A Method for Computing Unsteady Flows in Porous Media pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:Addison-Wesley

作者:Raghavan, R./ Ozkan, E.

出品人:

页数:136

译者:

出版时间:1995-5

价格:$ 178.48

装帧:Pap

isbn号码:9780582078116

丛书系列:

图书标签:

• 多孔介质流动
• 非定常流动
• 数值方法
• 计算流体力学
• 地下水
• 石油工程
• 传热传质
• 有限体积法
• 模拟
• 数值模拟

好的，这是一本关于先进材料科学与工程领域的专著的详细简介，其内容完全独立于您提供的书名《A Method for Computing Unsteady Flows in Porous Media》。 --- 《先进结构陶瓷的界面设计与性能调控》 内容概述 本书深入探讨了高性能结构陶瓷，特别是那些在极端服役环境下（如高温、高应力、腐蚀性介质中）要求具备卓越力学性能和化学稳定性的先进陶瓷材料。全书聚焦于材料的界面工程——即如何通过精确控制晶界、相界、以及基体与增强相之间的界面结构，来优化材料的宏观性能。 本书的理论基础建立在现代固体物理、材料热力学以及计算材料学之上，但其核心贡献在于将这些基础知识转化为可操作的、面向应用的界面设计策略。我们摒弃了对单一相材料性能的传统研究模式，转而强调在多相或晶粒尺度上，界面作为能量耗散、裂纹偏转、以及化学反应优先发生的敏感区域所扮演的关键角色。 第一部分：结构陶瓷的界面基础与表征技术 第一章：结构陶瓷中的界面分类与热力学驱动力 本章首先界定了结构陶瓷中关键界面的类型，包括但不限于：晶界（高角度晶界与低角度晶界）、晶粒/第二相颗粒界面、以及纤维/基体界面。我们详细分析了界面能、界面熵对界面结构和稳定性的影响。重点讨论了在烧结和热循环过程中，驱动界面重构的热力学势能面，并引入了基于吉布斯自由能最小化原理来预测界面偏析（Segregation）和相变的初步模型。 第二章：先进电子显微学在界面分析中的应用 本章着重于描述用于解析纳米尺度界面结构的前沿表征技术。内容涵盖高分辨率透射电子显微镜（HRTEM）如何用于解析晶格失配和错位结构；扫描透射电子显微镜（STEM）及其谱学技术（如EELS和EDS Mapping）如何定量分析界面处的化学梯度和电子态变化。此外，我们还探讨了聚焦离子束（FIB）在制备具有特定界面取向的样品方面的精确性，以及原子探针层析成像（APT）在三维重建界面化学组分方面的突破性应用。 第三章：界面缺陷与应力场耦合 结构陶瓷的断裂韧性往往受限于微观尺度的缺陷和残余应力。本章将界面视为应力场的“汇”与“源”。我们分析了界面处的位错堆积、空位迁移对界面强度的影响。通过有限元分析（FEA）框架，建立了界面能与局部应力集中系数之间的关系，为后续的裂纹扩展控制提供理论支撑。 第二部分：界面设计策略与性能调控 第四章：晶界工程：提升高温抗蠕变性 针对高温应用，晶界是主要的传导路径和弱化区。本章提出了一系列“钉扎”和“钝化”晶界的策略。首先，通过精确控制烧结添加剂（如稀土氧化物或硼化物），诱导晶界偏析，形成高熔点的“玻璃相隔离层”，有效阻碍晶界扩散。其次，我们深入探讨了如何通过控制晶粒生长过程，设计出具有特定晶界构型（如“之”字形或“π”形晶界），以最大化裂纹偏转的路径长度，从而显著提升材料的断裂韧性，尤其是在超塑性变形和蠕变测试下的表现。 第五章：第二相沉淀物与界面强化 本书的重点之一是利用弥散相或连续相的第二相颗粒来调控界面行为。我们详细分析了沉淀物的尺寸效应、体积分数以及在界面上的均匀分布对材料强度的影响。内容涵盖： 1. 剪切阻碍效应： 在均匀分布的纳米级第二相颗粒界面，如何通过界面能垒的提升来抑制洛德（Lading）机制下的剪切带扩展。 2. 界面脱粘与增韧机制： 引入“界面弱化-再强化”的复合策略，通过控制纤维/基体或颗粒/基体界面的粘结强度，使其在达到特定应力阈值时选择性脱粘，从而实现裂纹分支和能量吸收。 第六章：化学梯度界面设计与自修复潜力 本章迈向更前沿的“功能梯度界面”（FGIs）概念在结构陶瓷中的应用。我们探讨了如何通过原位合成或扩散退火过程，在界面区域人为地引入化学组分的梯度。这种梯度不仅可以有效缓和热膨胀系数失配带来的残余应力，更重要的是，它可以设计出具有特定反应活性的界面区域，用以在服役过程中捕获或消耗环境中的腐蚀性介质，例如氟离子或水蒸气，从而赋予材料一定的“自修复”或“抗腐蚀老化”能力。 第三部分：计算模拟与多尺度集成 第七章：从密度泛函理论到相场模型 本章将计算工具应用于界面问题的研究。首先，使用密度泛函理论（DFT）计算特定晶界在不同压力下的结合能和电子结构，预测界面化学键的性质。随后，通过相场模型（Phase Field Modeling） 来模拟界面在热力驱动下的动态演化，特别是晶粒长大过程中的界面迁移速率和形态变化。我们详细展示了如何利用这些原子尺度的参数来校准和输入到更宏观的模拟框架中。 第八章：多尺度模拟集成：界面行为的预测 本书最后一部分旨在集成前述的微观知识，构建能够预测宏观性能的多尺度模型。我们着重介绍了晶体塑性有限元法（CPFE） 在模拟陶瓷多晶体变形时的应用，并强调了如何将界面能和界面缺陷密度作为本构方程中的关键输入变量。通过这种集成，可以精确预测陶瓷在复杂载荷路径下，由界面控制的疲劳裂纹萌生与扩展行为，为新一代结构陶瓷的研发提供坚实的计算工具。 总结 《先进结构陶瓷的界面设计与性能调控》不仅仅是一本材料性能的汇编，它更是一部关于界面控制的科学与艺术的专著。本书的目标读者包括从事高性能陶瓷研发的工程师、材料科学研究生以及致力于界面物理和计算材料学的研究人员。通过系统化的理论阐述和前沿的实验案例分析，本书旨在推动结构陶瓷从经验设计向精确、可预测的界面工程方向迈进。

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