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出版者:江苏科学技术出版社

作者:本社

出品人:

页数:1059

译者:

出版时间:2006-5

价格:68.00元

装帧:简裝本

isbn号码:9787534548796

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• 非金属材料
• 材料科学
• 工程材料
• 材料手册
• 工业材料
• 陶瓷
• 高分子材料
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• 橡胶
• 塑料

《非金属材料工艺学》 内容概述： 《非金属材料工艺学》是一部系统阐述非金属材料生产、加工和成型过程中关键原理、技术方法与装备的专业著作。本书旨在为读者提供关于非金属材料从原材料制备到最终产品形成的全面工艺知识，涵盖了各种主流非金属材料的典型工艺流程、反应机理、设备选型、工艺参数控制以及质量评价等重要方面。本书特别注重理论联系实际，深入分析了不同材料在加工过程中遇到的共性与个性问题，并提供了行之有效的解决方案。 第一篇：非金属材料概述与基础 第一章：非金属材料的定义、分类与应用 1.1 非金属材料的概念与范畴 详细阐述非金属材料的定义，区分其与金属材料、复合材料的界限。 介绍非金属材料在国民经济和社会发展中的重要地位和广泛应用领域，如建筑、能源、电子、医药、航空航天等。 1.2 非金属材料的分类体系 按照化学组成、微观结构、宏观性能等维度，对非金属材料进行系统分类。 重点介绍陶瓷材料、高分子材料、无机非金属材料（如玻璃、水泥、耐火材料）、碳材料、以及新型非金属材料（如生物材料、智能材料）等主要类别。 对于各类材料的基本组成、结构特点、物理化学性质进行初步介绍。 1.3 非金属材料的宏观与微观性能 梳理非金属材料的关键宏观性能指标，如力学性能（强度、硬度、韧性、弹性模量）、热学性能（热导率、热膨胀系数）、电学性能（介电常数、电阻率、导电性）、光学性能（透光率、折射率）、化学稳定性、耐磨性、耐腐蚀性等。 深入探讨材料性能与其微观结构（晶体结构、分子链结构、相组成、缺陷等）之间的内在联系，为理解和调控材料性能奠定基础。 第二章：非金属材料的原材料与制备 2.1 主要原材料的来源与特性 详细介绍陶瓷类材料的骨料（如粘土、氧化铝、氧化硅）、结合剂、添加剂等主要原材料的来源、提纯方法及关键理化特性。 阐述高分子材料单体、聚合物、助剂（如引发剂、增塑剂、稳定剂）的化学性质、聚合反应机理及其对最终材料性能的影响。 介绍玻璃、水泥、耐火材料等其他非金属材料所需的主要矿物原料、化学原料的性质与制备要求。 2.2 原材料的预处理工艺 讲解粉碎、研磨、筛分等颗粒控制技术在材料制备中的作用，介绍不同类型的粉碎设备（如球磨机、雷蒙磨、砂轮机）及其操作要点。 阐述混合、均化技术，包括干混、湿混、气流混合等方法，强调混合均匀性对后续工艺和产品性能的重要性。 介绍脱水、干燥技术，如烘箱干燥、喷雾干燥、流化床干燥等，分析不同干燥方式对物料状态和后续处理的影响。 讨论原料的化学改性或预反应，以改善其加工性能或引入特定功能。 第二篇：陶瓷材料的工艺学 第三章：陶瓷材料的成型工艺 3.1 陶瓷坯体的制备与成型 塑性成型： 详细介绍泥浆法（流浆法）、可塑法（挤压、滚压、注浆）、触变法等塑性成型技术。重点阐述流变学在理解和控制泥浆行为中的作用，分析不同成型方法对坯体密度、均匀性、复杂形状制品的可行性。 粉末压实成型： 讲解干压、等静压、模压等粉末压实技术。深入分析压制压力、模具设计、粉体流动性、颗粒堆积密度与均匀性等因素对坯体致密化的影响。 其他成型方法： 介绍注射成型（注塑）、流延成型、陶瓷3D打印（如SLS、SLA、粘结剂喷射）等现代成型技术，分析其技术特点、优势和应用范围。 3.2 坯体的干燥与预处理 深入探讨陶瓷坯体干燥过程中的水分迁移、收缩、开裂等现象，分析干燥速率、温度、湿度、气体流速等参数对干燥质量的影响。 介绍不同类型的干燥设备，如隧道窑、箱式干燥炉、喷雾干燥室、微波干燥器等。 讲解坯体的预烧结处理，如脱蜡、除气、脱除有机物等，以及这些处理对后续烧结过程的重要性。 第四章：陶瓷材料的烧结工艺 4.1 烧结的基本原理 详细阐述固相烧结、液相烧结、气相烧结等基本烧结机理，分析表面张力、晶界迁移、原子扩散在烧结过程中的作用。 解释烧结过程中发生的微观结构演变，如颗粒长大、孔隙闭合、致密化、晶粒生长等。 介绍不同烧结温度、保温时间、气氛对烧结过程和最终性能的影响。 4.2 烧结设备与工艺控制 详细介绍不同类型的烧结炉，包括隧道窑、推板窑、箱式电阻炉、真空炉、气氛保护炉、高温闪蒸烧结炉等。 讲解烧结曲线的设计与优化，包括升温速率、保温温度、保温时间、降温速率等参数的设定，以及如何根据材料特性进行调控。 讨论烧结气氛（氧化、还原、惰性、真空）对陶瓷性能的影响，以及气氛控制的重要性。 介绍烧结过程中可能出现的缺陷，如变形、开裂、晶界液化、晶粒过度生长等，并提供相应的预防和解决措施。 4.3 特种烧结技术 介绍放电等离子烧结（SPS）、微波烧结、闪蒸烧结等新型高效烧结技术，分析其机理、优势、适用范围以及对材料性能的提升作用。 讨论烧结后处理工艺，如退火、热处理等。 第五章：陶瓷材料的后处理与表面改性 5.1 研磨、抛光与表面加工 详细介绍陶瓷材料的研磨、抛光技术，包括金刚石研磨、氧化铝抛光、氧化硅抛光等。 阐述不同粒度的磨料、抛光液、抛光垫的选择及其对表面粗糙度、光洁度的影响。 介绍超精密加工技术在陶瓷领域的应用。 5.2 表面涂层与复合化 讲解陶瓷表面涂层技术，如物理气相沉积（PVD）、化学气相沉积（CVD）、等离子喷涂、溶胶-凝胶法等，以及这些涂层在提高耐磨性、耐腐蚀性、隔热性、导电性等方面的作用。 介绍陶瓷复合材料的制备与加工，如陶瓷基复合材料（CMC）的纤维增强、基体渗透等工艺。 5.3 性能检测与质量控制 介绍陶瓷材料宏观性能的检测方法，如抗压强度、抗弯强度、硬度、密度、显微硬度测试等。 讲解微观结构分析技术，如扫描电子显微镜（SEM）、透射电子显微镜（TEM）、X射线衍射（XRD）、X射线荧光光谱（XRF）等。 介绍无损检测技术，如超声波检测、X射线成像检测等。 第三篇：高分子材料的工艺学 第六章：高分子材料的聚合与加工 6.1 高分子聚合工艺 自由基聚合： 详细介绍本体聚合、溶液聚合、悬浮聚合、乳液聚合等几种主要的自由基聚合方法，分析其工艺特点、优缺点及适用范围。讲解引发剂的选择、单体转化率、分子量控制等关键因素。 离子型聚合： 阐述阴离子聚合、阳离子聚合、配位聚合（如Ziegler-Natta催化）的机理和工艺特点，重点介绍对立体规整性、分子量分布的调控。 缩聚与加聚： 区分缩聚反应（如聚酯、聚酰胺）和加聚反应（如聚烯烃、聚乙烯醇），讲解其反应条件、产物特点和工业化生产过程。 聚合设备与控制： 介绍聚合反应釜、连续聚合装置等设备，以及反应温度、压力、浓度、搅拌速率等参数的精确控制。 6.2 高分子材料的共混与改性 讲解高分子共混的原理与目的，介绍相容性、相分离、界面作用等关键因素。 介绍共混设备，如单螺杆挤出机、双螺杆挤出机、捏合机等，以及加工过程中可能出现的剪切、混合、分散等过程。 阐述通过添加剂（如增塑剂、稳定剂、阻燃剂、填料）对高分子材料性能进行改性的方法。 第七章：高分子材料的成型加工 7.1 挤出成型 详细介绍挤出机的结构与工作原理，包括螺杆、机筒、口模等关键部件。 讲解吹膜、片材挤出、管材挤出、异型材挤出等典型挤出成型工艺。 分析挤出过程中熔体流动性、剪切速率、温度、压力等参数对制品尺寸精度、表面质量和力学性能的影响。 7.2 注射成型 深入介绍注射机的结构与工作原理，包括注射单元、合模单元、射嘴等。 详细阐述注射成型的工艺过程：塑化、注射、保压、冷却。 分析注射压力、注射速度、保压压力、保压时间、模具温度等参数对制品缺陷（如缩痕、翘曲、熔接痕、飞边）的影响。 介绍模具设计原则与浇口、流道、排气等要素。 7.3 吹塑成型 讲解挤出吹塑、注拉吹塑、注塑吹塑等不同吹塑成型方法。 分析吹塑过程中壁厚分布、吹胀比、模具设计对制品外观和性能的影响。 介绍瓶、桶、容器等典型吹塑产品的生产工艺。 7.4 压塑与传递模塑 介绍热固性塑料的压塑和传递模塑工艺，分析其成型原理、设备特点和适用范围。 讲解模具设计、加热方式、固化过程控制等关键技术。 7.5 其他高分子成型技术 介绍热成型（吸塑）、滚塑、发泡成型（注塑发泡、挤出发泡）、旋转成型等加工工艺。 对薄膜加工（如双向拉伸薄膜、流延薄膜）进行重点介绍。 第八章：高分子材料的后处理与性能评价 8.1 高分子制品的后处理 讲解高分子制品的退火、热定型、表面处理（如电晕处理、火焰处理、化学处理）等后处理工艺。 分析这些后处理对制品内应力、尺寸稳定性、表面能、印刷性能等的影响。 8.2 高分子材料的性能测试 介绍高分子材料力学性能的测试方法，如拉伸试验、弯曲试验、冲击试验、硬度试验、蠕变试验等。 讲解热性能测试，如熔点、玻璃化转变温度（DSC, TGA）、热变形温度、维卡软化点等。 介绍电学性能、光学性能、老化性能（耐候性、耐热老化、耐化学品性）等测试方法。 讨论高分子材料的分子量、分子量分布、结晶度等结构表征方法。 第四篇：其他非金属材料的工艺学 第九章：玻璃材料的工艺学 9.1 玻璃的组成与熔制 介绍玻璃的化学组成、结构特点及其对性能的影响。 详细讲解玻璃熔窑（如池窑、坩埚窑）的设计与操作，以及熔制过程中原料配比、助熔剂、澄清剂、脱色剂的作用。 分析玻璃液的黏度、表面张力、流动性等对成型的影响。 9.2 玻璃的成型工艺 介绍平板玻璃的制造工艺（如浮法、平拉法、垂直引上法）。 讲解玻璃制品的成型技术，如吹制（手工吹制、机器吹制）、压制、压延、拉伸、离心成型等。 介绍玻璃纤维的生产工艺（如熔融拉丝法）。 9.3 玻璃的退火与后处理 深入阐述玻璃退火的原理，分析退火温度、保温时间和冷却速率对玻璃内应力的消除和稳定性。 介绍玻璃的钢化（热钢化、化学钢化）工艺及其提高强度和抗冲击性的机理。 讲解玻璃的表面涂层、镀膜、雕刻等后处理技术。 第十章：水泥与混凝土材料的工艺学 10.1 水泥的生产工艺 详细介绍水泥熟料的生产过程，包括原料的破碎、配料、生料磨、预热器、回转窑、冷却机等。 分析水泥熟料矿物相组成（硅酸三钙、硅酸二钙、铝酸三钙、铁铝酸四钙）与水泥性能的关系。 讲解水泥的粉磨与混合工艺，介绍不同类型的水泥磨（如球磨机、立磨）及其操作要点。 10.2 混凝土的配制与性能 介绍混凝土的基本组成：水泥、骨料（砂、石）、水、外加剂。 讲解混凝土的和易性（流动性、粘聚性、保水性）的概念及其影响因素。 分析混凝土的强度、耐久性、抗渗性等关键性能与材料组成、水灰比、养护条件的关系。 介绍各种混凝土外加剂（如减水剂、早强剂、缓凝剂、引气剂）的作用机理和使用方法。 10.3 混凝土的施工与养护 讲解混凝土的搅拌、运输、浇筑、振捣等施工工艺。 分析混凝土在施工过程中可能出现的离析、泌水、温度裂缝等问题。 详细介绍混凝土的养护方法（如覆盖、洒水、养护剂）及其对混凝土早期强度和耐久性的重要性。 第十一章：耐火材料的工艺学 11.1 耐火材料的分类与性能 根据化学组成、使用温度、矿物组成等对耐火材料进行分类（如酸性、碱性、中性耐火材料，氧化物、碳化物、氮化物耐火材料）。 介绍耐火材料的关键性能指标，如耐火度、荷重软化温度、热膨胀系数、抗热震性、抗侵蚀性、体积密度等。 11.2 耐火材料的制备与成型 介绍耐火材料的骨料、结合剂、外加剂的选择与制备。 讲解耐火材料的成型工艺，如干压、半干压、泥塑、注浆等。 分析耐火材料成型过程中颗粒堆积、密度均匀性、结合剂的作用。 11.3 耐火材料的烧成与应用 介绍耐火材料的烧成工艺，包括烧成温度、气氛、保温时间等对显微结构和性能的影响。 重点介绍耐火材料在冶金、化工、建材等工业窑炉中的应用，以及不同部位耐火材料的选择与安装技术。 第五篇：非金属材料工艺学的相关技术与发展趋势 第十二章：非金属材料的仿真与优化 12.1 工艺过程的数值模拟 介绍有限元分析（FEA）、计算流体动力学（CFD）等数值模拟技术在非金属材料加工中的应用。 讲解如何利用仿真软件预测材料在成型、烧结、冷却过程中的应力分布、温度场、流动场等。 12.2 工艺参数的优化与智能化控制 讨论基于仿真与实验数据的工艺参数优化方法，如响应面法、遗传算法等。 介绍智能制造理念在高分子加工、陶瓷烧结等领域的应用，如基于机器学习的工艺参数预测与优化，自动化生产线的设计与控制。 第十三章：非金属材料工艺学的未来发展趋势 13.1 新型非金属材料的工艺开发 探讨生物材料、智能材料、纳米材料等前沿非金属材料的制备与加工技术挑战。 关注绿色环保工艺，如低能耗烧结、无溶剂加工、可回收材料利用等。 13.2 增材制造（3D打印）在非金属材料领域的应用 深入分析3D打印技术在陶瓷、高分子、复合材料等领域的最新进展和未来潜力。 探讨3D打印技术如何实现复杂结构、个性化定制和功能集成。 13.3 工艺与性能的深度关联研究 强调通过精确的工艺控制来精准调控材料的微观结构，进而获得目标宏观性能。 关注跨学科融合，如材料科学、物理学、化学、工程学等领域的协同创新。 《非金属材料工艺学》不仅为学习者提供了坚实的理论基础，更注重培养其分析问题、解决问题的实践能力，是相关专业领域研究人员、工程师以及学生的宝贵参考。

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我发现这本书最迷人的地方在于它对“材料选择”这门艺术的深刻阐释。很多技术人员会陷入“参数陷阱”，只关注某一项指标的优劣。而本书通过对比分析不同材料在特定工况下的综合表现，教会读者如何进行权衡和取舍。比如，它详细对比了不同氧化物陶瓷在酸、碱介质中的耐腐蚀性差异，并结合了制造成本，给出了极具参考价值的建议。这种“情境化”的讲解方式，远比单纯罗列性能曲线来得更有说服力。它不仅告诉你A材料比B材料在某方面好，更重要的是告诉你，在什么情况下，选择A材料才是最优解。对于需要进行复杂系统集成和材料选型的工程师而言，这本书提供的决策支持价值无可估量。

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读完这本书后，我感觉自己对“非金属材料”这个概念有了全新的认识。它不再是简单的玻璃、塑料或陶瓷的简单堆砌，而是一个充满无限可能的复杂体系。作者在对国际上尖端材料的研究成果进行梳理时，展现了极高的专业素养和全球视野。我注意到书中对一些前沿领域的探讨，比如生物基高分子材料、先进陶瓷基复合材料在极端环境下的应用等，这些内容在国内同类书籍中是极为罕见的。这种前瞻性的视角，让这本书的价值远远超越了一本普通的参考手册。更难能可贵的是，它在介绍国外先进技术的同时，也客观地指出了其局限性和未来发展方向，而不是一味地推崇。对于希望追踪国际材料科技脉搏的研究人员来说，这本书绝对是案头必备的“情报站”。

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这本书简直是材料科学领域的“百科全书”！我原本以为这只是一本针对国内市场常见材料的汇编，没想到它的广度和深度完全超出了我的预期。拿到书的那一刻，我立刻被其厚重的分量和精美的装帧所吸引。内页的排版清晰明了，图表数据详实可靠，尤其是对一些新型复合材料的介绍，简直是教科书级别的严谨。书中对于各种非金属材料的微观结构、力学性能、热学特性等都进行了详尽的分析，让人能从根本上理解材料的内在机理。我尤其欣赏它在工艺流程方面的描述，从原材料的选取到最终成品的检验，每一步骤都讲解得丝丝入扣，对于初入这一行的工程师来说，无疑是最好的入门指南。这本书的覆盖面之广，让人惊叹，它不仅仅停留在理论层面，更注重实际应用中的问题解决。

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坦白说，一开始我对“国内外”这个范畴有点疑虑，担心内容会过于庞杂而流于表面。然而，这本书成功地做到了“兼收并蓄”而不失“重点突出”。它并没有简单地罗列各种材料的属性列表，而是通过大量的实际工程案例来串联起知识点。比如，书中对航空航天领域使用的碳纤维增强复合材料的损伤容限设计分析，简直是一场视觉与智力的盛宴。对我这个在建筑材料领域工作的人来说，了解这些高精尖材料的制造理念，对我们优化现有材料的性能提供了全新的思路。这本书的深度和广度并重，让我得以跳出固有的专业圈子，从更宏观的角度审视材料科学的未来走向。它无疑是一部能“提升格局”的工具书。

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这本书的实用性毋庸置疑，但更让我印象深刻的是其严谨的逻辑结构和易读性。尽管涵盖了如此庞杂的知识体系，但编排得井井有条，让人在查找特定信息时效率极高。我曾经为了解决一个关于耐高温聚合物的性能衰减问题，翻阅了许多零散的文献，但在这本书中，我只用了不到五分钟就找到了相关的对比数据和失效分析案例。特别是书中对各种材料标准和测试方法的详细对比，极大地帮助我规范了实验室的操作流程。它就像一位经验丰富的老教授，耐心地为你解答每一个技术上的疑惑，而不是生硬地抛出冷冰冰的公式。这种将深度理论与操作实践完美结合的编写风格，是我在其他技术手册中很少见到的。

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