Progress in Powder Metallurgy pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:Trans Tech Pubn

作者:Yoon, Duk Yong (EDT)/ Kang, Suk-Joong L. (EDT)/ Eun, Kwang Yong (EDT)/ Kim, Yong-Seog (EDT)

出品人:

页数:1650

译者:

出版时间:

价格:4788.00元

装帧:Pap

isbn号码:9780878494194

丛书系列:

图书标签:

• 粉末冶金
• 金属材料
• 材料科学
• 材料工程
• 制造工艺
• 粉末材料
• 烧结
• 机械性能
• 物理性能
• 表面处理

《高能材料的微观结构演变与宏观性能调控》 内容简介： 本书深入探讨了高能材料从微观尺度到宏观尺度的性能演变规律，聚焦于材料在极端条件下的物理化学行为及其在关键工程领域中的应用。全书结构严谨，内容涵盖了材料科学、固体物理、化学热力学和应用工程学的交叉前沿，旨在为研究人员、工程师和高年级本科生提供一个全面且深入的参考。 第一章：高能材料的本征特性与微观结构基础 本章首先界定了高能材料（High-Energy Materials, HEMs）的范畴，区分了传统结构材料与需要精确控制能量释放速率的特种材料。重点阐述了构成这些材料的晶体结构、晶格缺陷（如位错、空位、间隙原子）及其对材料早期失效机制的影响。通过先进的计算模拟技术，如密度泛函理论（DFT）和分子动力学（MD），分析了化学键合的性质和电子结构如何预示材料的稳定性和反应活性。特别关注了不同晶型对机械冲击敏感性的差异，并引入了“缺陷工程”的概念，即通过精确控制微观缺陷的浓度和分布来优化材料的初始性能。 第二章：材料的合成、加工与初始微观形貌 本章详述了制备高能材料的关键合成技术，包括但不限于：气相沉积法、溶液化学沉淀法以及新型的机械合金化技术。强调了粉末粒径、粒度分布和表面形貌对后续烧结和最终性能的决定性作用。针对颗粒状材料，详细讨论了球化技术和表面钝化处理，以降低初始的静电敏感性和摩擦敏感性。此外，还深入分析了冷等静压（CIP）和热等静压（HIP）在消除内部孔隙和优化晶界结构中的具体工艺参数控制，阐述了宏观压力场如何影响微观晶粒的生长和重构。 第三章：能量输入下的动态响应与相变行为 这是本书的核心章节之一。本章聚焦于材料在瞬时高能输入（如冲击波、激光烧蚀或快速加热）下的响应机制。详细介绍了利用二维冲击波管和旋转鼓实验来测量材料的动态压缩曲线（Hugoniot曲线）和释放曲线。理论上，通过弹性/塑性转变模型（如Johnson-Cook模型或Voigt-Reuss模型）来描述应力波在材料内部的传播、反射和折射现象。一个重要的部分是相变动力学研究，探讨了高压下材料从亚稳态向稳定相或新相转变的速率依赖性，并利用高时间分辨率的X射线衍射技术（如泵浦-探测技术）来实时捕捉这些转变过程。 第四章：界面物理与多相材料的耦合效应 现代高能复合材料往往涉及两种或多种不同性质的组分，本章着重研究这些组分之间的界面行为。深入分析了不同材料（如惰性基体与活性颗粒）之间的界面结合强度、能垒和反应势垒。讨论了界面处应力集中、孔隙扩展的机制，以及界面能对宏观断裂韧性的影响。在反应性复合材料中，本章详细阐述了界面扩散和化学反应在能量释放过程中的催化作用，包括对燃烧或爆炸反应前沿的调控。引入了电化学阻抗谱（EIS）在分析界面反应动力学中的应用。 第五章：热稳定性的评估与寿命预测 材料的长期服役可靠性与其热稳定性密切相关。本章系统地介绍了评估热稳定性的各种热分析技术，如差示扫描量热法（DSC）、热重分析法（TGA）和热失重分析法（TGA-MS联用）。重点讨论了热分解反应的活化能计算和反应级数确定，特别是采用Kissinger法或Ozawa-Flynn-Wall（OFW）法进行非等温数据处理。在此基础上，引入了Arrhenius速率方程和加速量热法（如ARC），用于预测材料在长期储存或特定温度暴露下的潜在分解风险和剩余寿命。 第六章：先进表征技术在结构解析中的应用 本章回顾了用于解析高能材料复杂微观结构的尖端表征工具。除了传统的扫描电镜（SEM）和透射电镜（TEM），重点介绍了高角度环形暗场扫描透射电子显微镜（HAADF-STEM）在原子尺度成像和元素映射上的优势。在分析晶格缺陷和应变场方面，电子背散射衍射（EBSD）的应用被详尽阐述，如何通过菊池花样分析来量化晶粒的取向、晶界能和局部应变分布。对于高能材料内部的微孔隙和微裂纹的无损检测，聚焦于高分辨率X射线断层扫描（XRT）技术的最新进展及其三维重建能力。 第七章：宏观性能的建模、仿真与结构优化 本章将前述的微观机制与工程应用需求相结合。详细介绍了如何建立多尺度模型（从量子力学到有限元分析FEA）来预测材料的宏观力学响应和热力学行为。在数值模拟部分，重点讨论了如何将晶体塑性有限元方法（CPFEM）嵌入到宏观弹塑性框架中，以精确模拟加载过程中的晶粒旋转和应力松弛。最后，通过逆向设计（Inverse Design）的思路，阐述了如何根据所需的性能指标（如冲击能量吸收率、特定燃烧速率）反向推导出最优的微观结构参数和加工路径。 全书旨在提供一个从基础理论到前沿实验技术的综合性视角，强调实验数据与理论模型的紧密结合，为高能材料领域的持续创新提供坚实的理论和方法论基础。

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