先进结构陶瓷及其复合材料

先进结构陶瓷及其复合材料 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

出版者:化学工业出版社
作者:尹衍升陈守刚李嘉
出品人:
页数:296
译者:
出版时间:2006-10
价格:39.00元
装帧:简裝本
isbn号码:9787502590154
丛书系列:
图书标签:
  • 材料学
  • 结构陶瓷
  • 陶瓷复合材料
  • 先进陶瓷
  • 材料科学
  • 工程陶瓷
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  • 无机非金属材料
  • 粉末冶金
  • 高温材料
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具体描述

本书系《先进陶瓷丛书》之一,在综述国内外先进结构陶瓷及其复合材料研究现状的基础上,从材料学的角度,分别阐述了其结构、性能、特点及其应用,并在此基础上结合作者 多年的研究成果全面系统地介绍了铁—铝金属间化合物/氧化锆陶瓷基结构复合材料的设计、制备、组织结构、性能及其相互关系等方面的研究成果,并对该类复合材料的强韧化机制进 行了分析总结。

  本书内容全面,结构完整,可供从事陶瓷和复合材料研究、生产及其应用开发的科技人 员参考,亦可作为有关材料专业研究生用教材或参考书。

精密机械设计与制造中的新型材料应用探析 本书旨在深入探讨现代精密机械设计与制造领域中对先进材料的迫切需求、现有材料的局限性,并详细剖析一系列新型高性能材料的特性、制备工艺及其在关键工程应用中的优化策略。 本书并非聚焦于陶瓷或复合材料本身的基础科学,而是将视角置于“工程应用”这一核心,探讨如何利用材料科学的最新突破来推动机械系统的性能边界。 第一章:精密机械系统对材料性能的挑战与需求升级 本章首先界定何为“精密机械系统”,涵盖高精度机床、航空航天执行器、微电子封装设备等领域。重点分析这些系统在极端工况下对材料提出的严苛要求:超高刚度、极佳的尺寸稳定性(低热膨胀系数)、优异的耐磨性、抗疲劳能力以及在特定介质中的化学惰性。讨论传统金属材料(如高强度钢、钛合金)在追求极致轻量化和超高频振动阻尼特性时所遭遇的瓶颈。本章还将引入可靠性工程的概念,探讨材料微观结构缺陷如何转化为宏观系统失效,从而确立对具有更可预测微观结构控制能力的材料的研究必要性。 第二章:高性能聚合物基复合材料的结构优化与界面控制 本章转向高性能聚合物基复合材料(PMC)在精密机械中的应用潜力。内容聚焦于如何通过精细控制纤维(如碳纤维、芳纶纤维)与树脂基体的界面粘结强度来调控复合材料的宏观力学性能。详细阐述了不同铺层设计(如±45度层合板、三维编织结构)对材料抗剪切能力和抗冲击性能的影响。重点分析了热塑性复合材料在增材制造技术(如选择性激光烧结SLA、熔融沉积FDM)中的应用潜力,特别是如何通过控制冷却速率来影响聚合物的结晶度,进而优化制件的内部残余应力和几何精度。此外,对导电/导热聚合物复合材料在电磁屏蔽和热管理方面的最新进展进行了深入探讨。 第三章:特种工程塑料与高性能纤维的选型与应用 本章对一系列非金属、非陶瓷的特种工程塑料(如PEEK、PI、PPSU)的耐温性、耐化学腐蚀性以及低摩擦系数特性进行系统性梳理。着重分析这些材料如何替代传统金属材料,用于制造精密轴承、密封件和导轨系统,以实现“干摩擦”或“自润滑”设计。同时,详细介绍了具有极高强度和模量的超高分子量聚乙烯(UHMWPE)及其改性形式在减震和耐磨部件中的具体应用案例,包括其在振动抑制系统中的材料参数选择依据。 第四章:先进金属合金:微结构调控与性能提升 本章关注在极端载荷和温度条件下仍不可替代的金属材料。内容聚焦于新型高熵合金(HEA)和具有特定相结构的形状记忆合金(SMA)的研发进展。详细阐述了通过快速凝固、粉末冶金或增材制造等技术,如何精确调控金属合金的晶粒尺寸、析出相形态,以实现超高强度、优异的抗蠕变性能和疲劳寿命的平衡。特别讨论了激光增材制造(L-PBF)技术在制造复杂、一体化金属结构件时的优势与挑战,包括残余应力的控制和孔隙率的最小化策略。 第五章:功能性涂层与表面工程技术 本章的核心在于材料的表面性能优化,而非本体材料的变更。探讨了如何通过先进的表面处理技术,在既有基体材料上赋予其特定的功能。内容涵盖超硬类涂层(如类金刚石DLC、氮化钛TiN)在减少精密运动部件摩擦和磨损中的应用,以及用于提高耐腐蚀性和抗氧化性的热障涂层(TBC)。详细分析了等离子喷涂、磁控溅射等技术在控制涂层厚度、内应力和界面结合强度方面的关键工艺参数。此外,还引入了功能性梯度材料(FGM)的概念,讨论如何通过材料成分的平滑过渡来实现强度和韧性的协同优化。 第六章:复合材料在特定机械系统中的集成设计案例分析 本章通过多个工程案例,展示如何将前述的先进材料技术集成到实际的机械设计流程中。案例包括: 1. 高精度光学平台的主动隔振系统: 如何利用阻尼特性优异的聚合物夹层结构来吸收高频振动。 2. 微纳定位机构的轻量化与刚度优化: 探讨使用超高模量纤维增强材料代替传统铝合金,以提高系统的固有频率和响应速度。 3. 极端环境下的密封与连接技术: 针对深海、真空环境,分析高性能金属/塑料/涂层复合系统如何保证长期密封性能。 本书强调的是材料选择与结构设计的相互耦合关系,旨在为机械工程师和材料科学家提供一套系统的、以应用为导向的先进材料工具箱和设计思维框架。本书的重点在于工程实施、工艺控制和系统性能提升,而非围绕先进陶瓷及其复合材料的晶体结构、烧结理论或化学计量学展开深入论述。

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用户评价

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《先进结构陶瓷及其复合材料》这本书的价值在于它提供了一个关于材料科学的完整知识体系,尤其是在先进结构陶瓷及其复合材料领域。书中对各种高性能陶瓷材料的化学组成、晶体结构、显微组织以及力学、热学、电学性能之间的内在联系进行了深入的探讨。我非常赞赏书中对氧化铝、氧化锆、碳化硅、氮化硅等关键陶瓷材料的详细介绍,包括它们的制备方法、烧结行为、相变机理以及在不同应用场景下的性能特点。在复合材料方面,书中重点介绍了纤维增强陶瓷基复合材料(FRCs),详细阐述了如何通过选择不同的增强纤维(如碳纤维、碳化硅纤维、氧化铝纤维)和优化纤维/基体界面来提高材料的整体性能。书中对“界面设计”的深入分析,让我明白了界面在传递应力、控制断裂行为以及提高材料抗热冲击性方面的重要作用。书中还提供了关于陶瓷基复合材料的多种制备工艺,如化学气相沉积(CVD)、液相浸渗(LPI)、熔融浸渗(MI)等,并对这些工艺进行了详细的比较和分析。我特别关注了书中关于材料失效机制的讨论,如裂纹萌生、扩展以及断裂韧性的影响因素,这对于理解材料在实际应用中的可靠性至关重要。书中大量的图表和实例,使得抽象的理论知识变得更加生动和易于理解。这本书为我打开了一个全新的视野,让我对先进陶瓷及其复合材料的理解上升到了一个新的高度。

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《先进结构陶瓷及其复合材料》这本书给我最深刻的感受是其内容的严谨性和前瞻性。书中对先进结构陶瓷的组成、结构、性能以及制备工艺进行了全面而深入的探讨。在陶瓷材料基础部分,书中对各种非氧化物陶瓷(如碳化硅、氮化硅、氮化硼等)的晶体结构、化学键合、缺陷行为及其对力学、热学和电学性能的影响进行了详细的分析。例如,书中对于氮化硅陶瓷的微观结构与高温力学性能的关系的阐述,让我理解了晶界相、晶粒尺寸等因素如何影响材料在高应力、高温环境下的表现。在复合材料部分,书中重点介绍了纤维增强陶瓷基复合材料(FRCs),包括各种增强纤维(如碳纤维、碳化硅纤维、氧化铝纤维)的特性、制备方法以及在陶瓷基体中的分布状态。书中对“界面”的强调尤为突出,详细阐述了界面在传递载荷、影响断裂行为以及控制材料性能方面的重要作用,并介绍了多种界面改性技术,如涂层、插入层等。我非常欣赏书中对不同制备工艺(如高温固相反应法、化学气相渗透法、熔融浸渗法)的对比分析,以及如何根据材料体系和应用需求选择最合适的工艺。书中列举的实际应用案例,如航空发动机热障涂层、切削刀具、生物陶瓷等,都充分展示了先进结构陶瓷及其复合材料的巨大潜力。这本书不仅是一本专业教材,更是一本能够启发思考、指引方向的科学著作。

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初次翻开《先进结构陶瓷及其复合材料》这本书,我就被它厚重的分量和严谨的排版所吸引。作为一名对新材料领域怀有浓厚兴趣的读者,我一直在寻找一本能够系统性地梳理先进结构陶瓷发展脉络,并深入探讨其复合材料化趋势的著作。这本书无疑满足了我的期待。书中对不同种类先进结构陶瓷的起源、发展历程、基本原理以及关键性能进行了详尽的介绍,从氧化物陶瓷到非氧化物陶瓷,从单相陶瓷到多相陶瓷,作者都力求还原其最本质的科学逻辑。例如,在介绍氧化铝陶瓷的部分,书中不仅阐述了其优异的硬度、耐磨性和高温稳定性,还详细分析了影响其烧结过程的各种因素,如颗粒尺寸、添加剂以及烧结气氛等,并通过大量的实验数据和图表来佐证这些理论。更令我印象深刻的是,书中对陶瓷材料的微观结构与宏观性能之间关系的探讨,如何通过控制晶界、孔隙率以及相分布来优化材料的力学性能、热学性能和电学性能,这为我理解陶瓷材料的设计提供了新的视角。此外,书中还穿插了许多陶瓷材料在航空航天、能源、生物医学等领域的应用案例,这些鲜活的例子让我对陶瓷材料的未来发展充满了信心,也激发了我对更深层次研究的渴望。这本书的深度和广度都达到了相当高的水平,绝对是一本值得反复研读的专业书籍,对于任何想要深入了解先进结构陶瓷及其复合材料领域的读者来说,这都将是一次宝贵的知识之旅。

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在阅读《先进结构陶瓷及其复合材料》的过程中,我最先被吸引的是其对复合材料设计理念的深刻剖析。书中详细阐述了通过引入第二相或第三相来弥补单一陶瓷材料在韧性、强度或抗热震性等方面的不足。例如,对于 SiC 陶瓷基复合材料,书中不仅分析了碳纤维、碳化硅纤维等增强体的种类、制备方法及其对复合材料整体性能的影响,还重点探讨了纤维与基体之间的界面设计。如何优化界面结合强度,既要保证应力能够有效传递,又要避免界面反应导致性能下降,这是陶瓷基复合材料设计中的一个核心挑战,而这本书为我们提供了非常系统性的解决方案。书中对于不同增强体(如纤维、颗粒、晶须)在陶瓷基体中的分布、取向对宏观力学性能(如断裂韧性、弯曲强度)的预测模型进行了深入的讨论,并结合了有限元分析等现代计算工具,使得这些理论分析更加直观和具有说服力。我特别关注了书中关于“相容性”和“界面相”的章节,理解了不同材料在高温下的相互作用机制,以及如何通过涂层技术来控制界面反应,从而获得稳定的高性能复合材料。书中列举的多种制备工艺,如化学气相沉积(CVD)、液相浸渗(LPI)、熔融浸渗(MI)等,都配以详细的流程图和微观组织照片,让我能够清晰地了解到每种工艺的优缺点以及适用范围。这种细致入微的讲解,对于渴望掌握复合材料设计和制备技术的工程师和研究者来说,无疑是巨大的财富。

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在阅读《先进结构陶瓷及其复合材料》的过程中,我被书中对材料微观结构与宏观性能关系的精妙阐释所折服。书中详细介绍了先进结构陶瓷的微观结构特征,如晶粒尺寸、晶界、第二相粒子、孔隙等,以及这些特征如何影响材料的力学性能(如强度、韧性、硬度)、热学性能(如导热性、热膨胀系数)和电学性能(如介电常数、电阻率)。例如,在介绍氧化锆陶瓷的增韧机制时,书中详细分析了相变增韧、微裂纹偏转、纤维桥联等多种机制,并阐述了这些机制与陶瓷微观结构的密切关系。在复合材料部分,书中重点介绍了如何通过引入增强相(如纤维、颗粒、晶须)来改善陶瓷基体的性能,并详细讨论了增强相的类型、尺寸、形貌、取向以及它们在基体中的分布状态对复合材料宏观性能的影响。书中对“界面”的重视也给我留下了深刻的印象,书中详细阐述了界面在传递载荷、影响断裂行为以及控制材料性能方面的作用,并介绍了多种界面改性技术,如涂层、插入层等。书中还提供了关于陶瓷基复合材料的多种制备工艺,如化学气相沉积(CVD)、液相浸渗(LPI)、粉末冶金法等,并对这些工艺进行了详细的比较和分析。我非常欣赏书中对材料性能表征方法的详细介绍,如显微组织观察、力学性能测试、热学性能测试等,这些方法为理解和评价陶瓷材料提供了重要的手段。

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阅读《先进结构陶瓷及其复合材料》的过程,仿佛经历了一场穿越时空的科学之旅。书中从基础的陶瓷材料科学讲起,循序渐进地引导读者进入到先进陶瓷及其复合材料的复杂世界。我特别喜欢书中对早期陶瓷材料发展史的回顾,那些关于早期陶瓷制品如何为现代材料科学奠定基础的叙述,让我对这个古老而又充满活力的领域有了更深的敬意。书中对陶瓷材料的分类和性能描述也十分系统,无论是高强度、高硬度的结构陶瓷,还是具有特殊电学、热学性能的功能陶瓷,书中都给予了充分的关注。在复合材料方面,书中详细介绍了纤维增强、颗粒增强、晶须增强等多种复合方式,并对各种复合材料的制备工艺进行了详尽的比较分析。我尤其对书中关于“界面工程”的章节印象深刻,书中探讨了如何通过控制界面反应、优化界面结构来提升复合材料的综合性能,这为我理解和设计新型高性能陶瓷基复合材料提供了宝贵的思路。书中大量的实验数据和性能曲线,让我能够直观地了解不同材料在各种工况下的表现,并从中学习如何进行材料的性能评估和选择。更值得称赞的是,书中还讨论了先进结构陶瓷及其复合材料在未来潜在的应用领域,如高温结构件、先进传感器、生物医学植入物等,这些前瞻性的探讨,让我对这个领域的发展充满了期待。

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《先进结构陶瓷及其复合材料》一书在理论深度和实践指导性之间找到了一个令人赞叹的平衡点。在理论层面,书中对陶瓷材料的本征性质,如晶体结构、化学键合、缺陷类型及其对电学、磁学和光学性能的影响进行了深入的阐述。我特别欣赏书中对氧化锆陶瓷增韧机制的详细解读,从马氏体相变增韧到微裂纹偏转,再到晶界滑移,这些复杂的微观机制被清晰地解析出来,并与宏观力学性能的变化趋势紧密联系。这使得我对材料设计不再仅仅停留在经验层面,而是有了更深层次的科学认知。在实践层面,书中提供了大量关于材料选择、工艺优化和性能表征的实用建议。例如,在介绍陶瓷基复合材料的抗氧化性能时,书中详细对比了不同表面涂层的防护效果,并给出了如何根据使用环境选择最合适的涂层材料的指导。此外,书中还涉及了许多先进的表征技术,如透射电子显微镜(TEM)、扫描电子显微镜(SEM)以及X射线衍射(XRD)等,并提供了如何通过这些技术来分析材料的微观结构、相组成和缺陷信息,从而指导材料的改进。书中大量的图表和案例研究,让我能够将抽象的理论知识转化为具体的实践操作,对于正在进行相关研究的读者来说,这本书提供了一个非常好的起点和参考框架,它不仅教会我“是什么”,更重要的是教会我“为什么”和“怎么做”。

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《先进结构陶瓷及其复合材料》这本书给我带来的不仅仅是知识的增长,更是一种对科学探索精神的感悟。书中对先进结构陶瓷的发展历程进行了细致的梳理,从最初的朴素应用到如今的精密设计和高性能制造,展现了人类在材料领域不断追求卓越的历程。在陶瓷材料的基础部分,书中对氧化物陶瓷、非氧化物陶瓷的化学组成、晶体结构、显微组织、性能特点以及制备工艺进行了详尽的介绍。例如,在讨论碳化硅陶瓷的增强机制时,书中详细阐述了其高强度、高硬度、优异的耐磨性和耐高温性,以及如何通过控制晶粒尺寸和减少缺陷来进一步提升其力学性能。在复合材料领域,书中重点介绍了纤维增强陶瓷基复合材料(FRCs),详细阐述了纤维与基体之间的界面在传递载荷、影响断裂行为以及提高材料抗热冲击性方面的重要性。书中对“界面工程”的深入探讨,为如何设计和制备高性能陶瓷基复合材料提供了宝贵的理论指导和实践经验。书中列举了多种先进的制备技术,如化学气相沉积(CVD)、液相浸渗(LPI)、熔融浸渗(MI)等,并对这些技术进行了详细的比较和分析,帮助读者理解不同工艺对材料最终性能的影响。我特别欣赏书中对材料在极端环境下的性能表现的分析,如高温、高压、腐蚀等,以及它们在航空航天、能源、国防等领域的应用前景,这让我对这个领域的发展充满了信心。

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翻开《先进结构陶瓷及其复合材料》,我立刻被书中系统性的内容和深入的分析所吸引。书中对先进结构陶瓷的定义、分类、基本原理和发展趋势进行了详尽的阐述。在陶瓷材料的本征性能方面,书中详细介绍了氧化铝、氧化锆、碳化硅、氮化硅等关键陶瓷材料的化学组成、晶体结构、显微组织、力学性能、热学性能和电学性能。例如,在介绍氮化硅陶瓷时,书中不仅详述了其高强度、高硬度、优异的耐磨性和耐高温性,还深入分析了其微观结构(如晶粒尺寸、晶界相、第二相粒子)如何影响其力学性能。在复合材料方面,书中着重介绍了纤维增强陶瓷基复合材料(FRCs),详细分析了增强纤维(如碳纤维、碳化硅纤维、氧化铝纤维)的特性、制备方法以及在陶瓷基体中的分布状态对复合材料宏观性能的影响。我特别被书中对“界面”的强调所吸引,书中详细阐述了界面在传递载荷、影响断裂行为以及控制材料性能方面的重要性,并介绍了多种界面改性技术,如涂层、插入层等。书中还提供了关于陶瓷基复合材料的多种制备工艺,如化学气相沉积(CVD)、液相浸渗(LPI)、粉末冶金法等,并对这些工艺进行了详细的比较和分析。我非常赞赏书中对材料失效机制的讨论,如裂纹萌生、扩展以及断裂韧性的影响因素,这对于理解材料在实际应用中的可靠性至关重要。书中大量的图表和实例,使得抽象的理论知识变得更加生动和易于理解。这本书为我打开了一个全新的视野,让我对先进陶瓷及其复合材料的理解上升到了一个新的高度,为我的研究提供了坚实的基础和丰富的灵感。

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在我对《先进结构陶瓷及其复合材料》这本书进行深入阅读的过程中,我逐渐感受到它不仅仅是一本技术手册,更是一部关于材料创新与突破的编年史。书中对先进结构陶瓷的发展历程进行了系统性的梳理,从早期对陶瓷材料的简单认识,到如今对高性能、功能化陶瓷及其复合材料的精准设计和制造,这一过程的艰辛与辉煌都跃然纸上。在介绍陶瓷基复合材料时,书中详细阐述了如何通过引入增强相来克服陶瓷材料的脆性问题,并着重分析了纤维增强陶瓷基复合材料(CFCCs)在提高材料韧性、强度和抗热冲击性方面的优势。我尤其被书中关于“强化机理”的章节所吸引,例如,微裂纹偏转、纤维桥联、基体裂纹止裂等,这些复杂的物理过程被清晰地描绘出来,让我能够理解陶瓷基复合材料是如何实现增韧的。书中对各种陶瓷基复合材料的制备方法,如化学气相沉积(CVD)、液相浸渗(LPI)、粉末冶金法等,都进行了详细的介绍,并分析了不同方法对材料微观结构、界面以及最终性能的影响。书中大量的实验数据和理论模型,为理解材料性能与制备工艺之间的关系提供了坚实的基础。此外,书中还讨论了先进结构陶瓷及其复合材料在极端环境下的性能表现,如高温、高压、腐蚀等,以及它们在航空航天、能源、国防等领域的应用前景,这让我对这个领域的发展充满了信心。

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