烧结管理概论 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:冶金工业出版社

作者:孙文东 编

出品人:

页数:228

译者:

出版时间:2004-1

价格:25.00元

装帧:简裝本

isbn号码:9787502435929

丛书系列:

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• 烧结管理
• 烧结
• 粉末冶金
• 材料科学
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《现代材料加工技术》 引言 在当今科技飞速发展的时代，材料的性能和加工技术直接关系到工业生产的效率、产品的质量以及人类社会的可持续发展。从航空航天到微电子，从生物医药到新能源，新材料的研发与创新不断突破着我们对物质世界的认知边界。而如何将这些新材料有效地、经济地、精准地加工成我们所需的零部件和产品，则成为了至关重要的环节。《现代材料加工技术》一书，正是聚焦于这一核心领域，旨在系统地梳理和深入探讨当前最前沿、最主流的材料加工方法及其理论基础，为材料科学、机械工程、制造工程等相关领域的科研人员、工程师、技术人员以及高等院校的师生提供一本全面而深刻的参考著作。 本书力求摆脱传统加工方法论的窠臼，将目光投向那些能够实现复杂形状制造、精密加工、微纳尺度加工以及特殊性能材料加工的新兴技术。通过对这些技术的深入剖析，读者不仅能够了解各种加工方法的原理、特点、优势与局限，更能掌握如何根据不同的材料特性、零件精度要求、生产效率目标以及成本控制等因素，选择最适合的加工工艺，并对其进行优化和创新。 第一章 现代材料加工技术概述 本章将为读者构建一个关于现代材料加工技术的宏观视野。我们将从历史发展的角度出发，简要回顾传统材料加工技术（如切削、铸造、锻压等）的演进，并重点阐述为何需要以及如何发展出现代材料加工技术。这包括材料性能的不断提升对加工技术的挑战、复杂零件制造需求的增长、对加工精度和表面质量的极致追求、以及环保和节能理念的融入等。 接着，本章将对现代材料加工技术进行分类和介绍。我们将根据能量输入的原理、加工介质的不同、以及加工对象的宏观与微观尺度，将现代材料加工技术划分为几大类，例如： 能量束加工技术： 包括激光加工（切割、焊接、打标、表面处理）、电子束加工、离子束加工等。重点阐述这些技术如何利用高能量密度来实现材料的熔化、汽化、化学反应等，以及其在微细加工、精密加工中的应用。 电化学加工技术： 如电解加工（ECM）、电火花加工（EDM，包括电火花成形加工和电火花线切割）。详细介绍其通过电化学腐蚀或放电效应来去除材料的机理，以及在加工硬质合金、高温合金等难加工材料方面的优势。 超声波加工技术： 探讨超声波辅助加工（如超声波辅助磨削、超声波辅助钻孔）以及超声波冲击等技术，分析其在降低切削力、改善加工表面质量、以及加工脆性材料方面的作用。 化学机械抛光（CMP）技术： 重点介绍在半导体制造等领域至关重要的CMP技术，解析其化学作用和机械作用的协同机制，以及在实现纳米级表面平整度方面的关键作用。 增材制造（3D打印）技术： 作为当前最受关注的制造技术之一，本章将对其进行深入介绍，包括熔融沉积成型（FDM）、光固化成型（SLA/DLP）、选择性激光烧结（SLS）、电子束熔化（EBM）等主流工艺。重点探讨其在复杂结构制造、定制化生产、以及新材料应用方面的革命性潜力。 微纳加工技术： 涵盖光刻、刻蚀（干法和湿法）、薄膜沉积、纳米压印等在微电子、MEMS、纳米器件制造中的核心技术。 最后，本章将讨论现代材料加工技术的几个重要发展趋势，如智能化、集成化、绿色化、以及跨领域融合等，为读者勾勒出该领域未来的发展方向。 第二章 能量束加工技术详解 本章将聚焦于能量束加工技术，这是现代材料加工领域的核心组成部分。 2.1 激光加工 激光切割： 详细介绍不同类型激光器（CO2激光、光纤激光、Nd:YAG激光等）在切割不同材料（金属、非金属、复合材料）时的原理、工艺参数（功率、速度、焦点位置、气体辅助）的选择与优化。讨论切割质量的影响因素，如热影响区、切缝宽度、挂渣等。 激光焊接： 阐述激光焊接的能量耦合机制、熔池动力学、以及热影响区特征。重点介绍激光焊接的优势，如高能量密度、窄焊缝、高焊接速度、低变形等，并讨论其在航空航天、汽车制造、医疗器械等领域的应用。 激光表面处理： 包括激光淬火、激光熔覆、激光冲击强化等。分析这些技术如何通过精确控制激光能量，改变材料表面或近表面组织的性能，实现硬度、耐磨性、耐腐蚀性等的提升。 激光增材制造（3D打印）： 介绍基于激光的金属3D打印技术，如选择性激光熔化（SLM）和电子束熔化（EBM），重点讨论其成形原理、材料选择、工艺控制以及在航空航天、医疗等领域的重要应用。 2.2 电子束加工 电子束焊接： 详细介绍电子束焊接的原理、真空环境的要求、以及其在焊接高熔点、难熔金属以及精密组件中的独特优势。 电子束熔化（EBM）： 作为一种重要的金属3D打印技术，深入探讨其工作原理，与SLM的对比，以及在极端环境下的应用潜力。 2.3 离子束加工 离子束蚀刻（IBE）： 阐述离子束如何通过物理碰撞去除材料，以及其在微纳加工、表面改性中的应用。 离子注入： 介绍离子注入技术在半导体材料掺杂、以及表面功能化方面的原理和应用。 第三章 电化学加工技术 本章将深入探讨电化学加工技术，尤其是在加工难变形、难切削材料方面的突出表现。 3.1 电解加工（ECM） 原理与机理： 详细解释电解加工的电化学腐蚀过程，影响因素（电流密度、电解液、电极间隙、进给速度等）。 设备与工艺： 介绍ECM设备的构成、电极设计原则、以及在加工涡轮叶片、模具、精密孔等方面的实际应用。 ECM的优势与局限： 总结ECM在无应力加工、高精度、加工复杂形状方面的优势，以及在表面光洁度、电解液处理等方面的挑战。 3.2 电火花加工（EDM） 电火花成形加工（EDM）： 阐述其通过脉冲放电去除材料的原理，详细介绍影响加工效率和表面质量的工艺参数（脉冲宽度、脉冲间隔、峰值电流、电极材料）。重点讲解其在模具制造、复杂零件加工中的应用。 电火花线切割（WEDM）： 介绍WEDM如何利用连续的金属丝作为电极进行高精度切割，分析其在加工导电材料、薄壁零件、复杂轮廓方面的特点。 第四章 超声波加工技术 本章将介绍超声波在材料加工中的应用，以及其带来的独特加工优势。 4.1 超声波辅助切削 原理与机理： 解释超声波振动如何作用于刀具或工件，减小切削力，改善切削过程。 应用领域： 重点介绍超声波辅助磨削、钻孔、铣削在加工脆性材料（如陶瓷、玻璃）和高强度材料时的效果。 4.2 其他超声波加工应用 超声波冲击强化： 探讨超声波冲击如何改善材料的表面应力状态，提高疲劳寿命。 超声波辅助抛光： 介绍超声波如何提高抛光效率和表面质量。 第五章 化学机械抛光（CMP）技术 本章将专注于CMP技术，其在微电子工业中的关键地位。 5.1 CMP原理与过程 化学作用与机械作用的协同： 详细解析CMP过程中化学反应和机械研磨的相互作用，以及如何实现高效、均匀的材料去除。 抛光液与抛光垫： 介绍CMP过程中关键材料的选择和作用，以及它们对抛光效果的影响。 5.2 CMP在半导体制造中的应用 介质层平坦化： 重点阐述CMP在集成电路制造中实现多层布线介质层的平面化，以及其对器件性能的重要性。 金属互连线的加工： 介绍CMP在铜互连技术中的应用，实现互连线的图形化和去除多余金属。 5.3 CMP的挑战与发展 表面缺陷控制： 分析CMP过程中可能出现的划痕、凹坑等缺陷，并探讨控制方法。 与其他技术的集成： 探讨CMP与其它微纳加工技术的结合，以满足未来更复杂的器件制造需求。 第六章 增材制造（3D打印）技术 作为颠覆性的制造范式，本章将对增材制造进行全面而深入的介绍。 6.1 增材制造的分类与主流工艺 熔融沉积成型（FDM）： 详细介绍其工作原理，材料适用性（热塑性塑料、部分金属），以及在原型制造、小批量生产中的应用。 光固化成型（SLA/DLP）： 阐述其利用紫外光固化液态光敏树脂的原理，重点介绍其高精度、高表面质量的特点，以及在模型制造、精密部件生产中的应用。 粉末床熔融技术： 选择性激光烧结（SLS）： 重点介绍其利用激光选择性烧结粉末材料（金属、陶瓷、聚合物）的原理，及其在复杂结构制造、功能梯度材料制备中的优势。 选择性激光熔化（SLM）/电子束熔化（EBM）： 前文已在能量束加工中提及，本章将进一步从增材制造的角度，深入探讨其金属3D打印的应用，包括材料特性、工艺参数优化、后处理等。 材料喷射技术： 介绍液态粘结剂喷射、熔融材料喷射等工艺，以及其在多材料打印、彩色打印方面的潜力。 6.2 增材制造在材料选择与应用 金属增材制造： 详细介绍可用于3D打印的金属材料（钛合金、铝合金、不锈钢、高温合金等）的特性，以及增材制造在航空航天、医疗植入物、定制化工具等领域的应用案例。 陶瓷增材制造： 探讨陶瓷材料的3D打印技术（如陶瓷浆料挤出、陶瓷粉末床熔融），以及其在耐高温、耐腐蚀部件制造中的潜力。 聚合物增材制造： 介绍各种聚合物材料在FDM、SLA等技术中的应用，以及在消费品、医疗模型、功能性器件制造中的广泛应用。 6.3 增材制造的优势、挑战与未来 设计自由度与功能集成： 深入分析增材制造如何实现传统工艺无法制造的复杂结构，以及如何实现器件的功能集成。 生产模式的变革： 探讨增材制造对传统供应链、定制化生产、分布式制造的影响。 技术瓶颈与发展方向： 分析当前增材制造在材料范围、加工速度、精度控制、后处理、标准化等方面的挑战，并展望未来的发展趋势，如多材料打印、原位监测与控制、智能化生产等。 第七章 微纳加工技术 本章将聚焦于实现微观和纳米尺度加工的核心技术，这些技术是现代信息技术、生物技术等领域发展的基石。 7.1 光刻技术 光刻原理： 详细介绍光刻的曝光、显影、蚀刻等基本过程。 关键技术： 介绍紫外光刻（g线、i线）、深紫外光刻（DUV）、极紫外光刻（EUV）等不同波长的光刻技术，以及其分辨率的提升。 光刻在半导体制造中的应用： 阐述光刻如何实现集成电路中的电路图形化。 7.2 刻蚀技术 干法刻蚀（等离子体刻蚀）： 介绍反应离子刻蚀（RIE）、感应耦合等离子体刻蚀（ICP-RIE）等主流技术，重点分析其高选择性、高各向异性等特点。 湿法刻蚀： 介绍利用化学溶液进行刻蚀的原理，以及其在特定应用中的优势。 7.3 薄膜沉积技术 物理气相沉积（PVD）： 包括溅射（Sputtering）和蒸发（Evaporation）技术，介绍其工作原理和在金属、介质薄膜沉积中的应用。 化学气相沉积（CVD）： 介绍CVD及其变种（如PECVD、LPCVD）的工作原理，以及其在制备高质量薄膜方面的应用。 原子层沉积（ALD）： 重点介绍ALD的自限性反应机制，实现超薄、高均匀性薄膜的精确制备。 7.4 纳米压印技术（NIL） 原理与工艺： 介绍NIL如何通过物理模板将图案转移到材料表面，以及其在大规模复制纳米结构方面的潜力。 应用领域： 讨论NIL在光学器件、生物芯片、防伪技术等领域的应用。 第八章 现代材料加工技术的智能化与集成化 本章将探讨如何将先进的传感、控制、数据分析和人工智能技术融入到材料加工过程中，以实现更高效、更精准、更智能的制造。 8.1 加工过程的实时监测与反馈控制 传感器技术： 介绍在加工过程中常用的传感器，如温度传感器、力传感器、声发射传感器、光学测量传感器等。 数据采集与处理： 讨论如何采集加工过程中的海量数据，并进行实时分析。 反馈控制系统： 阐述如何利用采集到的数据，通过闭环控制系统实时调整加工参数，以保证加工质量。 8.2 数字化制造与仿真技术 加工过程仿真： 介绍有限元分析（FEA）等仿真技术在预测材料变形、应力分布、热行为等方面的应用，从而优化工艺设计。 数字孪生： 探讨数字孪生技术在创建加工设备和工艺的虚拟模型，实现远程监控、预测性维护和工艺优化方面的应用。 8.3 机器人技术在材料加工中的应用 自动化装卸与搬运： 介绍工业机器人如何在加工生产线中实现自动化操作。 机器人辅助精密加工： 探讨机器人与数控系统协同工作，实现更灵活、更适应性强的精密加工。 8.4 人工智能与机器学习在加工优化中的应用 智能参数优化： 利用机器学习算法，从历史加工数据中学习最佳工艺参数组合。 故障诊断与预测性维护： 基于机器学习模型，预测设备故障，实现预防性维护。 智能质量检测： 利用计算机视觉和机器学习技术，实现加工过程中的自动化、智能化质量检测。 第九章 绿色制造与可持续发展 本章将关注材料加工技术如何与环保理念相结合，实现可持续发展。 9.1 节能减排的加工技术 低能耗加工工艺： 探讨如何通过优化工艺参数、采用新型加工方法来降低能源消耗。 废弃物最小化与循环利用： 介绍如何通过精准加工、材料回收等方式减少废弃物产生。 9.2 环境友好的加工介质与材料 水基切削液与生物降解润滑剂： 介绍和推广对环境影响更小的加工介质。 可再生与可回收材料的应用： 探讨如何将这些材料纳入加工范畴。 9.3 加工过程中的环境监测与管理 挥发性有机化合物（VOCs）的控制： 讨论如何减少加工过程中有害气体的排放。 噪声与振动的控制： 介绍减少加工过程对环境和人员影响的方法。 第十章 材料加工技术的未来展望 本章将总结前文内容，并对材料加工技术的未来发展进行预测和展望。 超精密与超快加工： 探讨进入更高精度、更短加工时间的可能性。 跨尺度集成制造： 展望宏观、微观、纳米尺度加工技术的融合。 智能化与自主化制造： 预测未来加工设备和系统将更加智能化，甚至实现自主决策和优化。 新材料加工技术的突破： 展望针对下一代功能材料（如智能材料、纳米材料、生物材料）的创新加工技术。 人机协同的制造环境： 探讨未来制造中，人类与智能化机器如何更有效地协作。 结语 《现代材料加工技术》一书，力求为读者呈现一个全面、深入、前瞻性的现代材料加工技术图景。我们相信，通过对书中内容的学习和理解，读者能够更好地掌握当前先进的加工理念和技术手段，为推动材料科学与工程的进步，实现高水平、高质量的工业制造贡献力量。在不断变化的技术浪潮中，掌握核心的加工技术，就是掌握了创造未来的钥匙。

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这本书的语言风格，用一个词来形容就是“克制而精准”。它没有冗余的修饰和华丽的辞藻，每一个句子都像经过了精确的计量和筛选，直击问题的核心。这种行文方式，对于需要高度精确性的技术文档来说，是至关重要的品质。我特别欣赏作者在处理专业术语时所采取的态度——既没有为了显示高深而故作晦涩，也没有为了通俗而牺牲专业性。对于那些必须引入的复杂术语，作者总会适时地提供脚注或简短的背景解释，确保读者能够跟上论述的节奏。读起来，你会有一种被一位极其严谨的专家陪伴讲解的感觉，他不会浪费你的时间，但也会确保你完全理解每一个论点的逻辑链条。这种高效、务实的写作风格，使得阅读过程中的信息吸收效率非常高，让人感觉每翻一页都有实实在在的收获，绝无灌水之感。

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这本书在排版和图表的使用上，展现出极高的专业水准，这也是我愿意给予高评价的另一个重要原因。涉及到材料的截面图、相变过程的示意图，清晰度极高，线条锐利，即便是最细微的晶界变化也能被清晰捕捉。更难能可贵的是，图表并非孤立存在，它们与正文的引用衔接得天衣无缝，阅读时几乎不需要在正文和图表之间来回跳跃寻找对应关系。数据图表的坐标轴标注规范、图例清晰明了，确保了读者可以独立、准确地解读图表所传达的信息，避免了阅读中的歧义。很多技术书籍的图表制作粗糙，严重拉低了阅读体验，但这本书在这方面做到了极致的细致，每一张图表都仿佛是经过精心制作的艺术品，既服务于内容，又提升了整体的专业格调，可见编辑团队在生产环节投入了巨大的心血。

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我尝试将书中的一些核心观点应用于我近期遇到的一个实际操作难题中，发现书中所提供的分析框架具有极强的普适性和操作指导性。例如，在探讨特定温度区间内材料的微观结构演变时，书中给出的几个关键控制参数的相互作用模型，与我实际观察到的结果高度吻合，甚至还指出了我之前忽略的某个次要因素的影响。这种理论与实践之间无缝衔接的体验，是衡量一本技术专著价值的试金石。它不仅仅是知识的堆砌，更是解决实际工程问题的“工具箱”。我喜欢作者在论证过程中所展现出的批判性思维，他并非照搬前人结论，而是对现有主流理论进行了审慎的评估和修正，这为读者提供了更开阔的思考维度，促使我们不能满足于表面的解决方案，而要深挖其背后的本质机制。这本书无疑将成为我未来工作流程中不可或缺的参考手册。

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