Fundamentals of Deformation and AnnealingAdvances in Materials Manufacturing Science and Technology pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:Trans Tech Pubn

作者:Prangnell, P. B. (EDT)/ Bate, P. S. (EDT)

出品人:

页数:0

译者:

出版时间:

价格:3788.15元

装帧:Pap

isbn号码:9780878494347

丛书系列:

图书标签:

• Deformation
• Annealing
• Materials Science
• Manufacturing
• Materials Processing
• Metallurgy
• Heat Treatment
• Crystallography
• Materials Properties
• Solid State Physics

现代材料科学前沿：从微观结构到宏观性能 本书深入探讨了材料科学与工程领域中一系列关键主题，旨在为读者提供一个全面而深入的视角，涵盖从基础理论到前沿应用的各个层面。全书结构清晰，内容翔实，重点关注材料在极端环境下的行为、先进制造技术带来的机遇以及功能材料的创新设计。 第一部分：先进金属材料的结构与性能 本部分首先聚焦于工程结构中应用最广泛的金属材料。我们详细分析了晶体学基础、晶格缺陷（如位错、孪晶和晶界）的形成与运动，以及这些微观结构特征如何决定金属的宏观力学性能，包括屈服强度、韧性、疲劳寿命和蠕变行为。 高熵合金（HEAs）的系统性研究： 重点讨论了多主元合金的设计原理、相稳定性和其独特的机械性能。内容涵盖了如何通过计算热力学和分子动力学模拟来预测和优化其微观结构，特别是在高低温条件下的性能表现。我们剖析了其“迟滞效应”（Sluggish Diffusion）和“高熵效应”在固溶强化和结构稳定性方面的贡献。 先进热处理工艺的物理化学基础： 深入探讨了固态相变动力学。这包括再结晶、晶粒长大过程的驱动力与阻力分析，以及不同冷却速率对最终组织形态（如珠光体、贝氏体、马氏体转变）的影响。尤其侧重于非平衡热力学在理解快速热处理（如激光淬火、快速热处理）中的应用，以及如何利用这些技术来调控残余应力与提高硬度。 疲劳与断裂的机制解析： 详尽阐述了低周疲劳（LCF）和高周疲劳（HCF）的本构关系，关注疲劳裂纹的萌生、扩展和最终断裂过程。引入了增量塑性模型和损伤容限理论，以评估结构件在循环载荷下的安全性。对于断裂韧性的讨论，则侧重于裂纹尖端塑性区的表征和断裂能量释放率的概念。 第二部分：功能材料与智能系统的设计 本部分将视线转向那些超越传统结构需求的材料，即具备特定电、磁、光、热响应特性的功能材料。 压电与铁电陶瓷的本构关系： 详细分析了钙钛矿结构铁电体的电场诱导畴翻转机制。探讨了如何通过掺杂或双电层效应来提高其居里温度和压电常数（$d_{33}$）。应用实例包括高灵敏度传感器和致动器的设计。 磁性材料的磁化过程： 考察了软磁材料（如坡莫合金、铁氧体）和硬磁材料（如钕铁硼NdFeB）的磁滞回线特征。深入解析了畴壁钉扎机制、磁致伸缩效应及其在磁记录和电机技术中的优化策略。 先进复合材料的界面工程： 重点讨论了纤维增强复合材料（FRC）的增韧策略。这不仅仅是关于纤维与基体的选择，更关键在于优化界面处的化学键合与力学传递效率。分析了纳米颗粒增强的金属基复合材料（MMCs）中，析出相的均匀分布对材料整体性能的提升作用。 第三部分：增材制造（3D 打印）的材料科学挑战 随着增材制造技术的成熟，材料的制造路径被彻底改变。本部分专门探讨了适用于增材制造的材料体系及其在制造过程中面临的独特挑战。 粉末床熔融（PBF）过程的物理模型： 详细描述了激光或电子束在金属粉末床上的能量输入、熔池动力学、快速凝固过程。特别关注了快速凝固带来的非平衡态微结构形成，如细小的枝晶结构或非晶态结构的产生。 制造缺陷的控制与表征： 讨论了增材制造过程中常见的缺陷，如未熔合孔隙（Lack of Fusion）、气孔（Porosity）和热裂纹（Hot Cracking）。提出了利用原位监测技术（如高速红外热像仪）来实时控制熔池稳定性的方法。 各向异性性能的消除与利用： 增材制造部件通常表现出显著的层间性能差异。本书探讨了后续热处理（如热等静压HIP）和定向凝固技术在均化各向异性，或是有意利用这种各向异性以提升特定方向性能（如晶粒生长控制）的应用。 第四部分：计算材料学的理论框架与应用 计算工具已成为理解复杂材料体系不可或缺的手段。本部分系统介绍了当前主流的计算方法及其在材料设计中的作用。 第一性原理计算（DFT）的应用： 解释了基于密度泛函理论计算电子结构、键合特性和预测材料稳定性的方法论。具体案例包括计算合金的混合焓、界面能以及缺陷的形成能。 介观尺度的分子动力学模拟（MD）： 阐述了MD如何用于模拟原子尺度的动力学过程，例如扩散、位错-声子相互作用、以及材料在极端温度或高应变率下的响应。着重分析了如何将MD的结果与实验观察联系起来。 相场法在微观结构演化中的应用： 介绍了相场模型如何描述界面演化、析出相形貌变化以及多相体系的动力学过程，特别是在描述复杂凝固过程和蠕变损伤累积中的优势。 本书内容力求严谨、深入，融合了经典理论与最新的研究成果，为材料工程师、科学家以及相关领域的学生提供了一个坚实的理论基础和实用的技术参考。它强调跨学科的交叉融合，从原子尺度的电子行为到宏观系统的工程应用，提供了一套完整的材料设计与优化思路。

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