Human Factors In Engineering and Design pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:McGraw-Hill Science/Engineering/Math

作者:Mark Sanders

出品人:

页数:704

译者:

出版时间:1993-01-01

价格:$ 298.04

装帧:Hardcover

isbn号码:9780070549012

丛书系列:

图书标签:

• factors
• ergonomics
• Human
• 设计
• 工业设计
• 人机工程学
• 人机工程
• 人因工程
• 工程设计
• 用户体验
• 人机交互
• 可用性
• 认知心理学
• 安全工程
• 工业工程
• 设计心理学
• 人体工程学

好的，这是一本关于高级材料科学与工程应用的图书简介，完全不涉及《Human Factors In Engineering and Design》的内容，侧重于前沿材料的结构、性能、制备以及在极端环境下的应用： --- 先进结构材料与极端环境下的工程挑战 导论：新纪元的材料驱动力 在当代工程领域，对材料性能的极限探索已成为推动技术进步的核心动力。从航空航天、核能反应堆到深海勘探和生物医学植入，传统材料的性能瓶颈正日益凸显。本书《先进结构材料与极端环境下的工程挑战》旨在系统性地梳理和深入探讨当前高性能结构材料的设计哲学、制备工艺、表征技术及其在面临苛刻服役条件（如超高温、高压、强辐照和腐蚀介质）时所展现出的独特行为机制。本书不侧重于人机交互的工程学，而是将焦点完全置于物质本身的微观结构与宏观力学性能的内在联系上。 本书的结构设计遵循从基础理论到尖端应用的逻辑链条，确保读者能够全面掌握理解和创新下一代结构材料所需的核心知识体系。 第一部分：高性能材料的微观结构基础 本部分是理解先进材料性能的基石，重点关注材料的原子排列、晶体缺陷、界面行为以及如何通过微观调控来优化宏观性能。 第一章：晶体塑性与位错动力学 深入探讨金属和陶瓷材料在复杂应力状态下的非线性变形机制。详细分析了位错的产生、运动、交割（twinning）及其在不同晶体结构中的行为差异。特别关注了叠层能（Stacking Fault Energy, SFE）如何影响材料的加工硬化率和抗蠕变性能。引入了基于晶体塑性有限元法（CPFEM）的数值模拟方法，用于预测多晶体在复杂加载路径下的织构演化和局部应力集中。 第二章：界面工程与异质结构 材料的性能往往受制于其内部的界面（晶界、相界、孪晶界）。本章详细阐述了如何利用界面工程来阻碍位错运动、抑制裂纹扩展。内容涵盖了高熵合金（High-Entropy Alloys, HEAs）中无序晶格的特性，以及在复合材料中优化基体与增强相之间的化学兼容性和物理匹配性的关键技术。研究了晶界工程在提升材料韧性与抗疲劳性能中的作用。 第三章：缺陷控制与原子尺度调控 本章聚焦于通过控制材料中的点缺陷（空位、间隙原子）和线缺陷（位错）来调控材料性能。讨论了快中子辐照（尤其在反应堆材料中）如何通过产生和聚集缺陷来导致材料的辐照脆化和蠕变。同时，介绍了利用先进的原子尺度计算方法（如密度泛函理论 DFT）来预测缺陷形成能和迁移机制，指导新材料的理性设计。 第二部分：前沿结构材料的制备与特性 本部分将焦点转移至当前最具应用潜力的几类先进结构材料，探讨其独特的合成路线及其在特定工程环境下的性能优势。 第四章：超高温陶瓷与耐火材料 详细分析了碳化物、氮化物和硼化物等超高温陶瓷（UHTCs）的制备工艺，如反应烧结、热压烧结和化学气相沉积（CVD）。重点研究了它们在超过 2000°C 温度下的氧化动力学、相稳定性和抗热震性。本章讨论了如何通过引入弥散相或形成氧化物保护层来提高这些材料在富氧环境中的长期服役可靠性。 第五章：先进复合材料与界面优化 复合材料是实现性能飞跃的关键途径。本章深入探讨了纤维增强复合材料（如碳/碳 C/C、陶瓷基复合材料 CMCs）的制造技术，特别是多轴编织技术和渗透烧结工艺。核心内容聚焦于如何设计界面“弱耦合”层（如热解碳或 BN 涂层），以在保证高强度的同时，实现优异的断裂韧性和抗剥落能力，这对航空发动机叶片和再入飞行器至关重要。 第六章：高熵合金（HEAs）的结构与性能调控 作为下一代结构材料的代表，HEAs 因其近等原子比的合金化而展现出独特的“高熵效应”。本章系统阐述了其单相（FCC/BCC）和多相结构的形成规律，以及它们在低温下的韧性提升（反常的韧性-强度比）和在高温下的抗蠕变性能。探讨了如何通过元素比和热处理来控制析出相的形貌与分布，以优化其机械性能。 第三部分：极端环境下的服役行为与失效分析 本部分是本书的工程应用核心，关注材料在实际苛刻工作条件下的长期可靠性和失效模式。 第七章：高温力学：蠕变与疲劳的耦合机制 详细分析了高温下材料的蠕变（稳态、瞬态和加速蠕变）机理，区分了晶内滑移、晶界扩散和空洞形成等主导机制。重点讨论了蠕变-疲劳交互作用（Creep-Fatigue Interaction, CFI）。通过损伤力学模型，分析了循环载荷与时间依赖性损伤的协同累积效应，并介绍了用于预测寿命的 LMN (Liu-Ma-Newman) 或 Ostergren 模型在高温合金中的应用。 第八章：腐蚀与辐照环境下的材料退化 本章处理材料在化学和物理双重威胁下的退化问题。在腐蚀方面，深入研究了应力腐蚀开裂（SCC）和高温氧化腐蚀的电化学和断裂力学机制。在辐照方面，重点分析了核能领域特有的辐照蠕变、辐照脆化以及氦致泡核（Helium Embrittlement）现象，阐述了如何通过合金化（如引入微量稳定化元素）来钉扎位错、抑制氦气聚集。 第九章：先进的失效表征技术 失效分析是保障工程安全的关键。本章介绍用于表征极端环境损伤的先进技术，包括高分辨透射电镜（HR-TEM）在分析界面和辐照损伤方面的应用、同步辐射X射线衍射在原位应力测试中的作用，以及聚焦离子束（FIB）技术在微区材料去除和原位机械性能测试中的应用。强调了从微观证据推导出宏观失效模式的分析流程。 总结与展望 本书最后总结了结构材料设计从经验驱动向计算材料学驱动转变的趋势，强调了数据科学和人工智能在加速新材料发现和优化工艺参数中的潜力。面对未来更严苛的工程需求，本书为材料科学家和结构工程师提供了跨越基础理论与尖端应用的全面技术指南。 --- 目标读者： 材料科学与工程专业的研究生、从事航空航天、能源（核电/化石能源）、先进制造领域的设计和研发工程师。

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