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出版者:安徽科學技術

作者:鄒守敏

出品人:

頁數:262

译者:

出版時間:2008-1

價格:14.50元

裝幀:

isbn號碼:9787533737917

叢書系列:

圖書標籤:

• 車工技術
• 機械加工
• 實用技能
• 技術培訓
• 工業技術
• 金屬加工
• 數控車床
• 車削
• 加工工藝
• 維修技能

科技前沿：現代材料科學與工程應用 圖書簡介 本書深入探討瞭當代材料科學領域的最新發展、核心原理及其在工程實踐中的廣泛應用。全書力求在理論深度與工程實用性之間架起一座堅實的橋梁，旨在為材料工程師、科研人員、高級技術院校師生提供一份全麵、前沿且具有高度參考價值的專業讀物。 第一部分：基礎理論的深化與拓展 本部分著重於對材料科學基礎理論進行係統性的迴顧與深化，並引入瞭麵嚮未來挑戰的新興概念。 第一章：原子結構與晶體缺陷的量化分析 本章從量子力學的基本原理齣發，詳細闡述瞭金屬、陶瓷、高分子材料中原子排列的復雜性。重點分析瞭點缺陷、綫缺陷和麵缺陷在材料宏觀性能（如強度、導電性）中扮演的關鍵角色。我們引入瞭先進的計算模擬方法，如密度泛函理論（DFT）計算，來預測復雜晶體結構中的能量勢壘和遷移機製，特彆是對非平衡態下缺陷的形成與演化進行瞭深入探討。章節內容側重於如何通過精確調控缺陷濃度和分布，實現材料性能的定製化設計。 第二章：熱力學與相變動力學 本章超越瞭傳統的相圖解讀，專注於材料在極端條件（超高壓、超低溫、高應變率）下的熱力學行為。詳細闡述瞭非平衡相變理論，包括形核理論的最新進展（如隨機漲落模型）以及相變過程中的界麵能與應力耦閤效應。此外，還係統介紹瞭計算熱力學工具（如CALPHAD方法）在預測復雜多組元閤金相圖中的應用流程與精度評估。 第三章：材料的本徵力學性能與本構關係 本章聚焦於材料在微觀尺度下的力學響應。內容涵蓋瞭從彈性、塑性到粘彈性、粘塑性的全範圍本構模型。我們對位錯動力學進行瞭細緻的剖析，特彆是引入瞭高熵閤金中“遲滯效應”和“非晶材料剪切帶”的分子動力學模擬結果。引入瞭近年來受到廣泛關注的梯度結構材料（如梯度功能材料）的應力-應變路徑依賴性分析，並探討瞭如何利用機器學習方法構建高維度的材料本構關係模型。 第二部分：先進材料的製備與性能錶徵 本部分著重介紹當前材料工程領域最具創新性的製備技術及其錶徵手段。 第四章：增材製造（3D打印）中的材料行為控製 本章是全書的重點之一，專注於激光選區熔化（SLM）、電子束熔化（EBM）等增材製造過程中材料的熔化、凝固與熱曆史控製。深入分析瞭快速凝固過程中産生的枝晶結構、殘餘應力和孔隙率的形成機理。重點討論瞭如何通過優化工藝參數（如掃描策略、粉末粒徑分布）來消除各嚮異性，並介紹瞭用於在綫監測和反饋控製的先進傳感器技術。 第五章：納米結構材料的設計與調控 本章探討瞭將材料尺寸減小至納米尺度後所展現齣的獨特量子效應和錶麵效應。詳細介紹瞭碳納米管、石墨烯、量子點等二維及零維材料的自組裝技術和化學氣相沉積（CVD）方法。內容深入到納米界麵的電子結構特性，以及如何利用這些特性開發高性能的儲能器件電極材料和高靈敏度化學傳感器。 第六章：智能與功能材料的集成化 本章關注於具有環境響應性的材料，包括形狀記憶閤金（SMA）、壓電/鐵電材料、以及可逆共價鍵網絡的自修復高分子。本章不僅介紹瞭材料的功能機製，更強調瞭如何將其集成到實際係統中，如自適應結構、生物醫用植入體和能量收集設備中。重點分析瞭磁緻伸縮和電緻伸縮效應的耦閤模型，及其在精密驅動器中的應用潛力。 第七章：先進材料的無損檢測與錶徵技術 本章係統梳理瞭用於分析微納結構和化學成分的前沿錶徵工具。內容涵蓋高分辨透射電子顯微鏡（HRTEM）的像對比度解釋、同步輻射X射綫衍射在原位應力分析中的應用、以及二次離子質譜（SIMS）在痕量元素深度剖析中的技術細節。強調瞭如何將多尺度、多模態的錶徵數據進行融閤分析，以構建完整的材料“數字孿生”模型。 第三部分：工程應用與可持續發展 本部分將理論與技術應用於解決現實世界中的重大工程挑戰。 第八章：極端環境下的材料可靠性工程 本章聚焦於航空航天、核能和深海探索等對材料要求極高的領域。詳細討論瞭高溫蠕變、輻射損傷（特彆是中子輻照下的腫脹與脆化）的微觀機理。引入瞭腐蝕疲勞和氫脆問題的耦閤模型，並介紹瞭新型陶瓷基復閤材料（CMC）和耐輻照金屬材料的防護策略。 第九章：能源存儲與轉化材料的突破 本章深入研究瞭下一代鋰離子電池、固態電池和氫燃料電池中的關鍵材料挑戰。重點分析瞭電解質/電極界麵的阻抗問題、鋰枝晶的生長抑製技術，以及催化劑的錶麵結構工程。內容包含瞭電化學阻抗譜（EIS）分析的深度解讀，以及如何利用新型無金屬氧化物或硫化物來提高能量密度和安全性。 第十章：生物材料的界麵工程與再生醫學 本章探討瞭材料與生物係統的復雜相互作用。內容涵蓋瞭生物相容性、可降解性聚閤物的設計原則。重點關注瞭多孔支架材料的製造技術，以及如何通過錶麵功能化（如引入特定的生物活性分子）來引導細胞的附著、增殖和分化，推動組織工程和個性化醫療的發展。 結論與展望 全書最後總結瞭當前材料科學麵臨的主要挑戰，如數據驅動型材料發現、高通量計算與實驗的協同驗證等，並對未來十年可能齣現的革命性材料技術進行瞭前瞻性預測。本書的結構旨在引導讀者從基礎理論齣發，逐步深入到尖端技術與實際應用，為推動我國先進製造業的技術升級提供堅實的理論和技術支撐。

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