当代石油和石化工业技术普及读本 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:

作者:中国石油和石化工程研究会 编

出品人:

页数:168

译者:

出版时间:2009-5

价格:14.00元

装帧:

isbn号码:9787802297739

丛书系列:当代石油和石化工业技术普及读本

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科技前沿探索与应用：新材料、新能源与智能制造概览 本书特色：聚焦21世纪科技革命的驱动力，深度剖析新材料、新能源的革命性突破及其在现代工业体系中的整合应用，同时探讨智能制造浪潮下工业生产模式的深刻变革。 --- 第一部分：新材料时代的曙光——从微观到宏观的结构革命 本部分旨在为读者构建一个清晰的认知框架，理解新材料作为现代工业的“基石”，是如何重塑传统产业并催生新兴领域的。我们不关注传统的金属冶炼或高分子合成的传统流程，而是着眼于材料科学的前沿阵地和未来方向。 第一章：纳米材料的维度突破与功能集成 纳米科学的兴起标志着人类对物质控制能力的质的飞跃。本章深入探讨了碳基纳米材料（如石墨烯、碳纳米管）在导电性、机械强度和热管理方面的革命性潜力。我们详细分析了量子点（Quantum Dots）在光电器件中的应用，它们如何改变显示技术和生物成像的精度。 二维材料的无限可能： 不仅仅是石墨烯，过渡金属硫化物（TMDs）在催化和能源存储中的表现被置于聚光灯下。我们考察了这些材料如何突破传统硅基半导体的物理极限。 智能响应材料： 形状记忆合金、自修复聚合物以及变色材料，它们不再是被动的结构元件，而是具备感知和反应能力的“活性”系统。本章将展示这些材料在柔性电子和航空航天领域的关键作用。 第二章：先进复合材料与极端环境适应性 在航空航天、深海探测和核能等对材料性能要求达到极致的领域，传统材料已无法胜任。本章重点阐述了先进陶瓷基复合材料（CMCs）和金属基复合材料（MMCs）的设计原理及其在高温、高压、强腐蚀环境下的应用案例。 超高温结构件： 深入解析陶瓷基复合材料如何通过优化界面结构来抵抗热震和氧化，支撑下一代燃气轮机和高超声速飞行器的发展。 功能集成复合： 探讨如何将传感、储能或电磁屏蔽功能直接嵌入到结构材料本身，实现“轻量化”与“多功能化”的完美结合。 第三章：生物基与环境友好型材料的绿色转向 随着可持续发展理念的深入，材料工业正经历一场从“消耗型”向“循环型”的深刻转型。本章聚焦于从可再生资源中提取和合成的生物基聚合物，及其在包装、医疗植入物中的应用前景。 降解与回收的科学： 详细比较不同生物降解塑料（如PLA、PHA）的降解机理、速度及其工业化挑战，并分析化学回收技术如何实现高价值聚合物的闭环循环。 生物电子学接口： 探讨柔性、可穿戴电子设备中对生物相容性导电水凝胶和纤维材料的需求与发展趋势。 --- 第二部分：能源结构重塑——高效转换与清洁存储 本部分将目光投向全球能源格局的核心——如何实现能源的高效获取、传输与存储。我们不探讨传统化石燃料的开采与炼制过程，而是专注于清洁能源技术的突破点。 第四章：下一代光电转换技术与高效利用 太阳能的潜力亟待更高效的转换设备来释放。本章深入解析了钙钛矿太阳能电池（Perovskite Solar Cells）的结构优势、制备工艺的优化路径及其稳定性挑战。 串联电池的效率极限： 探讨如何通过叠层结构（如晶硅/钙钛矿串联）突破单结电池的肖克利-奎伊瑟极限，实现光电转换效率的持续攀升。 光催化与人工光合作用： 介绍利用半导体材料作为催化剂，直接将太阳能转化为化学燃料（如氢气、甲醇）的研究前沿，这是实现能源载体清洁化的关键路径。 第五章：能源存储的革命——从电池到超级电容器 能源系统的稳定性高度依赖于高效、安全的储能技术。本章对锂离子电池的未来发展方向进行了深入剖析，并对新兴的无锂储能方案进行了比较研究。 固态电池的挑战与机遇： 详细阐述了全固态电解质（陶瓷、聚合物）的离子电导率、界面阻抗问题及其对提升电池安全性和能量密度的决定性作用。 后锂时代储能技术： 重点介绍钠离子电池、锌离子电池和液流电池的系统设计，分析它们在电网级大规模储能应用中的成本效益和环境友好性。 第六章：氢能生态系统的构建与关键技术 氢能被视为构建零碳能源体系的重要一环。本章关注于氢气的制备、储存和利用的工业化瓶颈。 高效制氢： 比较电解水制氢（特别是质子交换膜PEM和固体氧化物SOEC）的效率与成本，并探讨可再生能源驱动下的绿色氢气生产技术。 安全与集成存储： 探讨高压气态储存、低温液态储存以及金属/有机框架材料（MOFs）中的固态储氢方案，及其在交通和工业应用中的工程考量。 --- 第三部分：智能制造与工业的深度融合 本部分聚焦于第四次工业革命的核心——如何利用信息技术和自动化手段，对传统工业流程进行颠覆性改造，实现生产效率、柔性化和质量控制的整体提升。 第七章：工业物联网（IIoT）与数据驱动的生产决策 智能制造的基础在于万物互联。本章探讨了传感器技术、边缘计算和云计算在工厂环境中的集成应用，以实现对生产流程的实时洞察和预测性维护。 数字孪生体的构建： 详细介绍如何通过高精度建模和实时数据映射，创建物理资产的虚拟副本，用于模拟、优化和故障预测，减少实际试错成本。 时序数据分析与预测性维护（PdM）： 阐述如何利用机器学习算法分析振动、温度、电流等海量传感器数据，提前识别设备衰退的早期迹象，将被动维修转变为主动干预。 第八章：增材制造（3D打印）的工业化深化 增材制造已从快速原型制作工具，演变为能够生产最终用途复杂零部件的关键制造技术。本章侧重于高精度金属和陶瓷3D打印的工艺控制和后处理技术。 面向性能的打印路径规划： 讨论激光熔融（SLM/EBM）过程中，如何通过优化扫描策略、粉末特性和惰性气体环境来控制材料的微观结构，避免孔隙率和残余应力。 异质材料的集成制造： 探索如何通过多材料打印技术，一次性制造出兼具结构支撑和功能集成（如散热、导电）的复杂组件。 第九章：人机协作与柔性自动化系统 未来工厂的特点是高度的柔性和高效的人机交互。本章分析了先进机器人技术在复杂装配和质量检测中的角色，以及安全、高效的人机协作模式。 协作机器人（Cobots）的应用边界： 探讨协作机器人在小批量、多品种生产线上的部署策略，以及视觉引导系统（Vision Guidance）如何赋予其环境感知能力。 质量控制的自动化升级： 介绍高分辨率光谱成像、超声波无损检测（NDT）与AI图像识别相结合的在线质量保证体系，实现零缺陷出厂的目标。 --- 结语：构建面向未来的工业生态 本书力求提供一个跨越学科边界的视角，揭示新材料、新能源与智能制造这三大支柱是如何相互赋能、共同驱动全球工业体系向着更高效、更可持续、更智能化的方向迈进的宏大图景。它不是对特定单一技术的简要介绍，而是对未来数十年工业技术发展逻辑和系统集成趋势的深度解析。

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最近翻阅了不少关于能源和材料领域的书籍，希望能对这个宏大的工业体系有个更清晰的认识。目前手头上的几本书，侧重点各有不同，有的深入探讨了全球能源转型的宏观经济学影响，分析了各国政策博弈背后的深层逻辑，比如某本探讨了可再生能源补贴政策对传统化石能源市场冲击的著作，它用大量的图表和复杂的计量模型，试图预测未来三十年内能源结构的可能走向。这本书的学术性很强，读起来需要耗费不少精力去理解那些复杂的经济学概念和数据分析方法，对于想了解能源战略层面决策者思维的人来说，无疑是一本很好的参考资料。它更关注的是“为什么”和“会怎样”，而非“如何做”。 另一个让我印象深刻的是一本关于新材料研发的专著，它聚焦于下一代电池技术，特别是固态电池和钠离子电池的电化学机理和制备工艺。这本书详细介绍了从实验室小试到中试放大的过程中遇到的各种技术瓶颈，比如界面阻抗问题、循环稳定性挑战等，内容非常硬核，充满了化学方程式和晶体结构图。对于材料工程师而言，这是宝贵的知识库，但对于非专业人士来说，门槛确实有点高，很多专业术语需要反复查阅才能勉强跟上作者的思路。它展现了基础科研如何艰难地向工业化迈进的过程，那种严谨和求真的态度令人敬佩。

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说起来，我最近还在看一本关于工业自动化和“工业4.0”实践的书籍。这本书不是那种空泛地谈论概念的书，而是深入到实际工厂车间的案例研究。它着重描述了如何利用物联网（IoT）、大数据分析和人工智能算法，对传统制造业的生产线进行智能化改造。书中有一个章节详细记录了一家德国中型机械制造企业，如何通过部署传感器网络和预测性维护系统，将非计划停机时间降低了近40%的完整过程。从最初的成本效益评估，到数据清洗、模型训练，再到最终的系统集成，作者提供了一份非常详尽的路线图。这本书的语言非常务实，充满了工程术语和实施细节，对于希望将前沿技术应用于提升制造效率的现场工程师来说，具有极高的操作参考价值。它成功地将“智能制造”从一个时髦的口号，转化成了一系列可执行的技术步骤，让我对数字孪生等概念有了更具体的感性认识，理解了数据流在现代工厂中的“生命线”作用。

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最近让我感到耳目一新的，是一本探讨“蓝色经济”与海洋资源可持续利用的读物。这本书完全跳出了传统的陆地工业视角，将焦点集中在了海洋作为未来资源库的巨大潜力，同时也严肃地探讨了过度开发的风险。书中不仅介绍了深海采矿的技术挑战与环境伦理困境，还详细描述了海洋生物制药、海水淡化技术的前沿进展以及其能源消耗问题。作者的文笔充满了对自然的敬畏，同时又带着对人类科技力量的审慎乐观。与那些侧重于“石油”或“芯片”的著作不同，这本书的调性更为环保和长远，它不断提醒读者，人类的工业活动不应以牺牲地球上最大的生态系统为代价。读完后，我对海洋工程和资源治理的复杂性有了全新的理解，它不再仅仅是捕鱼和航运那么简单，而是一个充满科技博弈和生态责任的全新疆域。

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近期涉猎的另一本书籍，主要聚焦于全球基础设施投资与城市化进程中的材料科学应用。这本书以历史的眼光审视了水泥、钢铁等基础材料在不同文明阶段中的角色演变，并探讨了在当前气候变化背景下，如何开发低碳、高韧性的新型建筑材料。它不像一本纯粹的工程手册，反而更像是一部关于人类建造史的社会学著作，分析了材料的成本、可获得性如何塑造了城市的形态和社会的阶层结构。比如，书中对比了二十世纪初钢筋混凝土的普及如何使得摩天大楼成为可能，以及当代对于超高性能混凝土（UHPC）的研究，如何试图在保持强度的同时大幅减少碳足迹。作者的叙述风格兼具历史的厚重感和对未来的紧迫感，通过对具体建筑项目的剖析，展示了材料科学的突破是如何直接影响到我们居住和工作的空间，强调了“慢”材料（如可持续木材）与“快”工业（如快速成型）之间的张力与融合。

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我最近在阅读一本关于全球供应链韧性的书籍，这本书的视角非常宏大，它将目光投向了支撑现代工业体系运行的复杂网络，特别是关键矿产和高附加值零部件的国际流动。作者通过分析近年来几次重大的地缘政治事件和自然灾害对特定产业的影响，生动地阐述了“蝴蝶效应”在工业领域是如何体现的。例如，书中详细剖析了某个芯片关键原材料的单一供应国问题，以及由此引发的全球电子产品制造端的连锁反应。这本书的叙事方式更偏向于商业分析和国际关系，它大量引用了企业高管的访谈记录和智库报告，语言流畅，可读性很强，读起来像一本高质量的商业杂志深度报道合集。它让我开始重新审视我们日常接触到的每一个产品背后，隐藏着多么脆弱而精密的全球协作系统。这本书的价值在于揭示了“连接”的重要性，以及如何构建一个更具弹性和去中心化的生产网络，这对于任何一家跨国企业的高层管理者来说，都是必读之作。

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