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出版者:冶金工业出版社

作者:刘卫

出品人:

页数:223

译者:

出版时间:2005年5月1日

价格:23.00元

装帧:平装

isbn号码:9787502436704

丛书系列:

图书标签:

• 铁合金
• 铁合金
• 冶金
• 材料科学
• 金属材料
• 生产工艺
• 铸造
• 炼钢
• 矿冶
• 工业工程
• 冶金工程

现代冶金工艺与材料科学前沿探索 本书聚焦于非金属材料的创新应用、先进制造技术以及材料性能的深度解析，旨在为读者提供一个广阔的现代冶金学与材料工程领域的全景视角。 --- 第一部分：先进陶瓷与复合材料的结构设计与功能化 第一章：高性能陶瓷的晶体结构调控与烧结行为 本章深入探讨了氧化物、非氧化物及特种工程陶瓷（如氮化物、碳化物和硼化物）在制备过程中的微观结构演变。我们将详细分析高能球磨、等离子体辅助烧结（Sintering）以及热压/热等静压（HIP）等先进烧结技术对陶瓷致密化程度、晶粒尺寸分布和界面能的精确控制。内容涵盖了晶界工程在提升陶瓷高温蠕变抗性和断裂韧性方面的最新进展。特别关注了梯度功能陶瓷（Functionally Graded Materials, FGM）的设计原理，它们如何通过材料组分的梯度变化来协调不同材料间的热膨胀系数不匹配问题，从而在航空航天热防护系统和生物植入体中实现优异的服役性能。 第二章：金属基、陶瓷基与聚合物基复合材料的界面科学 复合材料是现代工程领域性能提升的关键驱动力。本章着重阐述纤维增强（如碳纤维、玻璃纤维、特定晶须）和颗粒增强复合材料的界面行为。界面，作为不同相物质交界面的区域，其强度和化学稳定性直接决定了宏观力学性能。我们将剖析界面反应动力学、界面脱粘的微观机制，并介绍通过表面涂层技术（如化学气相沉积CVD或原子层沉积ALD）对增强相进行功能化处理的策略。此外，书中还收录了自修复复合材料的研究案例，探讨了微胶囊技术和形状记忆聚合物在动态载荷下的损伤容忍度提升。 第三章：增材制造（3D打印）中的材料行为与工艺优化 增材制造，特别是选择性激光熔化（SLM）和电子束熔化（EBM）等金属增材制造技术，彻底改变了复杂零件的制造范式。本章不讨论传统铸造或分离过程，而是专注于增材制造特有的材料问题。我们分析了快速凝固速率对微观组织（如枝晶生长、偏析现象）的深刻影响，这往往导致传统材料难以实现的非平衡态结构。此外，材料选择的局限性——例如粉末的球形度、流动性以及再熔化过程中的孔隙率控制——将作为核心议题被详细讨论。 --- 第二部分：新能源技术中的关键材料与电化学应用 第四章：先进能源存储系统的电极材料设计 本书深入探讨了下一代电池技术所需的电极材料，完全避开了对合金生产的讨论。重点分析了锂离子电池中高镍三元正极材料（如NMC811）的结构稳定性、表面包覆技术以抑制循环过程中的相变和气体释放。对于固态电解质，我们详细介绍了硫化物、氧化物和聚合物基固态电解质的离子电导率机制、界面阻抗问题以及它们如何实现高能量密度电池的安全运行。 第五章：催化材料的表面结构与活性调控 催化剂的性能高度依赖于其纳米尺度的表面形貌和电子态。本章侧重于非均相催化剂，特别是贵金属纳米颗粒（如铂、钯）在载体材料（如介孔氧化物、碳纳米管）上的分散性研究。我们将运用X射线吸收谱（XAS）和环境透射电镜（In-situ TEM）等表征技术，揭示反应过程中活性位点的动态演变。内容还包括用于燃料电池的氧还原反应（ORR）催化剂的无铂化研究，转而探索新型氮化碳材料和过渡金属位点催化剂的潜力。 第六章：光电转换材料的缺陷工程与载流子动力学 本章关注高效太阳能电池和光电探测器的材料科学。我们详细解析了钙钛矿材料在光吸收、激子分离和电荷传输过程中的关键瓶颈，特别是湿度敏感性和热稳定性问题。内容将聚焦于空穴传输层（HTL）和电子传输层（ETL）的材料选择，以及如何通过工程化缺陷（如空位、间隙原子）来调控半导体材料的费米能级和缺陷容忍度。 --- 第三部分：材料的先进表征技术与计算模拟 第七章：高分辨率电子显微学在微纳结构分析中的应用 本章是关于如何“看见”材料内部细微结构的技术指南，不涉及生产过程的物理化学原理。重点介绍球差校正透射电子显微镜（STEM）在原子尺度成像中的能力，如何区分晶格缺陷、辨识高角度环形暗场（HAADF）像中的原子序数衬度。此外，电子能量损失谱（EELS）的应用将被深入探讨，用于分析材料的局部电子结构、化学键合状态和价态分布，这对理解界面电子转移至关重要。 第八章：第一性原理计算在材料设计中的预测能力 材料性能的理解和预测越来越依赖于密度泛函理论（DFT）等计算方法。本章不涉及宏观工艺模拟，而是关注微观尺度的计算预测。我们将阐述如何通过DFT计算准确预测材料的形成能、能带结构、态密度和弹性常数。内容将包括计算晶体缺陷的形成能、表面吸附能以及不同晶面上的原子弛豫行为，从而指导实验研究人员选择最有前途的材料体系。 第九章：多尺度模拟方法集成：从原子到宏观性能 本章探讨如何通过多尺度建模（Multiscale Modeling）连接微观机理与宏观性能。我们将介绍分子动力学（MD）模拟如何提供温度和应力条件下的原子运动信息，并将这些数据输入到相场模型（Phase-Field）中，用以模拟材料的微观组织演化（如析出、生长）。这种集成方法允许研究人员在不进行繁琐实验的情况下，预测材料在复杂服役环境下的长期性能衰减趋势。 --- 本书适合从事先进材料研发、新能源技术应用、计算材料学研究的高级工程技术人员、研究生及科研工作者阅读。 它提供了一个专注于材料内在属性、结构与性能关系、以及尖端表征手段的全面知识体系。

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读完前几章的引言部分，我感受到了作者深厚的行业积累和对行业未来趋势的敏锐洞察力。我特别关注这本书在“创新材料”方面的论述。我们都知道，传统合金的性能已经接近理论极限，未来的突破点往往在于新型复合材料或者非晶态合金的开发。这本书是否有探讨利用快速凝固技术来打破传统微观结构限制的方法？例如，粉末冶金或增材制造（3D打印）技术在高性能合金部件制造中的应用前景如何？这不仅关乎材料本身，更关乎制造工艺的革新。如果作者能将合金设计与先进制造技术紧密结合起来，探讨如何通过“定制化制造”来克服传统铸造和锻造的局限性，那么这本书的超前性和指导意义将大大提升。我希望看到的不是对现有技术的简单罗列，而是对未来十年乃至更长时间内，材料科学如何服务于工程需求的深层次预测和布局。这种前瞻性的分析，才是一个真正有价值的行业参考读物所应具备的特质。

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这本书的文字表达有一种老派的严谨美感，读起来让人感觉是在阅读一位资深工程师的私人笔记，而不是冰冷的标准文件。我非常欣赏其中对“质量保证体系”的讨论。毕竟，无论冶炼工艺多么先进，如果缺乏一套可靠的质量验证流程，一切都是空谈。我期望看到作者详细描述如何建立一个从原材料入厂检验、过程在线分析到成品性能评定的完整质量闭环系统。这其中涉及到标准件的选取、非破坏性检测（NDT）技术的应用，以及如何处理和追溯批次不合格品的全套流程。对于我来说，理解“为什么”要这么做，比简单知道“怎么做”更为重要。如果书中能穿插一些关于国际标准（如ASTM或ISO）在不同合金生产中的具体应用案例，并解释这些标准背后蕴含的工程哲学，那这本书的实践价值将得到极大的提升。我希望能从中获得构建自己工厂质量管理系统的底层逻辑和框架，而不是仅仅学会几个检测指标。

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说实话，我拿到这本书的时候，主要还是抱着一种学习新技能的心态。我一直觉得，很多关于材料科学的书籍，要么过于学术化，充满了让人望而生畏的公式和假设，要么就是过于科普化，浮于表面，抓不住重点。我最怕的就是那种写得像是教科书的复印件，把定义堆砌在一起，没有自己的思考和见解。我期待这本书能提供一些新鲜的视角，比如，作者是否尝试用一种跨学科的方式来解读材料的性能？比如，结合微观力学，去解释宏观的力学性能是如何形成的。我特别想知道，在介绍不同种类的特种合金时，作者是如何选择案例的？是侧重于航空航天领域的高温合金，还是关注新能源汽车中对轻量化材料的迫切需求？如果能加入一些典型的失败案例分析，那就太棒了。通过剖析“为什么会失败”，我们往往能学到比成功经验更多、更深刻的教训。这种批判性思维的引入，能够让整本书的阅读体验更加立体和真实。总而言之，我希望它不是一本“死”的知识集合，而是一本能激发我思考，甚至能挑战我现有认知的“活”的工具书。

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哇，这本书的封面设计真是深得我心，那种带着工业风的金属质感和严谨的字体排版，一下子就把我拉进了一个充满技术细节的世界。我迫不及待地翻开扉页，想看看里面到底藏着多少关于金属冶炼的奥秘。从目录上看，它似乎涵盖了从基础的元素周期表知识到复杂的炉内热力学计算，内容跨度相当大。我特别期待看到它如何讲解那些关键的添加剂在提高合金性能方面所扮演的角色，比如那些微量的稀土元素是如何“点石成金”，彻底改变钢材或铝合金的晶体结构，从而赋予材料超乎想象的强度和韧性。我希望作者能用清晰易懂的语言，把那些看似高深的化学反应过程描绘出来，最好能配上详细的流程图和设备剖面图，这样即使是对这个领域略感陌生的读者，也能迅速抓住核心技术点。如果它能深入探讨当前冶金行业面临的环保挑战，比如如何优化渣料处理、减少碳排放，那就更完美了，毕竟现代工业的发展必须与可持续性挂钩。这本书如果能做到理论与实践的完美结合，成为一本既能指导车间操作，又能启发研发方向的“宝典”，那它的价值就不可估量了。我希望能从中找到那些隐藏在实验室数据背后的“工匠精神”。

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这本书的装帧和字体选择透露出一种严肃和专业的态度，这让我对它的内容质量有了初步的信心。我希望能看到作者对于“过程控制”的独到见解。在生产任何高性能材料时，温度、压力、气氛控制的微小偏差都可能导致最终产品性能的巨大差异。我希望书中能有一部分篇幅专门讨论现代传感器技术和自动化系统是如何被集成到冶炼过程中的，以实现对这些关键参数的实时监控和精确反馈调节。这不仅仅是技术层面的介绍，更是对整个生产哲学的一种阐述。此外，我对“杂质”的控制特别感兴趣。在很多精密合金中，ppm级别的杂质都可能成为致命缺陷的源头。这本书是否能提供一些深入的冶炼脱氧、脱硫、除气的新工艺或者优化思路？如果能分享一些关于“夹杂物”形态学分析的图谱，并将其与材料的断裂韧性联系起来，那简直是雪中送炭。我更倾向于那种注重细节、追求极致纯净度的叙事风格，因为我知道，在材料科学领域，细节往往决定了成败。

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