式堆砌。这本书不一样，它用非常生动的语言，把那些复杂的聚合反应、分子链结构解释得清晰透彻。作者似乎非常懂得初学者的痛点，从最基础的单体结构讲起，一步步深入到聚合机理，什么自由基聚合、缩聚、开环聚合，用了很多生活中的例子来类比，比如用串糖葫芦来解释高分子链的增长，真是让人茅塞顿开。特别欣赏它对材料性能与微观结构之间关系的探讨，比如为什么有的塑料透明易碎，有的却坚韧耐用，这本书都能从分子层面给出令人信服的解释。我尤其喜欢其中关于新材料和功能性高分子的章节，比如形状记忆聚合物和导电塑料，这些前沿技术的介绍，让我看到了高分子科学未来无限的潜力。读完后，我感觉自己对身边的一切“塑料制品”都有了一种全新的认识，不再是简单的“塑料”，而是带着特定结构和功能的高科技产物。对于任何想跨入高分子领域，或者只是想真正了解我们生活被什么材料包围的人来说，这本书绝对是不可多得的入门向导。

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