具体描述
本书是为适应高职高专院校开展“机械制造基础课程设计”课而编写的。书中简明扼要地介绍了机械工程材料、铸造、锻造、焊接、机械加工五部分的工艺设计基本理论和原则，重点是对工艺设计的方法、步骤、查表、计算、绘制图表等内容进行了较为详细的阐述。书中列出了结合生产实际的各类工艺设计典型例题，还列出了进行各类工艺设计的基本资料及图表，可供设计时查阅。每章末都附有经过精心挑选的工艺设计练习题。
本书是作为高职、高专院校机械类、近机类、机电结合类专业讲授“机械制造基础”课程的配套教学用书，也可供有关的工程技术人员参考。
《先进材料的微观结构与性能表征技术》 内容简介 本书深入探讨了现代材料科学领域中，材料的微观结构如何决定其宏观性能，并详细介绍了用于揭示这些微观机制的前沿表征技术。全书旨在为材料工程师、研究人员和高年级学生提供一个全面、系统的知识框架，使读者不仅能理解材料行为的内在机理，更能熟练运用先进的分析工具进行材料的开发、设计与失效分析。 第一部分：材料微观结构的物理基础 本部分首先回顾了晶体学和固态物理学的基本原理，重点阐述了晶体结构、晶格缺陷（点缺陷、线缺陷、面缺陷）的形成及其对材料力学、电学和热学性能的影响。我们详细分析了位错理论在解释金属塑性变形中的核心作用，并引入了非晶态材料和复合材料的结构特征。 晶体缺陷的分类与能垒： 深入分析了空位、间隙原子、位错和晶界在不同温度和应力状态下的迁移机制。阐述了这些缺陷如何作为应力集中点或强化机制的基础。 电子结构与性能关联： 探讨了能带理论在解释导体、半导体和绝缘体电学特性上的应用，并延伸至磁性材料和光学材料的电子态密度分析。 微纳尺度结构的复杂性： 针对纳米材料，介绍了尺寸效应（Size Effect）对晶粒尺寸、表面能和量子限制效应的影响，这是理解新材料性能的关键。 第二部分：结构表征的核心技术——电子显微学 电子显微镜是当代材料分析的基石。本书投入大量篇幅系统介绍透射电子显微镜（TEM）和扫描电子显微镜（SEM）的原理、操作与数据解析。 扫描电子显微镜（SEM）及其成像模式： 详述了二次电子（SE）、背散射电子（BSE）成像的对比度形成机制，重点讲解了如何利用其高分辨率形貌观察能力进行断口分析、涂层厚度测量及表面粗糙度评估。 能量色散X射线谱学（EDS/EDX）： 详细阐述了X射线产生原理和能谱采集方法。内容覆盖元素定性和定量分析、元素面扫描（Mapping）技术，特别强调了在微区分析中如何校正吸收效应和荧光效应以提高定量精度。 透射电子显微镜（TEM）的深度解析： 涵盖了高分辨率透射电镜（HRTEM）在晶格成像、晶面间距测量中的应用。同时，重点讲解了电子衍射（SAED）模式的解析，用于确定晶体取向和晶粒结构。 高通量微观结构分析： 介绍了焦点离子束（FIB）技术在制备TEM样品中的关键作用，以及如何结合自动化图像分析技术实现微观特征的大规模、统计学表征。 第三部分：成分与化学态分析技术 准确获取材料的化学成分分布和化学价态是性能理解的另一关键。本部分聚焦于光谱学和离子束分析技术。 X射线光电子能谱（XPS/ESCA）： 深入解析了XPS的物理基础，包括光电效应和结合能的意义。重点讲解了如何通过谱峰的化学位移来确定元素的氧化态、配位数及界面化学环境，这对于催化剂和电池材料的研究至关重要。 俄歇电子能谱（AES）： 介绍了AES在极高空间分辨率下进行表面元素分析的能力，并阐述了其在薄膜界面分析中的优势。 拉曼光谱与红外光谱（FTIR）： 阐述了振动光谱学如何用于分析材料的分子结构、化学键合状态和晶格振动模式。特别是在高分子材料和半导体材料的缺陷识别中，这些技术提供了独特的见解。 二次离子质谱（SIMS）： 详细介绍了SIMS的灵敏度优势，尤其是在痕量元素和同位素分析方面的应用，包括深度剖析技术以揭示多层结构中的元素扩散行为。 第四部分：晶体结构与应力/应变分析 精确确定材料的晶体结构、相组成以及内部应力状态，是材料设计优化的基础。 X射线衍射（XRD）基础： 系统介绍了布拉格定律、粉末衍射和单晶衍射的原理。重点讲解了如何利用衍射峰的半峰宽（FWHM）计算晶粒尺寸和微观应变，以及如何通过Rietveld精修技术确定复杂的晶体结构参数。 中子衍射： 介绍了中子散射作为XRD的互补技术，特别是在轻元素（如氢）分析和磁性结构研究中的独特优势。 同步辐射光源技术： 探讨了高能、高通量同步辐射X射线在进行原位（In-situ）高压、高温或加载过程中的结构演变研究中的前沿应用。 第五部分：动态性能与界面特性表征 材料的性能往往与其在服役条件下的动态响应和界面行为密切相关。 力学性能的微观关联： 结合纳米压痕技术（Nanoindentation）和原子力显微镜（AFM），讲解如何直接测量材料在纳米尺度下的硬度、弹性模量以及粘弹性响应。 热性能与热分析： 详细介绍了差示扫描量热法（DSC）、热重分析（TGA）和热机械分析（TMA）在确定材料的转变温度、热稳定性和热膨胀系数中的应用。 界面与表面能表征： 探讨了接触角测量、表面等离子体共振（SPR）等技术如何量化材料表面的润湿性、吸附特性以及生物相容性。 总结与展望 本书的最终目标是建立“结构-制备-性能”之间的清晰联系。通过掌握这些先进的表征技术，读者将能够系统性地诊断材料问题，指导新材料的理性设计，并最终推动材料科学向更高性能、更具功能化的方向发展。书末附有详细的案例分析，展示如何将多种表征手段综合运用，以解决复杂的材料工程挑战。
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