Advances in Fire Retardant Materials pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:

作者:Horrocks, A. R. (EDT)/ Price, D. (EDT)

出品人:

页数:384

译者:

出版时间:

价格:2663.00 元

装帧:

isbn号码:9781420079616

丛书系列:

图书标签:

• Fire retardancy
• Flame retardant materials
• Polymer science
• Materials science
• Combustion
• Thermal stability
• Material safety
• Engineering
• Chemistry
• Nanomaterials

智能制造与新材料的交叉前沿：面向极端环境的先进结构设计与性能调控 书籍简介 本书深入探讨了在极端工作环境下（如超高温、强腐蚀、高应力、辐射暴露等）对材料结构与性能提出的严苛挑战，并聚焦于如何通过先进的制造技术与新材料体系的交叉融合，实现高性能结构件的可靠设计与服役寿命的显著提升。全书内容紧密围绕现代工程领域对轻量化、高可靠性和多功能集成化的迫切需求展开，侧重于从微观结构到宏观性能的完整认知链条构建。 第一部分：极端环境下的材料失效机制与本征性能调控 本部分首先对当前航空航天、深空探测、核能利用以及尖端能源设备（如燃气轮机和高超声速飞行器）所面临的典型热-力-化耦合作用下的材料降解模式进行了系统梳理。重点分析了氧化、蠕变、热疲劳、辐照损伤以及应力腐蚀开裂等关键失效途径。 超高温热防护系统（TPS）材料的基体效应与界面行为： 详细解析了陶瓷基复合材料（CMC）和先进耐火合金在长时高温暴露下的相变动力学、晶界迁移与脆化机制。探讨了通过优化烧结助剂和引入纳米级增强相来调控晶粒尺寸和提高抗氧化涂层附着力的策略。 高熵合金（HEA）的构效关系研究： 阐述了HEA中“高混乱度”对提高材料的熵效应驱动的固溶强化和拓扑结构稳定性带来的积极作用。通过第一性原理计算和分子动力学模拟，探究了不同元素比例对缺陷迁移能垒和层错能的影响，为设计抗辐照和抗蠕变的结构材料提供了理论基础。 先进聚合物基体的耐化学/辐射老化： 针对电子封装和功能涂层应用，分析了聚酰亚胺（PI）、聚苯并噁唑（PBO）等高性能聚合物在强酸、有机溶剂及高能粒子辐照下的链断裂、交联密度变化及力学性能衰减规律。研究了新型光稳定剂和抗氧化剂对聚合物长效稳定性的保护作用。 第二部分：增材制造（AM）赋能的复杂结构设计与材料系统集成 本部分将焦点转向增材制造技术如何突破传统材料加工工艺的限制，实现具有梯度结构和内部复杂拓扑的先进构件的制造。重点讨论了定向凝固、晶体生长控制以及残余应力管理在制造过程中的关键作用。 激光选区熔化（SLM）与电子束熔化（EBM）的工艺窗口优化： 深入分析了不同粉末床熔融工艺中，光斑扫描策略、能量密度控制对致密度、晶粒取向和内应力分布的影响。特别关注了在镍基高温合金和钛合金制造中，如何通过优化预热温度和冷却速率，有效抑制微裂纹的形成和宏观变形。 梯度功能材料（FGM）的增材制造实现： 探讨了通过多材料打印技术，实现材料成分或微结构在空间上的连续变化，以平衡不同服役面层之间的热膨胀系数失配或强度差异。案例分析包括热障涂层与基体之间的过渡层设计以及功能界面在疲劳载荷下的应力分散效应。 微结构导向的增材制造（Directed Energy Deposition, DED）： 阐述了利用AM技术精确控制材料凝固前沿，实现晶粒的柱状生长或单晶化，以最大化特定方向上的抗蠕变性能。研究了基于在线监测和反馈控制的闭环制造系统，用于实时修正热历史和晶粒取向偏差。 第三部分：多尺度建模与性能预测的集成化平台构建 为确保新材料和复杂结构的可靠应用，本部分强调了理论计算、数值模拟与实验验证相结合的跨尺度研究范式。 从原子到断裂的损伤演化模拟： 介绍如何利用密度泛函理论（DFT）预测点缺陷、位错核心结构及其在环境介质中的反应活性。在此基础上，结合相场法（Phase-Field Method）模拟裂纹萌生和扩展的微观机制，尤其是在腐蚀环境下的耦合作用。 计算疲劳与寿命预测模型： 详细阐述了基于应变控制和能量释放率的疲劳寿命预测框架，并将其应用于增材制造构件中由缺陷和残余应力引起的疲劳敏感性分析。引入了概率模型（如Weibull分布）来量化制造缺陷对整体结构可靠性的影响。 数字孪生与实时健康监测（SHM）的集成： 探讨了如何利用先进传感器技术（如声发射、光纤布拉格光栅）获取材料服役中的实时数据，并将其反馈至多尺度模型中，对结构剩余寿命进行动态、在线的修正预测。构建了面向极端环境的材料-结构-性能的数字孪生框架，支持主动维护和安全决策。 总结与展望 本书不仅是一本关于先进材料性能的深度综述，更是一本关于如何利用前沿制造技术和计算工具来解决现实工程难题的操作指南。它为材料科学家、结构工程师以及从事高端制造的技术人员提供了一个整合性的知识平台，旨在推动新一代极端环境用结构材料和功能系统的研发进程。本书的理论深度与工程应用广度相结合，预示着未来先进制造与材料科学将更加紧密地服务于国家战略需求和可持续发展目标。

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