具体描述
《材料磨损与耐磨材料》分两篇共八章。第一篇分三章，从材料表面及表层的宏观形貌与微观结构特征出发，简明扼要地介绍了材料接触与摩擦、磨损的基本知识。介绍了粘着磨损、磨料磨损、腐蚀磨损、疲劳磨损、冲蚀磨损和微动磨损的基本原理与影响因素。第二篇共五章，着重讨论了耐磨铸铁、耐磨铸钢、耐磨有色合金、非金属及复合耐磨材料、材料表面处理技术。
书中列出了一系列耐磨材料的化学成分、性能及应用特性。此外还编入了提高耐磨性的表面处理方法。
《材料磨损与耐磨材料》可供研究人员、工程技术人员、管理人员和大专院校相关专业的师生使用。
好的，这是一份关于《材料磨损与耐磨材料》的图书简介，内容详实，避免了您指定的限制。 --- 《材料的挑战：表面工程与失效预防》 导言：现代工业的隐形杀手 在任何涉及相对运动的机械系统中，材料的表面性能始终是决定设备可靠性、运行效率和使用寿命的关键因素。从高精度轴承到重型采矿设备，从航空航天部件到日常消费品，摩擦、磨损和腐蚀如同无形的“工业癌症”，持续不断地侵蚀着机械结构的完整性，造成巨大的经济损失和安全隐患。 本书并非聚焦于磨损理论本身，而是从一个更宏观、更注重工程实践的角度，深入探讨“如何通过先进的材料设计、表面改性技术和系统工程方法，有效延缓材料失效过程，实现极端工况下的可靠运行”。我们旨在为工程师、材料科学家和技术管理者提供一套系统的、跨学科的视角，用以应对复杂的服役环境挑战。 第一部分：理解失效的动力学——服役环境与载荷分析 本部分着眼于失效发生的“背景”与“驱动力”。我们首先构建了对摩擦学系统的多维理解，超越了简单的接触压力和滑动速度概念。 1. 动态载荷谱与环境耦合： 传统的磨损分析常将载荷视为恒定参数，但实际工况中，载荷是时间依赖的、随机变化的。本章详细分析了周期性冲击、脉动载荷（如齿轮箱和往复泵）对表面疲劳演化的影响。此外，我们深入探讨了“环境耦合”效应，即温度、湿度、腐蚀性介质（如盐雾、酸性气体）如何与机械应力协同作用，加速材料的劣化。特别关注了高温氧化和湿态摩擦中的电化学/机械耦合机制。 2. 接触几何与微观形貌的演变： 材料的宏观几何形状决定了接触应力分布，但微观形貌决定了初始的摩擦行为。我们剖析了在不同应力状态下（如接触疲劳、划伤），表面粗糙度如何动态变化，并反馈影响接触区域的温度分布和润滑膜的稳定性。内容包括三维表面纹理的量化分析方法，以及如何通过激光或化学刻蚀技术，预先设计出有利于“油膜捕获”或“自润滑”的表面微结构。 3. 润滑体系的边界效应： 润滑剂的选择与应用是减少摩擦磨损的核心手段，但其有效性高度依赖于边界条件。本章重点讨论了润滑剂在极端载荷和温度下的失效模式，例如润滑油的剪切稀化、极压添加剂的化学反应阈值、以及固体润滑剂（如二硫化钼、石墨烯层状结构）在不同压力下的取向与固着机制。我们还探讨了微量润滑（MQL）和干式润滑的适用性边界。 第二部分：面向强化的先进表面工程策略 这一部分是本书的核心，聚焦于如何通过工程手段，对材料表层进行有目的的改性和强化，以构建高性能的界面。 4. 热物理沉积技术：构建致密界面层 我们详细介绍了现代薄膜沉积技术在构建高硬度、低摩擦系数表面的应用。重点讲解了： PVD/CVD（物理/化学气相沉积）： 探讨了类金刚石碳（DLC）薄膜的微观结构控制，特别是梯度层设计（如Ti/a-C:H多层膜）如何解决硬质涂层与基体材料间的内应力失配和附着力问题。 热喷涂技术（HVOF/APS）： 侧重于如何通过精确控制送粉速率和等离子体能量，制备出具有高致密性和低孔隙率的陶瓷和金属陶瓷复合涂层，适用于抗冲蚀和耐腐蚀的重载应用。 5. 固态相变与扩散强化技术：深度集成解决方案 与仅在表面覆盖涂层的技术不同，扩散和相变处理旨在从根本上改变基体的近表面微观组织。 渗碳、渗氮与碳氮共渗： 深入分析了通过热化学浴或等离子体技术，控制扩散深度和相界（如马氏体转化层）的形貌，以提高表面硬度和抗疲劳剥落性能。我们还引入了新的氮化物形成技术，以应对不锈钢等难渗材料的挑战。 表面冷加工与应变诱导强化： 探讨了滚光、喷丸强化（Shot Peening）等机械加工方法，如何通过引入稳定的残余压应力场，有效抑制表面裂纹的萌生和扩展，特别是对滚动接触疲劳的抑制效果。 6. 功能化复合表层的设计与应用 未来的表面工程不再是单一材料的应用，而是多功能集成。本章介绍了如何设计具有特定功能的复合表层： 自修复与阻尼涂层： 研究了嵌入微胶囊或热响应聚合物的涂层，使其在微裂纹产生时能释放修复剂，或通过热膨胀吸收冲击能量。 导电与抗静电表层： 针对电子元件和易燃环境，探讨了如何将石墨烯纳米片或特定金属氧化物均匀分散到耐磨基体中，实现机械性能与电学性能的平衡。 第三部分：系统集成与寿命预测 本部分将视角拉回到工程应用层面，关注如何将材料选择、表面处理与系统设计相结合，并建立可靠的寿命评估模型。 7. 关键部件的失效模式与对策：案例研究 我们精选了高风险领域的实际工程案例，如风力发电机齿轮箱、化工泵的机械密封件、以及高温燃气轮机的叶片。通过逆向工程分析，解构这些部件在复杂载荷组合下的典型失效路径（如点蚀、剥落、粘着磨损），并匹配对应的表面工程解决方案。 8. 摩擦学数据驱动的寿命预测模型 传统的寿命预测方法往往依赖于经验公式和加速寿命试验。本书引入了现代数据科学方法，探讨如何利用传感器数据（如振动、温度、摩擦力矩）构建基于状态的预测模型。重点介绍： 机器学习在磨损演化中的应用： 如何利用循环神经网络（RNN）对时序磨损数据进行特征提取，建立比传统Weibull分布更精确的剩余使用寿命（RUL）预测框架。 数字孪生技术在表面状态监控中的整合： 探讨如何将实时的表面状态数据映射到虚拟模型中，实现对服役中部件性能衰减的动态仿真与预警。 结语：迈向零磨损的未来 本书旨在提供一个全面的、面向实践的知识体系，它要求工程师在设计初期就将“表面性能”置于与“本体材料性能”同等重要的地位。通过对接触动力学、先进制造工艺和智能监测技术的融合应用，我们可以显著突破传统材料性能的瓶颈，推动工业设备向更高效、更持久、更可靠的方向发展。 ---
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