非晶态合金镀及其镀层性能 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:科学出版社

作者:高诚辉

出品人:

页数:488

译者:

出版时间:2004-4

价格:58.00元

装帧:简裝本

isbn号码:9787030122124

丛书系列:

图书标签:

• 非晶态合金
• 镀层
• 材料科学
• 金属材料
• 表面工程
• 电镀
• 腐蚀
• 力学性能
• 薄膜技术
• 功能材料

晶体学与材料科学前沿探索：金属间化合物的结构、合成与应用 本书旨在为材料科学家、冶金工程师以及相关领域的研究人员，提供一份深入探讨金属间化合物（Intermetallic Compounds, IMCs）这一独特材料体系的综合性参考。 书中将目光聚焦于那些在传统晶体材料与非晶态材料之间架起桥梁，或展现出超越传统合金特性的先进结构——金属间化合物。全书内容围绕晶体结构、热力学稳定性、微观组织控制、制备工艺优化及其在极端环境下的性能表现展开，力求构建一个全面、严谨且具有前瞻性的知识框架。 第一部分：金属间化合物的基础理论与晶体结构解析 本部分奠定了理解金属间化合物复杂性的理论基石。我们将从原子尺度的相互作用入手，详细阐述相图热力学在预测和控制IMC形成中的核心作用。 第一章：金属间化合物的定义与分类 区别于传统的固溶体或简单的机械混合物，金属间化合物以其明确的化学计量比和高度有序的晶格结构著称。本章将系统梳理不同类型的IMC，例如基于Laves相、$ ext{Ni}_3 ext{Al}$ 型（$L1_2$）有序体心立方结构、以及复杂的多主元体系。重点分析有序与无序转变的判据及其对材料宏观性能的影响。 第二章：高分辨结构表征技术 深入探讨用于解析IMC复杂晶体结构的现代表征手段。内容包括：X射线衍射（XRD）中如何利用衍射峰的强度和位置来确定原子占位和晶格畸变；透射电子显微镜（TEM）在高角度环形暗场（HAADF-STEM）模式下对亚纳米尺度界面和晶界结构的成像能力；以及中子衍射在区分轻元素（如氢、锂）占位方面的独特优势。对复杂结构，如高熵金属间化合物（HEIMCs）的平均结构和局部结构差异进行深入剖析。 第三章：缺陷工程与点缺陷热力学 IMC的性能往往被其固有的点缺陷（如空位、间隙原子、反位原子）所主导。本章聚焦于这些缺陷的热力学行为。讨论如何通过精确控制热处理条件（温度和气氛），调控费雷点（Fermi Level）的变化，进而影响空位浓度和扩散机制。引入维格纳-塞茨单元模型，用于更精确地描述点缺陷周围的应力场和电子结构重构。 第二部分：先进合成路径与微观组织控制 金属间化合物的宏观性能与其微观组织，特别是晶粒尺寸、晶界结构和第二相分布，息息相关。本部分致力于介绍和比较多种前沿的合成与制备技术。 第四章：传统与快速凝固技术在IMC制备中的应用 回顾传统的炉内冶炼和铸造方法，重点分析快速凝固技术（如熔体纺丝、气雾法）如何打破热力学平衡限制，形成亚稳态或微纳米晶结构的IMC。讨论快速冷却速率对非平衡相析出、枝晶形貌演变的影响机理。 第五章：固态反应与扩散连接技术 固态反应是制备高纯度、高均匀性IMC层的关键手段。本章详细分析了扩散退火过程中界面反应动力学、相变顺序的控制。特别关注利用机械合金化（MA）结合烧结技术，实现IMC粉末的细化和均匀混合，并讨论在致密化过程中亚稳相的演变路径。 第六章：定向凝固与单晶生长技术 对于高温结构材料而言，消除晶界是提升蠕变抗性和抗疲劳性的关键。本章深入探讨布雷顿-夏罗伊（Bridgman-Stockbarger）法和真空感应加热悬浮（Vapor-Liquid-Solid, VLS）技术在生长大型、无缺陷的单晶或定向凝固IMC铸件中的应用与挑战，包括溶质偏析的控制策略。 第三部分：金属间化合物的本征性能与应用潜力 本部分是全书的核心应用导向部分，聚焦于IMC在极端条件下的机械、热和电化学性能。 第七章：高温力学行为与抗蠕变机制 金属间化合物是下一代高温结构材料的有力竞争者。本章详细分析了如$ ext{Ni}_3 ext{Al}$和$ ext{Ti}_3 ext{Al}$等有序合金的应力驱动滑移（$gamma$相中的$ ext{a}/2langle 110 angle$滑移）和超点阵位错（Superlattice Dislocation）的运动阻力。引入蠕变断裂模型，解释脆性晶界和韧性晶界对高温寿命的决定性影响。 第八章：磨损与腐蚀的界面调控 在摩擦、磨损和化学侵蚀环境中，IMC的稳定性至关重要。讨论硬度与韧性的平衡，特别是通过引入弥散相或优化晶界来提升其抗剥落和抗点蚀能力。重点分析在氧化性或含硫气氛中，IMC表面形成的致密、稳定氧化物保护层的形成动力学和结构特征。 第九章：电化学与储能应用 金属间化合物在电化学领域展现出巨大的潜力。本章关注其作为锂离子电池负极材料（如硅基、锡基IMC）的性能。分析IMC结构对锂离子扩散系数、嵌入/脱嵌电压平台的调控作用。此外，还将探讨部分具有高离子导性的IMC在固态电解质中的应用前景。 第十章：展望与未来研究方向 总结当前IMC研究的热点与瓶颈，包括：如何利用机器学习和高通量计算加速新型IMC的筛选；如何通过梯度材料设计（Graded Materials）实现性能的平滑过渡；以及在极端高熵体系中实现宏量制备的可行性。 本书特色： 深度整合理论与实验： 每一章节均穿插了最新的实验数据分析和理论计算模拟结果，帮助读者理解现象背后的原子尺度机制。 侧重微观结构控制： 强调如何通过精确的工艺参数调控，实现所需宏观性能的最优化。 面向工程应用： 紧密结合航空航天、能源转换等高技术领域对IMC的实际需求。 本书内容详实，逻辑严密，是从事金属间化合物研究的科研人员不可或缺的工具书。

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说实话，我拿到这本书时，最大的疑虑在于它的实用性。市面上很多这类专业书籍，要么是纯理论的堆砌，读完后感觉知识很丰满，但动手能力却无从谈起；要么就是过于偏重工程案例，关键的科学原理讲得轻描淡写。这本书的开篇章节在处理这种平衡上，展现出了极高的水准。它并没有急于展示那些令人眼花缭乱的性能数据，而是花了相当篇幅去剖析“镀”这个过程中的能动因素——从电化学沉积的动力学到热力学控制的微妙平衡。我特别留意了其中对“晶界”这一概念的重新定义，在非晶态材料的语境下，它不再是传统意义上的缺陷，而是一种结构特征的描述，这种概念上的迭代让我对后续的性能分析有了全新的预期。书中对镀层形貌的描述，引入了大量高质量的电镜图谱分析，而且每一个图谱的下方都有详尽的参数解读，这对于做实验的人来说，简直是宝贵的“脚手架”。它不仅仅是告诉你“镀层很好”，而是告诉你“为什么好”以及“如何通过控制参数来优化这个好”。我非常希望接下来的章节能够对镀层在极端环境下的长期服役可靠性给出更详尽的案例分析，比如高频疲劳和腐蚀阻抗的交叉影响，这通常是实际应用中最难攻克的堡垒。

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这本书的阅读体验，很大程度上取决于作者的叙事节奏。我发现作者非常擅长设置“悬念”和“解答”。比如，在讨论到非晶态合金镀层的硬度和韧性这对似乎天生的矛盾体时，作者并没有直接给出结论，而是先列举了几种不同成分体系下的矛盾表现，让你在脑海中构建出不同的材料模型，然后才引入最新的合金设计策略——通过引入特定的微量元素来“锁定”或“重塑”结构，从而实现性能的协同提升。这种层层递进的叙述方式，极大地提升了阅读的参与感。我感觉自己不像是在被动接受知识，而是在和一位经验丰富的导师一起进行一场深入的学术思辨。尤其是关于镀液组分微调对成膜速率影响的章节，作者的数据图表绘制得极其清晰，那些复杂的非线性关系被可视化得一目了然，即便是初次接触这方面研究的人，也能快速抓住核心的控制点。如果能再多一些关于先进表征技术在镀层分析中的应用案例，比如原位拉曼光谱对内部应力演变的监测，那就更加完美了，这能让整个理论框架更加立体和丰满。

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坦白说，市面上的许多技术专著，往往为了追求“新颖性”而牺牲了基础的扎实性。但这本书在这一点上做得非常到位。它在深入探讨非晶态合金的独特优势时，始终没有忘记回顾传统晶态镀层的局限性，这种对比分析提供了一个极佳的参照系。书中对界面行为的探讨尤为精彩，它没有将镀层与基底的界面简单地视为一个“分界线”，而是将其视为一个主动参与材料性能形成的“活性区”。通过对冶金结合、扩散层厚度及其晶体结构的精细控制，作者展示了如何通过优化界面来提升整个复合体系的抗剥落能力。这一点，对于航空航天和高端模具制造领域至关重要。我特别欣赏书中对“可控失稳”这一概念的阐述，它揭示了如何在精确控制下，让非晶态结构在特定的温度或应力下转变为具有特殊优势的纳米晶结构，这是一种更高维度的材料设计哲学。我希望作者能用更具批判性的眼光，去审视当前研究中一些被过度神化的指标，并指出未来的研究盲区，这样能更好地引导青年研究者避开弯路。

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这部书的封面设计非常抓人眼球，那种深邃的蓝色调，配上一些金属光泽的纹理，一下子就把人带入了一个关于材料科学的神秘世界。我原本对“非晶态合金镀”这个概念只停留在教科书的字面理解上，觉得它可能偏向理论多一些，但翻开这本书的目录，我立刻意识到自己低估了它的广度和深度。首先吸引我的是它在概述部分对材料发展史的梳理，它没有枯燥地罗列数据，而是巧妙地将非晶态合金的诞生与时代背景、工业需求紧密联系起来，读起来就像在看一部材料科学的史诗。特别是其中关于快速凝固技术如何突破传统晶体结构限制的论述，那种逻辑的连贯性和论证的严密性，让我感觉作者对这个领域有着非常深刻的洞察力。虽然书中涉及高深的物理化学原理，但作者似乎深谙“化繁为简”的艺术，用了很多形象的比喻来解释那些抽象的微观结构变化。我期待接下来的章节能更深入地探讨实际应用中遇到的那些棘手问题，比如如何在大规模生产中维持镀层的均匀性和稳定性，这才是检验理论是否真正落地的关键所在。总的来说，从装帧到引言，这本书散发着一种既专业又富有吸引力的气质，让人迫不及待地想潜入其中，探索那片“无序之美”。

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这本书的文字风格，给我一种沉稳且极富人文关怀的感觉。尽管主题是冰冷的金属和严谨的物理化学，但字里行间流露出作者对材料科学那种近乎偏执的热爱。特别是章节收尾处的“反思与展望”部分，作者没有采用空洞的口号，而是提出了几个非常尖锐且具有前瞻性的挑战，例如如何设计出能在超高熵环境下依然保持非晶结构的合金体系，以及如何将这种镀层技术与增材制造（3D打印）技术无缝集成，以实现复杂零部件的表面功能化定制。这些思考远远超出了现有技术范畴，展现了作者深厚的学术视野和对未来技术趋势的精准把握。对于我们这些长期在实验室里摸爬滚打的人来说，这本书更像是一份来自行业顶尖专家的“行动指南”和“思想激发剂”。它没有提供一劳永逸的答案，而是提供了一整套思考问题的“工具箱”和解决问题的“方法论”。我期待这本书能成为一个长期的参考工具，随着我研究的深入，能不断地从中发掘出新的启发和解决方案。

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