Hard Coatings Based on Borides, Carbides and Nitrides pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:Minerals, Metals, & Materials Society

作者:

出品人:

页数:0

译者:

出版时间:1998-02

价格:USD 144.00

装帧:Hardcover

isbn号码:9780873393898

丛书系列:

图书标签:

• Hard Coatings
• Borides
• Carbides
• Nitrides
• Surface Engineering
• Materials Science
• Thin Films
• Wear Resistance
• Tribology
• Protective Coatings

好的，这里为您提供一份关于《Hard Coatings Based on Borides, Carbides and Nitrides》的图书简介。 --- 《Hard Coatings Based on Borides, Carbides and Nitrides》图书简介 核心主题： 本书深入探讨了一类重要的功能性材料——基于硼化物（Borides）、碳化物（Carbides）和氮化物（Nitrides）的硬质涂层（Hard Coatings）。这些材料以其卓越的物理化学性能而著称，包括极高的硬度、优异的耐磨损性、耐腐蚀性、耐高温氧化性以及良好的导电或绝缘特性。本书全面系统地梳理了这类涂层的制备技术、微观结构表征、性能评估及其在现代工业应用中的关键作用。 内容架构与深度： 本书内容覆盖了从基础理论到前沿应用的多个层面，结构严谨，兼具理论深度与工程实用性。 第一部分：基础理论与材料体系概述 本部分为读者奠定坚实的理论基础，首先介绍了硬质涂层在现代工程中的战略地位及其面临的挑战。重点阐述了硼化物、碳化物和氮化物这三大类材料体系的化学键合特性、晶体结构特点以及它们赋予涂层优异机械性能的内在机理。 硼化物（Borides）： 特别关注了过渡金属硼化物，如二硼化钛（TiB2）和硼化锆（ZrB2）。讨论了它们在超高温陶瓷和导电涂层中的应用潜力，以及如何通过精确控制化学计量比来优化其热稳定性和导电性。 碳化物（Carbides）： 涵盖了最广泛的一类，如碳化钨（WC）、碳化钛（TiC）和碳化铬（Cr3C2）。重点分析了碳化物涂层在切削工具和耐磨部件中的应用，包括如何通过控制晶粒尺寸来提升韧性和抗冲击能力。 氮化物（Nitrides）： 主要讨论氮化钛（TiN）、氮化铬（CrN）和氮化铝（AlN）等。深入剖析了这些涂层在提高表面耐蚀性和润滑性方面的优势，以及在半导体和生物医学领域的潜在用途。 第二部分：先进涂层制备技术 本部分详尽介绍了当前工业和实验室中最主流和前沿的硬质涂层制备技术，旨在为材料工程师提供实际操作指导和工艺优化思路。 物理气相沉积（PVD）技术： 详细阐述了磁控溅射（Magnetron Sputtering）、电弧蒸发（Arc Evaporation）等技术。重点分析了影响涂层形貌、致密度和内应力的工艺参数（如基底偏压、气体分压和沉积温度）的控制策略。 化学气相沉积（CVD）与等离子体增强化学气相沉积（PECVD）： 探讨了CVD方法在制备厚膜和复杂几何形状工件涂层上的优势，以及PECVD在降低沉积温度和提高薄膜质量方面的改进。 先进热喷涂技术： 涵盖了高速火焰喷涂（HVOF）和等离子喷涂（Plasma Spraying）在制备高密度、低孔隙率硼化物和碳化物涂层方面的应用，特别关注了如何处理粉末原料和优化喷涂路径。 后处理技术： 探讨了退火、激光熔覆等后处理工艺对涂层晶体结构演变、内应力释放及最终性能的决定性影响。 第三部分：微观结构与性能表征 精确的结构表征是理解和预测涂层性能的关键。本章详细介绍了用于分析这些复杂陶瓷涂层的先进表征手段。 结构分析： 使用X射线衍射（XRD）分析晶相组成和残余应力；利用扫描电子显微镜（SEM）和透射电子显微镜（TEM）观察涂层/基体界面、晶粒尺寸、取向和缺陷结构。 机械性能测试： 重点介绍了纳米压痕（Nanoindentation）用于测量硬度和弹性模量；摩擦磨损测试（Tribology）分析涂层的抗磨损寿命和摩擦系数，尤其是在干摩擦和润滑条件下的行为差异。 环境稳定性评估： 讨论了高温氧化测试、腐蚀浸泡实验以及在特定化学环境（如酸、碱溶液）中的稳定性分析。 第四部分：工业应用与前沿研究方向 本书的最后部分将理论与实践紧密结合，展示了这些硬质涂层在关键工业领域中的成功案例，并展望了未来的发展趋势。 切削与成形： 阐述了如何利用TiN、TiAlN和类金刚石（DLC）涂层（常作为碳化物基涂层的补充）显著提升硬质合金刀具和模具的使用寿命。 航空航天与能源： 讨论了硼化物和碳化物涂层在高温涡轮叶片、抗氧化涂层和燃料电池组件中的应用，重点关注其在极端热负荷下的可靠性。 生物医学与微电子： 介绍了生物相容性氮化物涂层在植入物和医疗器械中的应用，以及高介电常数氮化物在微电子器件封装中的潜力。 前沿展望： 探讨了多组分（Multi-component）和梯度结构涂层（Gradient Coatings）的设计，旨在协同优化硬度、韧性和界面结合力，以应对更严苛的服役环境。 目标读者： 本书面向材料科学、机械工程、表面工程、化学工程领域的本科生、研究生以及从事相关研发、工艺改进和产品设计的高级工程师和科研人员。 ---

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我花了相当一段时间来消化这本书中关于氮化物涂层稳定性的章节，坦白说，它的叙述方式实在太过“学术化”，缺乏必要的背景铺垫。比如，作者在讨论氮化物在高温环境下的氧化行为时，直接跳跃到了复杂的相图分析，却没有花笔墨去解释为什么特定的氮化物（比如TiN）比其他材料更早失效，或者说，在实际工业应用中，工程师通常采用哪些简单的、基于经验的预处理方法来延缓这一过程。这本书的结构似乎是按照材料种类划分的，这在检索特定信息时是方便的，但对于构建一个连贯的知识体系却是不利的。读起来更像是在查阅一部工具书的特定章节，而不是阅读一本有逻辑流程的专著。我尤其感到失望的是，在涉及到成本效益分析和可扩展性生产工艺的部分，内容几乎是空白的。硬质涂层之所以重要，很大程度上是因为它们能显著提升工具寿命，从而降低制造成本，但这本书似乎完全忽略了“经济学”这一重要维度，只专注于“物理化学”的完美性。这使得整本书的实用性大打折扣，仿佛是脱离了工业现实的纯理论探讨。

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这本书对于硼化物涂层，尤其是那些在极端摩擦学应用中的表现，介绍得颇为深入，但其组织结构让人费解。我发现自己经常需要在不同的章节之间来回翻阅，试图将关于特定硼化物的机械性能数据与它们在不同沉积技术下的微观结构联系起来。作者似乎更热衷于展示最新的光谱分析结果和高分辨透射电镜图像，而不是用清晰的语言将这些数据背后的物理意义阐述明白。举个极端的例子，关于HfB2涂层的热障性能，书中列举了大量的热导率数据点，但对于“如何通过调整掺杂物来系统地调控热导率范围”这一核心工程问题，描述得含糊不清。对我来说，这更像是一份由多个科研小组在不同时间点贡献的章节汇编，缺乏统一的编辑腔调和逻辑连接。阅读体验上，时而感觉被推向前沿研究的最深处，时而又被抛入陈旧的文献引用堆砌中，这种不稳定的阅读节奏，极大地分散了我的注意力，使得深入理解变得异常困难。

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关于碳化物部分，这本书的深度令人印象深刻，尤其是在涉及单晶和多层结构的应力管理策略上。然而，这种深度是以牺牲可读性为代价的。书中对“残余应力对涂层结合强度的影响”的讨论，虽然详尽地分析了各个张量分量，但却鲜有提及在实际喷涂过程中，操作人员如何通过调整加热速率或冷却曲线来实时、有效地控制这些应力。我期待的是一本能够桥接实验室到工厂的著作，一本能让制造工程师受益的书。但这本书更像是写给纯粹的材料物理学家看的，充斥着对晶格畸变和位错运动的微观分析，而对宏观的、可操作的工艺窗口描述却异常简略。这种偏颇的侧重，使得书中绝大多数的宝贵信息，对于那些急需解决现有涂层剥落或早期失效问题的产业界人士来说，其价值被大大削弱了。感觉作者们更享受在微观世界里构建数学模型，而不是将模型转化为可量化的生产参数。

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这本关于硼化物、碳化物和氮化物硬质涂层的书，给我的感受非常复杂。首先，我得承认，我对材料科学领域的了解深度有限，所以当我翻开这本书时，期望的是一本能够引导我入门，至少能让我对这些先进涂层有一个宏观认识的读物。然而，这本书的深度似乎直指专家领域，大量的专业术语和复杂的理论模型，让我感觉自己像一个误闯高能物理实验室的普通访客。它并没有提供一个清晰的“路线图”来解释这些材料是如何从基础化学反应发展到实际应用的。举个例子，书中对反应溅射的描述，虽然技术上详尽无遗，但对于如何根据不同的基材选择合适的功率和气体配比，缺乏足够的实际案例支撑，这使得我这种想动手实践的读者感到无从下手。它更像是一份详尽的研究报告汇编，而非一本面向更广泛工程师或学生的教材。我希望看到更多关于涂层微观结构与宏观性能之间关系的直观解释，例如，显微镜下的晶界如何影响涂层的抗疲劳性，但这些内容往往被淹没在冗长的公式推导之中。坦白说，这本书的价值更多体现在其对现有研究的深度总结上，对于初学者而言，它的学习曲线过于陡峭，让人望而却步。

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这本书的整体排版和图表质量是无可挑剔的，这无疑是其优点之一。大量的扫描电镜和能量分散谱（EDS）数据图谱，清晰地展示了不同合成条件下形成的物相。然而，即使是这些高质量的图表，有时也未能有效服务于核心论点。例如，在一个关于TiCN多层涂层的对比图中，清晰地显示了不同层厚度下的硬度差异，但配文却只是一段冗长的背景介绍，没有对“最佳层厚比”的形成机制给出明确的、可以被读者快速吸收的结论性阐述。总而言之，这本书像是一座巨大的、未完全开发的宝藏，里面储存了海量的、精确的科学数据，但缺乏一个清晰的、符合现代工程思维的导航系统。它要求读者本身就拥有极高的专业背景和极大的耐心，才能从中挖掘出真正具有指导意义的信息。对于大多数寻求快速、系统化学习硬质涂层工程应用的读者来说，这本书更像是一本深度参考手册，而非入门或进阶的学习伴侣。

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