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《机械工程材料与加工工艺》分十二章介绍了机械工程材料的力学性能，金属学基础知识，热处理工艺及其发展趋势。常用机械工程材料，金属材料的热加工工艺知识，非金属材料的成形工艺，材料的冷加工工艺知识，材料的数控加工技术及现代制造技术，最后结合实例阐述了典型零件机械加工工艺过程。
《新材料技术前沿与应用》 书籍简介 本书全面聚焦于当前全球新材料科学与工程领域的最前沿进展及其在各个工业部门的实际应用。我们旨在为材料科学家、工程师、科研人员以及对高新技术发展有浓厚兴趣的读者，提供一个深入、系统且与时俱进的知识平台。全书内容涵盖了从基础理论到尖端技术，从材料设计到性能评估的完整链条，重点突破传统材料的性能瓶颈，探索未来工程应用的关键驱动力。 第一部分：先进功能材料的革命 本部分深入探讨了那些因其特殊物理、化学或生物学特性而改变传统应用模式的材料类别。 第一章 纳米结构材料的尺度效应与功能化 纳米材料的研究已不再停留在微观尺度的简单堆砌。本章详述了如何通过精确控制晶粒尺寸、形貌和表面能，实现对材料宏观性能的调控。重点解析了量子点（Quantum Dots）的光电转换效率优化、石墨烯及其衍生物（如氧化石墨烯、氮化碳纳米管）在柔性电子器件中的载流子迁移率提升机制。我们详细讨论了自组装纳米结构在构建仿生表面和高效催化剂中的应用案例，特别是其在环境修复领域（如污染物吸附与降解）的突破性进展。此外，纳米复合材料（Nanocomposites）的界面工程设计，如何有效避免纳米粒子团聚，并实现增强的机械性能与导电性的协同效应，将作为核心内容进行阐述。 第二章 智能与响应性材料的“生命周期” 智能材料是能够对其环境刺激（如温度、光、电、磁场或化学环境）做出可逆响应的材料系统。本章着重介绍形状记忆合金（SMA）的应力诱导马氏体相变理论及其在微机电系统（MEMS）中的精确驱动应用。我们详细分析了电活性聚合物（EAPs）作为人工肌肉的工作原理，并对比了其在软体机器人学中的不同驱动策略。针对环境敏感材料，我们深入探讨了热致变色、光致变色以及pH响应性水凝胶的设计与合成，这些材料在传感器、药物缓释载体和自修复涂层中的应用潜力巨大。 第三部分：能源转换与存储的材料基础 能源危机驱动了对高效、可持续能源材料的迫切需求。本部分集中于能源捕获、存储和利用中的核心材料科学。 第三章 新型电池技术与固态电解质 本书对锂离子电池的下一代发展进行了前瞻性分析。重点分析了高镍三元正极材料（NMC/NCA）的结构稳定性、界面副反应控制，以及硅基负极材料在高体积膨胀下的结构设计策略。章节的重点突破在于固态电解质。我们详细比较了氧化物、硫化物和聚合物固态电解质的离子电导率、界面阻抗以及对枝晶生长的抑制能力，并探讨了实现全固态电池大规模商业化的关键材料挑战。 第四章 光伏与热电转换材料 在光伏领域，我们聚焦于钙钛矿太阳能电池（Perovskite Solar Cells, PSCs）。内容覆盖了钙钛矿材料的缺陷工程、界面钝化技术，以及如何通过分子设计提高其长期工作稳定性和器件效率。在热电材料方面，本书阐述了如何通过“晶格玻璃化”策略（如声子散射调控）和电子结构优化，实现高塞贝克系数（S）和低热导率（$kappa$）的材料，重点讨论了碲化铋（Bi2Te3）基合金的性能提升路径。 第三部分：极端环境与生物医用材料 本部分探讨了材料在极端条件下的服役性能，以及生命科学领域对高性能生物相容性材料的需求。 第五章 高温与耐腐蚀材料的界面防护 航空航天和先进核能对材料的耐高温、抗氧化和抗蠕变性能提出了极高要求。我们详细分析了单晶镍基高温合金（SX-Ni-based Superalloys）的微观结构演变和定向凝固技术。在腐蚀防护方面，本书着重介绍了非晶态金属涂层（Bulk Metallic Glasses, BMGs）的优异耐蚀性机制，以及等离子喷涂技术在制造高致密、低孔隙率热障涂层（TBCs）中的应用。 第六章 生物医用植入体与组织工程支架 本章关注材料与生物系统的相互作用。我们深入探讨了可降解生物材料（如聚乳酸-羟基乙酸共聚物，PLGA）的降解动力学控制，这对于药物释放的精确控制至关重要。对于永久性植入物，我们分析了钛合金和钴铬钼合金的表面改性技术（如生物活性涂层和微纳结构化），以增强骨整合能力（Osseointegration）。此外，三维（3D）打印技术在构建具有精确孔隙率和各向异性力学性能的组织工程支架方面的最新进展也被详尽介绍。 第四部分：先进计算与材料设计 材料的发现正加速进入计算驱动的新时代。 第七章 计算材料学与高通量筛选 本章概述了密度泛函理论（DFT）在预测材料电子结构和晶格动力学中的核心地位。重点介绍如何结合机器学习（Machine Learning, ML）和贝叶斯优化方法，实现对数百万潜在化合物的虚拟筛选，从而极大缩短新材料的研发周期。内容包括势能面构建、缺陷工程的计算模拟以及材料数据库的标准化构建与应用。 第八章 材料的增材制造（Additive Manufacturing）与过程控制 本书将增材制造视为材料应用的前沿技术，而非单纯的制造方法。我们聚焦于激光选区熔化（SLM）和电子束熔化（EBM）过程中，金属粉末的熔化、流动和凝固行为对最终材料微观结构的影响。关键挑战在于内应力的控制、孔隙率的消除，以及如何利用过程中的热梯度来设计梯度功能材料（FGMs）。 本书以严谨的科学态度和广阔的视野，力图搭建起基础研究与工程实践之间的桥梁，是当前材料科学领域不可或缺的参考读物。
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