具体描述
This comprehensive, student friendly text is intended for use in an introductory course in physical metallurgy and is designed for all engineering students at the junior or senior level. The approach is largely theoretical but all aspects of physical metallurgy and behavior of metals and alloys are covered. The treatment used in this textbook is in harmony with a more fundamental approach to engineering education. An extensive revision has been done to insure that the content remains the standard for metallurgy engineering courses worldwide.
好的，这是一本关于高级材料科学基础的图书简介，旨在深入探讨金属材料的宏观性能与微观结构之间的复杂关系，着重于材料的制备、加工、性能评价及其在工程应用中的行为。 --- 《先进金属材料：结构、性能与应用基础》 内容提要 《先进金属材料：结构、性能与应用基础》 是一部全面且深入的教材与参考手册，它系统地阐述了现代工程金属材料的设计理念、本征特性以及其在苛刻工况下的响应机制。本书超越了基础的相图分析和晶体缺陷理论，专注于当代材料科学的前沿课题，如高熵合金（HEAs）、增材制造（AM）金属、纳米结构材料的构筑，以及材料在极端环境（如高温、高辐照、强腐蚀）下的服役行为。 本书结构严谨，逻辑清晰，旨在为材料工程师、冶金学家以及相关领域的科研人员提供一个坚实的理论框架和实用的分析工具。全书分为四大核心部分，共计十八章。 --- 第一部分：金属本征结构与热力学精修 (Refined Thermodynamics and Intrinsic Structure) 本部分从更精细的尺度和更严格的热力学角度审视金属材料的构成。 第一章：高阶晶体缺陷动力学 本章深入探讨位错运动、交互作用的非线性动力学模型，并引入了亚结构演化与宏观塑性之间的定量联系。重点分析了孪晶边界（Twinning Boundaries）作为强化机制的精确热力学驱动力，以及其在超细晶粒（UFG）材料中扮演的角色。同时，详细阐述了位错-溶质原子钉扎（PEierls-Nabarro力场）在不同应变率下的响应机制。 第二章：非平衡态相变与组织控制 超越经典的相图，本章聚焦于快速冷却、高压处理等非平衡态过程对材料组织的影响。内容包括：快速凝固过程中的枝晶生长抑制理论，液态金属间的相互扩散系数在非等温条件下的修正模型。特别引入了计算机模拟在预测非平衡相形成中的应用，如蒙特卡洛模拟和相场法（Phase-Field Modeling）在析出相形貌控制中的实践。 第三章：电子结构与本征粘合力 本章将材料性能的根源追溯至电子能带结构。内容涵盖：密度泛函理论（DFT）在计算材料弹性模量、点缺陷形成能及电子-声子耦合系数中的应用。重点分析了过渡金属中$d$电子的填充情况如何决定其剪切模量和韧性-脆性转变温度（DBTT）。此外，还详细讨论了金属间化合物的共价-金属键混合特性如何影响其高温蠕变抗性。 --- 第二部分：先进加工工艺与微观结构调控 (Advanced Processing and Microstructure Engineering) 本部分着重于如何通过现代冶金和加工技术，人为地“设计”出具有特定微观结构的金属材料。 第四章：增材制造（3D打印）中的熔池动力学 本章是针对选择性激光熔化（SLM）和电子束熔炼（EBM）等技术的核心分析。它不只是描述工艺流程，而是深入探讨激光-粉末相互作用的瞬态热传导模型，以及熔池的快速凝固过程中形成的各向异性微观结构。详细分析了打印缺陷（如未熔合孔隙、气孔）的形成机理，并提出了通过优化扫描策略来控制残余应力和晶粒取向的方法。 第五章：高能塑性变形与亚结构演化 本章侧重于超高应变塑性加工技术，如高压扭转（HPT）和搅拌摩擦焊（FSW）。深入解析了在极高应变下，金属晶粒如何经历动态再结晶、亚晶粒细化、甚至转变为非晶态的复杂链式反应。关键内容包括：动态材料模型（DMM）在预测加工窗口中的应用，以及如何利用亚结构工程来打破传统强度-塑性之间的权衡关系。 第六章：纳米晶体与超细晶粒材料的制备与稳定性 本章聚焦于尺寸效应，探讨纳米晶粒的制备技术（如电化学沉积、高能球磨）。讨论了纳米晶体材料在热处理和应力作用下，晶界迁移和晶粒粗化的热力学稳定性限制。引入晶界工程的概念，通过添加特定杂质或设计界面能，来稳定纳米尺度的组织结构。 --- 第三部分：服役性能与失效机制的跨尺度分析 (Multiscale Performance and Failure Mechanisms) 本部分将材料性能的评估提升到跨尺度的视角，从原子级损伤到结构性失效。 第七章：高温蠕变与断裂的耦合模型 详细阐述了高温金属材料的长期可靠性问题。本章区分了扩散控制的Nabarro-Herring蠕变、位错滑动控制的稳态蠕变，以及高温合金中 $gamma'$ 相的析出与断裂韧性的相互影响。引入了粘塑性本构方程来描述复杂的应变历史对蠕变寿命的累积效应。 第八章：疲劳裂纹萌生与扩展的损伤累积理论 本章侧重于循环载荷下的损伤评估。内容包括：基于临界平面法的疲劳寿命预测，以及裂纹扩展过程中的表面效应和环境协同作用。对于增材制造金属，本章特别分析了内部孔隙作为疲劳裂纹起裂源的概率模型及其对整体寿命的贡献。 第九章：辐照损伤与材料肿胀 本章针对核能和空间应用，深入研究高能粒子（中子、质子）对金属晶格的破坏。重点分析了空位和间隙原子团簇的形成与迁移，以及这些缺陷如何诱发材料的晶体结构转变（如辐照诱导的非晶化）和宏观的体积肿胀。 第十章：应力腐蚀开裂（SCC）的电化学与应力耦合 本章将腐蚀科学与力学结合。详细探讨了SCC的敏感性评估方法，以及活性溶解模型在解释特定合金（如镍基合金）在氯离子环境下的局部活化机制。讨论了残余应力在诱发SCC中的关键作用。 --- 第四部分：功能性与新型金属合金设计 (Functional Alloys and Novel Design) 本部分展望了未来金属材料的发展方向，侧重于具有特殊性能的合金体系。 第十一章：高熵合金（HEAs）的构筑原理与多主元效应 本书对HEAs的探讨深入到“高复杂度”层面。本章阐述了高熵效应、迟滞扩散、本征局域结构等核心概念，并分析了HEA中复杂的析出相形成规律。重点讨论了如何通过精确调控组元比例实现体心立方（BCC）或面心立方（FCC）结构的稳定性调控。 第十二章：形状记忆合金（SMAs）的本构描述 本章聚焦于马氏体相变的热机械耦合行为。详细介绍了大变形下的应力-应变滞后回线的物理机制，并使用了包含热软化和应变硬化的先进本构模型（如Tanaka-Nagai模型）来精确预测其在热循环下的恢复能力和疲劳寿命。 第十三章：先进轻质合金的强化机制 针对航空航天应用，本章深入研究了新一代铝锂（Al-Li）合金和镁基合金的强化策略。重点分析了GP区和S相的有序结构在阻碍位错运动中的效率，以及如何通过微合金化来控制晶界处的脆性相析出，以提高综合韧性。 第十四章：金属基复合材料（MMCs）的界面控制 本章探讨了金属基体与陶瓷或碳材料增强体之间的相互作用。核心内容是界面反应动力学，分析界面层（如金属间化合物）的厚度和化学成分如何决定复合材料的有效模量和高温性能。并介绍了先进粉末冶金技术在实现均匀弥散增强方面的潜力。 --- 总结与展望 《先进金属材料：结构、性能与应用基础》旨在构建一座连接基础科学与尖端工程实践的桥梁。全书强调定性和定量的结合，鼓励读者运用计算工具和实验验证来解决复杂的材料工程问题。本书的深度和广度，使其成为冶金工程和材料科学领域研究人员和高级学生的必备参考书。
作者简介
目录信息
读后感
评分
评分
评分
评分
评分
用户评价
评分
评分
评分
评分
评分
相关图书
本站所有内容均为互联网搜索引擎提供的公开搜索信息，本站不存储任何数据与内容，任何内容与数据均与本站无关，如有需要请联系相关搜索引擎包括但不限于百度，google,bing,sogou 等
© 2026 qciss.net All Rights Reserved. 小哈图书下载中心 版权所有