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出版者:

作者:Bearne, Geoff 编

出品人:

页数:1302

译者:

出版时间:2009-2

价格:1922.00 元

装帧:

isbn号码:9780873397315

丛书系列:

图书标签:

Light Metals
Aluminum
Magnesium
Titanium
Metallurgy
Materials Science
Alloys
Processing
Properties
Applications

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具体描述

Light Metals 2009 presents the most up-to-date information on the state of primary aluminum science and technology. It's a great mix of practical applied technology and hard science, which is of invaluable benefit to the global aluminum industry as it strives to cut costs and increase profitability. Areas covered include: Alumina and Bauxite Aluminum Reduction Technology Cast Shop for Aluminum Production Electrode Technology for Aluminum Production Aluminum Hot Rolling/Aluminum Cold Rolling and Strip Process In the light metals industry, aluminum will always have serious competition from other materials. Held at the TMS Annual Meeting & Exhibition each year, the Light Metals series has become the definitive annual reference source in the field of aluminum production and related light metals technologies.

《冶金学与材料科学前沿》本书汇聚了冶金学和材料科学领域最新的研究成果与发展趋势，为相关领域的研究人员、工程师以及对材料科学感兴趣的读者提供一个全面而深入的视角。全书共分为五个部分，涵盖了从基础理论到前沿应用，从微观结构到宏观性能的广泛议题。第一部分：先进金属材料的制备与加工本部分重点关注新型金属材料的开发与先进制造技术。内容包括：高性能合金的设计与合成：深入探讨了如何通过元素设计、相图分析和计算模拟来设计具有优异力学性能、耐高温性能或耐腐蚀性能的新型合金，如高熵合金、铝基超塑性合金、钛合金等。研究涵盖了合金化元素的影响、相结构演变以及晶界行为对材料整体性能的调控机制。增材制造（3D打印）技术在金属材料领域的应用：详细介绍了激光熔化沉积（SLM）、电子束熔化（EBM）等增材制造技术在金属零部件制造中的优势与挑战。重点分析了不同工艺参数对打印件的微观结构、致密性、力学性能和表面质量的影响，并探讨了如何通过后处理技术（如热处理、机械加工）来优化打印件的性能。极端加工技术：介绍了超塑性成形、等温锻造、挤压等能够实现复杂形状或获得特殊微观结构的金属加工技术。重点阐述了这些技术如何通过精确控制变形温度、应变速率和变形量来优化材料的组织和性能。纳米材料的制备与表征：探讨了金属纳米颗粒、纳米线、纳米薄膜等的制备方法，如化学气相沉积（CVD）、原子层沉积（ALD）、湿化学法等，并介绍了用于表征这些纳米材料的先进技术，如透射电子显微镜（TEM）、扫描隧道显微镜（STM）等。第二部分：材料的微观结构与性能调控本部分深入研究材料的微观结构与其宏观性能之间的关系，并探讨调控机制：相变动力学与控制：详细阐述了固态相变（如奥氏体转变、沉淀析出、马氏体转变）的理论模型和实验研究方法。重点分析了温度、时间、应力等因素对相变过程的影响，以及如何通过热处理工艺来控制相变，从而获得理想的组织和性能。晶界工程与晶粒细化：探讨了晶界结构、成分以及晶界能对材料力学性能、电学性能和化学稳定性的影响。介绍了各种晶粒细化技术，如动态再结晶、细晶强化机制，以及它们在提高材料强度和韧性方面的作用。缺陷行为与弥散强化：研究了位错、空位、间隙原子等点缺陷和线缺陷在材料中的行为及其对性能的影响。重点介绍了弥散强化机制，例如通过引入第二相粒子来阻碍位错运动，从而提高材料的强度和蠕变抗力。界面科学与涂层技术：关注材料表面的界面现象，包括固-固界面、固-液界面和固-气界面的结构、化学和力学特性。详细介绍了各种表面改性技术和涂层技术，如PVD、CVD、热喷涂等，及其在提高材料的耐磨损、耐腐蚀、耐高温等性能方面的应用。第三部分：先进测试与表征技术本部分介绍了用于深入理解材料行为的先进测试和表征方法：原位（In-situ）表征技术：重点介绍在加载、加热、腐蚀等实际服役条件下对材料进行实时观测的技术，如原位电子显微镜、原位X射线衍射（XRD）、原位拉伸测试等。这些技术能够捕捉到材料在变形、相变、断裂等过程中的动态演变，提供更精细的结构-性能关联信息。计算材料学与模拟：阐述了第一性原理计算（如DFT）、分子动力学模拟（MD）、有限元分析（FEA）等计算工具在材料设计、性能预测和机理分析中的应用。重点关注如何通过模拟来理解原子尺度和介观尺度的现象，并指导实验研究。无损检测技术：介绍了超声检测（UT）、X射线成像、涡流检测等无损检测技术在材料质量控制和结构完整性评估中的应用。光谱与显微分析技术：涵盖了X射线光电子能谱（XPS）、俄歇电子能谱（AES）、能量色散X射线谱（EDS）、波长色散X射线谱（WDS）等表面成分和化学态分析技术，以及原子力显微镜（AFM）等表面形貌和力学性能测量技术。第四部分：功能性材料与应用本部分聚焦于具有特殊功能的先进金属材料及其在各个领域的创新应用：形状记忆合金（SMAs）与医用材料：深入研究了镍钛（NiTi）等形状记忆合金的相变机理，以及它们在生物医学领域的应用，如血管支架、人工关节、骨科植入物等。重点分析了生物相容性、可降解性以及力学匹配性等关键因素。储能材料与氢能应用：探讨了用于储氢、电池电极等领域的金属材料，如储氢合金、锂离子电池负极材料、燃料电池催化剂载体等。关注材料的储氢密度、充放氢速率、循环寿命以及电化学性能。高温合金与航空航天应用：详细介绍镍基高温合金、钴基高温合金等在航空发动机、燃气轮机等极端环境下的应用，分析了它们在高温强度、抗氧化、抗蠕变等方面的性能优势。先进电子材料与半导体器件：关注用于电子封装、互连线、半导体衬底等领域的金属材料，如铜、铝、金、贵金属合金等。研究其导电性、热导性、可靠性以及与半导体材料的界面兼容性。结构健康监测材料：介绍了智能材料在结构健康监测方面的应用，如应变传感器、疲劳裂纹检测材料等，以及它们如何为基础设施和工程结构的安全运行提供保障。第五部分：可持续性与循环经济本部分强调了材料科学在应对环境挑战和推动可持续发展中的作用：轻金属的回收与再利用：探讨了铝、镁、钛等轻金属的先进回收技术，包括物理分离、化学提纯等，以及如何提高回收材料的质量和应用范围，减少对原生资源的依赖。高性能材料的生命周期评估（LCA）：介绍了对材料从生产、使用到报废整个生命周期的环境影响进行评估的方法，以指导更环保的材料选择和设计。环境友好型材料的开发：关注开发可降解金属材料、低毒性金属合金以及使用可再生能源生产的金属材料，旨在最大程度地降低材料对环境的负面影响。先进的冶金过程与节能减排：介绍了优化冶金生产工艺，如采用更清洁的能源、改进还原剂、减少废气排放等，以提高资源利用效率并降低能源消耗。本书通过对上述各方面的深入探讨，旨在为读者提供一个全面、前沿且具有启示性的材料科学知识体系，鼓励创新性的研究和应用，共同推动材料科学与工程的进步。