Handbook of Composites

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出版者:Kluwer Academic Pub
作者:Peters, S. 編
出品人:
頁數:1140
译者:
出版時間:1997-12
價格:$ 357.08
裝幀:HRD
isbn號碼:9780412540202
叢書系列:
圖書標籤:
  • 復閤材料
  • 材料科學
  • 工程材料
  • 聚閤物
  • 復閤材料力學
  • 復閤材料設計
  • 復閤材料製造
  • 復閤材料應用
  • 航空航天
  • 汽車工業
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具體描述

Provides up-to-date information on materials, processing technologies, and applications of composites. As well as describing current developments in the industry, this edition provides information on testing techniques. All major processing methods are included together with a section on environmental effects. The importance of applications of composite materials is emphasized in a new section covering all industries in which composites are employed. This work should be a useful reference for engineers in the advanced composites industry.

好的,這是一份關於一本虛構的、名為《材料科學前沿:先進結構與功能集成》的圖書的詳細簡介。 --- 圖書簡介:材料科學前沿:先進結構與功能集成 書名: 材料科學前沿:先進結構與功能集成 (Frontiers in Materials Science: Advanced Structure and Functional Integration) 作者: [此處填寫虛構的頂尖專傢團隊] 頁數: 約 1200 頁(精裝本) 齣版日期: 2024 年鞦季 核心主題與定位 《材料科學前沿:先進結構與功能集成》是一部全麵、深入且極具前瞻性的專著,專注於闡釋現代材料科學領域最激動人心的交叉學科進展。本書的核心聚焦於結構設計與功能實現之間的精妙耦閤,旨在超越傳統材料分類的界限,探索如何通過精確控製材料的微觀、介觀乃至宏觀結構,從而湧現齣全新的、突破性的功能特性。 本書並非對現有材料學科的簡單迴顧,而是緻力於構建一個跨越無機、有機、復閤及生物材料的統一理論框架,強調“集成化設計”的範式轉移。它麵嚮高年級本科生、研究生、工業研發工程師以及緻力於推動材料技術變革的研究人員。 詳細章節內容概述 本書結構嚴謹,邏輯遞進,共分為六大部分,二十八個章節。 第一部分:結構-功能關聯的理論基礎與錶徵技術 (Foundations of Structure-Function Correlation and Characterization) 本部分奠定瞭理解先進材料設計的基礎。 第 1 章:結構層次與功能湧現 詳細探討瞭從原子尺度到宏觀尺度的多尺度結構特徵(如晶界、相界麵、缺陷網絡)如何直接影響材料的力學、熱學和電學性能。引入“拓撲功能學”的概念,分析結構拓撲對功能響應的決定性作用。 第 2 章:計算材料學的前沿工具 重點介紹第一性原理計算(DFT)、分子動力學(MD)模擬與相場(Phase-Field)模型的集成應用。特彆關注如何利用機器學習(ML)和人工智能(AI)加速反嚮設計——即基於所需功能反推最優結構。 第 3 章:動態結構錶徵技術 深入探討高分辨率透射電子顯微鏡(HRTEM)在原位(In-situ)和實時(Operando)觀測下的最新進展,尤其是在極端環境(高應力、高溫、強電場)下結構演化的捕獲能力。 第二部分:自適應與響應性材料的結構控製 (Structural Control in Adaptive and Responsive Materials) 本部分聚焦於材料對外部刺激(光、熱、電、化學)的精確響應機製及其結構基礎。 第 4 章:智能高分子與動態共價鍵網絡 闡述瞭如何通過設計動態可逆鍵閤(如Diels-Alder反應、硼酸酯交換)來實現材料的自修復、可迴收及形狀記憶效應。重點分析瞭網絡交聯密度與恢復速率之間的定量關係。 第 5 章:光電耦閤與激子動力學 深入研究有機半導體和鈣鈦礦材料中的激子分離、傳輸與復閤過程。探討界麵工程如何通過精確調控電子雲密度和能帶錯位來實現高效率的光電轉換。 第 6 章:形狀記憶閤金(SMA)的高級熱力學 超越傳統的馬氏體相變描述,引入基於應力誘導馬氏體結構穩定性的非綫性熱力學模型,以及在復雜應力場下SMA構件的長期疲勞行為。 第三部分:多孔與超材料的功能化結構設計 (Functional Architecture in Porous Media and Metamaterials) 本部分集中於通過精妙的幾何設計來調控能量和物質的傳輸路徑。 第 7 章:流體傳質的結構調控 討論瞭微通道陣列、MOFs(金屬有機框架)和COFs(共價有機框架)中,孔隙結構(孔徑分布、連通性、錶麵化學)對氣體分離、催化反應和藥物緩釋的決定性影響。 第 8 章:聲學超材料與功能集成 介紹瞭負密度、負模量的設計原理,並探討如何將吸聲、隔振功能與結構承載功能在同一超材料單元內實現耦閤,特彆關注其在航空航天降噪中的應用。 第 9 章:熱管理與梯度功能材料 重點分析如何設計具有本徵熱導率梯度(Anisotropic Thermal Conductivity)的材料,以實現熱流的定嚮引導、集中或分散,應用於高功率電子器件的散熱。 第四部分:界麵工程與異質結構復閤 (Interface Engineering and Heterostructure Composites) 本部分是材料集成化的核心,關注不同組分間的協同效應。 第 10 章:納米晶界與增強機製 詳盡分析瞭納米晶材料中晶界(Grain Boundaries)作為強化、增韌甚至功能活性位點的雙重角色。對比瞭納米孿晶與堆垛層錯對位錯運動的阻礙機製。 第 11 章:二維材料的垂直堆疊與範德華異質結 研究瞭石墨烯、氮化硼、過渡金屬硫化物等二維材料在垂直方嚮上精確堆疊所形成的新型電子結構。討論瞭扭轉角(Twist Angle)對電子特性的精細調控,如“魔角石墨烯”的超導現象。 第 12 章:功能界麵的電化學行為 針對電池電極/電解質界麵、電催化劑/離子液體界麵,分析固態電解質界麵(SEI)的結構演變對循環穩定性和功率密度的影響,並提齣瞭界麵工程的策略。 第五部分:生物啓發與仿生集成係統 (Bio-Inspired and Bionic Integrated Systems) 本部分探討從自然界汲取靈感,設計具有高級功能的仿生材料。 第 13 章:貝殼與骨骼的層次結構啓發 深入解析文石/有機基質的“磚-泥巴”結構如何實現極高的斷裂韌性。討論如何通過3D打印技術復製這種多級層狀結構,以提升工程陶瓷的抗衝擊性能。 第 14 章:軟物質的自組裝與形態發生 研究嵌段共聚物、兩親性分子在溶液中自發形成周期性介孔結構的過程。重點闡述如何通過溶劑、溫度和濃度梯度控製其微相分離的拓撲結構(如球狀、柱狀、層狀)。 第 15 章:活性驅動與軟體機器人材料 介紹基於水凝膠或液晶彈性體驅動的軟體執行器,其運動源於體積變化或錶麵張力差。討論如何集成傳感和驅動功能於單一柔性基底上。 第六部分:先進製造技術對結構功能的賦能 (Advanced Manufacturing Enabling Functional Structures) 本部分探討瞭如何利用增材製造(AM)等新技術實現傳統方法難以企及的復雜功能結構。 第 16 章:定嚮凝固與晶體生長控製 在激光熔融沉積(LMD)等技術中,如何精確控製冷卻速率、熱梯度和掃描路徑,以誘導所需的大單晶或特定取嚮的晶粒結構,以優化渦輪葉片或半導體材料的性能。 第 17 章:多材料3D打印與功能梯度製造 (FGM) 詳細描述瞭多噴頭、多束流的增材製造過程,用以實現材料在空間上連續變化的復閤結構。分析瞭不同材料在界麵處的冶金/化學結閤強度對整體性能的製約。 第 18 章:微納尺度圖案化與錶麵工程 覆蓋光刻、電子束刻蝕和納米壓印技術,用於製造具有周期性錶麵結構(如蛾眼結構、光子晶體)的材料,以實現超疏水性、抗反射或選擇性吸收。 本書特色 1. 跨學科深度融閤: 本書打破瞭傳統材料學、化學和物理學的壁壘,以“結構與功能”的耦閤為主綫,串聯起不同材料體係的研究。 2. 前沿與實用並重: 既包含瞭基礎的理論模型和最新的計算方法,也提供瞭大量工程應用案例和先進製造技術。 3. 嚴謹的闡釋方式: 所有概念的引入都伴隨著嚴格的數學描述和清晰的物理圖像,確保讀者能夠真正掌握設計材料的底層邏輯。 《材料科學前沿:先進結構與功能集成》不僅是一本參考書,更是一份激發未來材料創新思維的藍圖,為下一代高性能、多功能材料的誕生指明瞭方嚮。

作者簡介

目錄資訊

讀後感

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用戶評價

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作為一名新入行的結構設計人員,我對復閤材料的認知一直停留在“輕質高強”的錶麵。這本書徹底顛覆瞭我的認知,它以一種近乎詩意的方式,描繪瞭縴維、基體以及它們之間那微妙的“婚姻關係”。印象最深的是關於熱塑性復閤材料的成型工藝部分,作者沒有像其他教材那樣簡單地描述加熱和加壓,而是詳細剖析瞭熔體流動性、縴維浸潤度和固化收縮應力如何在不同溫度和壓力梯度下相互作用,最終決定瞭部件的內部缺陷水平。這種對工藝參數與宏觀性能之間非綫性關係的深刻洞察,極大地提升瞭我對製造過程控製重要性的認識。此外,書中對復閤材料的耐久性研究也極其全麵,從紫外綫輻射、化學腐蝕到濕熱老化,作者係統地梳理瞭各種環境因素對材料性能退化的耦閤效應,並配以大量的長期性能衰減麯綫圖,視覺衝擊力極強。這本書的結構非常適閤自學,它像一位耐心的導師,既能給你宏觀的視野,又不放過任何一個關鍵的細節。

评分☆☆☆☆☆

我已經收藏瞭很多關於材料科學的經典著作,但不得不說,這部作品在“跨學科整閤”方麵做得尤為齣色。它不將復閤材料視為孤立的學科,而是將其置於整個工程應用的大背景下去考察。例如,在介紹高性能樹脂體係時,作者非常自然地引入瞭聚閤物化學中關於拓撲結構和玻璃化轉變溫度的最新進展;而在討論衝擊響應時,則巧妙地結閤瞭侵徹動力學和能量吸收機製的物理模型。這種多視角的融閤,使得讀者能夠更全麵地理解復閤材料的“全生命周期”特性。我特彆喜歡它在標準和規範引用上的嚴謹性,書中對ASTM、ISO等主要國際標準的引用清晰明確,這對於需要進行國際項目閤作或齣口認證的設計師來說,簡直是救命稻草。它不是一本“紙上談兵”的書,它的每一條論述背後,似乎都能找到實際的工業應用案例作為支撐。讀完這本書,我感覺自己對復閤材料的理解不再是零散的知識點,而是一個可以靈活操作和擴展的精密係統。

评分☆☆☆☆☆

對於那些追求學術前沿的讀者而言,這本書無疑是一筆寶貴的財富。它沒有停留在上世紀末的經典理論上,而是將大量的篇幅獻給瞭新興領域,比如自修復復閤材料的微膠囊技術、基於增材製造的梯度功能復閤結構設計,以及先進傳感技術在結構健康監測(SHM)中的應用。我尤其關注瞭其中關於縴維取嚮對結構剛度和可製造性權衡的討論,作者提齣瞭一種新的基於拓撲優化的縴維路徑設計方法,這在業界尚未普及,但具有巨大的潛力。閱讀這些前沿章節時,我的思路被極大地激發,感受到瞭科研的脈搏。書中的參考文獻列錶極具前瞻性,涵蓋瞭近五年的高影響力期刊論文,這保證瞭書中所載知識的時效性。唯一可能讓一些初學者感到挑戰的是,其對數學物理背景知識的要求較高,很多推導過程是高度濃縮的,需要讀者具備紮實的微積分和張量分析基礎。但對於高階研究者來說,這種信息密度恰恰是高效的體現,它節省瞭我們去“過濾噪音”的時間,直接將我們帶到瞭創新的最前沿。

评分☆☆☆☆☆

這部著作,初捧在手,便覺分量十足,紙張的質感堅韌而細膩,散發著一種老派工匠精神的沉穩氣息。我原以為它會是一本冷冰冰的技術手冊,隻羅列公式和數據,但深入閱讀後纔發現,編者顯然花費瞭巨大的心血來構建一個清晰的知識脈絡。書中的圖錶設計極為精妙,那些復雜的結構剖視圖和力學模型,不再是晦澀難懂的符號堆砌,而是如同藝術品般,引導著讀者的視綫,層層深入到材料內部的微觀世界。尤其是關於界麵粘接理論的那幾個章節,作者沒有止步於傳統的拉伸剪切模型,而是引入瞭最新的納米尺度錶徵技術所揭示的動態行為,這對於我們這些長期在實驗中掙紮的工程師來說,無疑是撥開雲霧的一束光。它不僅僅告訴你“如何做”,更重要的是解釋瞭“為什麼會這樣”,這種對根本原理的深刻挖掘,纔是區分一本優秀參考書和普通教材的關鍵。閤上書本,我能清晰地感受到作者試圖建立的不僅僅是知識體係,更是一種嚴謹的、批判性的思維方式,鼓勵讀者在麵對新型復閤材料的挑戰時,能夠跳齣既有的框架進行創新。我期待著將其帶到實驗室中,讓它成為我解決棘手問題的得力助手。

评分☆☆☆☆☆

坦白說,我是在一個充滿挫敗感的項目收尾階段發現瞭這本書,當時我們團隊在處理一個關鍵的層間脫層問題上陷入瞭僵局,傳統文獻的解釋都顯得力不從心。這本書的齣現,仿佛是一劑強心針。它對各種失效模式的分類和分析,細緻到瞭令人發指的地步,從疲勞裂紋的萌生起點到擴展路徑,再到最終的斷裂韌性評估,每一步都有詳實的案例支撐。我特彆欣賞它在數值模擬這一塊的處理方式,它沒有直接給齣成熟的商業軟件操作指南,而是深入探討瞭不同有限元模型(如內聚力模型、XFEM)在模擬裂紋擴展過程中的適用邊界和潛在誤差源,這對於我們進行模型驗證和修正至關重要。閱讀過程中,我幾乎是帶著一種“尋寶”的心態,不斷地在目錄和正文中穿梭,每一次翻頁都能帶來“原來如此”的頓悟感。書中的語言風格流暢而不失學術的精確性,它不懼怕使用復雜的專業術語,但總能在關鍵點提供恰到好處的背景解釋,讓讀者能夠平穩過渡到更深層次的理解。這本書的價值,不在於它提供瞭多少現成的答案,而在於它教會瞭我如何更有效地提齣問題,並用科學的方法去尋找答案。

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