Measurement of High Temperature in Furnaces and Processes pdf epub mobi txt 电子书下载 2026

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出版者:Amer Inst of Chemical Engineers

作者:David P. Dewitt

出品人:

页数:249

译者:

出版时间:1986-12

价格:USD 39.50

装帧:Paperback

isbn号码:9780816903634

丛书系列:

图书标签:

高温测量
炉内温度
工业过程
热工测量
温度传感器
热电偶
红外测温
高温材料
热处理
过程控制

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具体描述

创新材料与极端环境下的热力学挑战图书名称：创新材料与极端环境下的热力学挑战图书简介：本书深入探讨了在极端高温、高压、强腐蚀性等非传统工况下，新型功能材料的性能评估、服役行为分析以及热力学行为的精确量化。随着航空航天、核能、先进制造和能源转换等领域的飞速发展，对材料所能承受的环境极限提出了前所未有的要求。本书旨在为材料科学家、工程师以及研究人员提供一套系统的理论框架和实用的分析工具，以应对这些复杂系统中的热力学难题。第一部分：极端环境下的材料科学基础本部分首先回顾了经典热力学在描述极端条件下的局限性，并引出了统计力学和非平衡态热力学在理解复杂材料系统中的必要性。第一章：非常规相变与材料稳定性深入分析了在超高温度（例如，超过材料熔点、但仍保持固态或液态的亚稳态）和高应力耦合作用下，材料微观结构的演变和相变动力学。重点讨论了高熵合金（HEAs）和陶瓷基复合材料（CMCs）在极端热循环下的晶界迁移、析出相的形成与溶解机制。利用第一性原理计算（DFT）结合分子动力学模拟（MD），对材料在高温下的缺陷扩散激活能进行了精确估算，为预测材料的长期蠕变和断裂提供了坚实的理论基础。第二章：极端腐蚀与表面热力学聚焦于材料在高温氧化、硫化、熔盐腐蚀等极端化学环境中的界面行为。详细阐述了扩散系数与活度系数在非理想体系中的变化规律。通过建立基于Pourbaix图的扩展模型，分析了在高温电化学势下材料的腐蚀倾向与保护膜的热稳定性。特别关注了超高温陶瓷（UHTCs）在氧化气氛下形成的致密氧化层（如$ ext{HfO}_2, ext{ZrO}_2$）的热力学稳定性及其对长期服役寿命的决定性影响。第二部分：先进测量技术与数据解析本部分侧重于描述和量化极端环境下材料的热物理参数，强调了实验方法的创新与数据处理的严谨性。第三章：非接触式热物性测量的前沿技术系统介绍了激光闪射法（LFA）、瞬态平面热源法（TPS）在高精度热扩散率测量中的应用拓展。针对材料在高温下发射率随温度变化的非线性问题，详细探讨了红外辐射温测量（Pyrometry）的校准标准和误差修正技术，特别是针对具有强反射性或半透明材料（如某些先进玻璃和陶瓷）的测量挑战。提出了基于高频调制激光的瞬态热物性同步测量方案，以区分表面效应和体相效应。第四章：高温高压下的热容与焓变精确测定详细解析了使用反应量热法（RC）和差示扫描量热法（DSC）在极端温压条件下的操作规范和数据校正方法。讨论了高精度量热实验中，仪器系统与样品容器之间的热损失补偿策略。引入了先进的“温阶法”和“调制温度法”在高熵合金固溶过程热容测定中的应用，以揭示其独特的无序熵贡献。第三部分：多场耦合下的热力学模型构建本部分将热力学原理与力学、电磁场等其他物理场耦合，建立更贴近实际工况的预测模型。第五章：热-力-电耦合下的材料响应探讨了热梯度、机械应力与电荷传输之间的相互作用。重点研究了热电材料在高温温差驱动下的塞贝克效应优化问题，包括优化材料的功率因子和热导率。在力学方面，分析了热应力集中导致材料疲劳和脆性断裂的内在机理，并结合有限元分析（FEA），模拟了复杂结构件在快速升温过程中的热梯度分布和残余应力演化。第六章：反应性流体与材料界面的热化学本章专注于反应性流体（如高温等离子体、超临界流体或金属熔体）与固体材料的相互作用。建立描述物质迁移和化学反应平衡的热力学模型，用于指导热障涂层（TBCs）的设计。详细分析了高温气相沉积（HPCVD）过程中，前驱体分解、气相传输以及固体沉积速率的热力学驱动力，并探讨了如何利用热力学控制实现薄膜的均匀性和界面结合强度。结论与展望：本书的最后总结了当前研究的前沿方向，包括利用机器学习和高通量计算来加速极端环境材料热力学性能的预测。强调了对非平衡态热力学现象的深入理解，是未来开发下一代耐高温、高可靠性工程材料的关键所在。本书期望能够激发读者对跨学科交叉领域的思考，推动更安全、更高效的极端环境工程技术的实现。