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出版者:知识出版社

作者:许玉芳，卞杏英编著

出品人:

页数:371

译者:

出版时间:2007-1

价格:16.80元

装帧:

isbn号码:9787501551910

丛书系列:

图书标签:

• 1
• 新金属
• 金属材料
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《未来新金属》 引言 人类文明的每一次飞跃，都与新材料的发现和应用密不可分。从石器时代的岩石，到青铜时代的铜，再到铁器时代的铁，金属材料始终扮演着推动社会进步的关键角色。如今，我们正站在一个全新的时代门槛，一个由前所未有的材料科学突破所引领的时代。本书《未来新金属》将带您深入探索那些正在塑造我们明日世界的革命性金属材料，以及它们将如何重塑我们的生活、科技与未来。 第一章：微观世界的奇迹——纳米金属材料的崛起 纳米技术，这个曾经只存在于科幻小说中的概念，如今已悄然渗透到材料科学的各个角落。本章将聚焦于纳米金属材料，揭示它们在原子和分子尺度上展现出的惊人特性。我们将深入了解金属在纳米尺度下为何会产生如此显著的性能变化，例如强度的指数级提升、导电导热效率的优化，以及独特的催化活性。 超强纳米晶体金属： 探索比传统高强度钢更轻、更坚固的纳米晶体金属如何被制造出来，以及它们在航空航天、汽车制造和高性能结构件领域的潜力。想象一下，一架飞机外壳使用纳米金属，可以大幅减重，提高燃油效率；一辆汽车的安全结构，可以提供前所未有的碰撞保护。 纳米合金的新纪元： 了解通过精确控制不同金属元素的比例和纳米结构的排列，如何设计出拥有特定性能的纳米合金。例如，具有超强耐腐蚀性的纳米合金，能够应对极端海洋环境的挑战，或用于精密医疗器械；具有形状记忆效应的纳米合金，可以在温度变化下自动恢复原状，为可穿戴设备和智能机器人提供全新的可能性。 纳米金属催化剂： 揭示纳米金属在化学反应中的神奇作用，它们如何成为高效的催化剂，加速能源转化、环境治理和精细化学品生产。例如，利用纳米金属催化剂，可以更有效地将二氧化碳转化为有用的化学品，或更高效地分解污染物，为环境保护提供强有力的技术支持。 第二章：轻盈的革命——镁合金与铝合金的进化 在追求轻量化的道路上，镁合金和铝合金早已功不可没。然而，它们的进化并未止步。本章将深入探讨新一代镁合金和铝合金在成分设计、微观组织调控和加工工艺方面的最新进展，以及这些进步将如何进一步拓展它们的应用领域。 新一代高强韧镁合金： 了解如何通过加入稀土元素、稀有金属或先进的晶界强化技术，显著提升镁合金的强度和韧性，克服了传统镁合金易脆的缺点。这些新材料有望在汽车发动机罩、车身结构件、以及航空器内部组件等领域替代重型金属，实现显著的减重效果。 超塑性与高疲劳寿命铝合金： 探讨新型铝合金如何通过精确的合金化和热处理工艺，实现超塑性成形，大幅降低复杂零件的制造成本；同时，新合金的疲劳寿命也得到大幅提升，为需要承受反复应力的航空部件和高速列车提供了更可靠的解决方案。 镁铝复合材料的优势： 剖析镁与铝通过先进的冶金技术结合，形成的复合材料所带来的协同效应。例如，镁基体的轻质与铝基体的优异性能结合，可以实现更好的强度重量比，并在特定应用场景下提供更优越的综合性能。 第三章：韧性与强度的极致追求——钛合金与镍基高温合金的突破 钛合金以其优异的强度重量比、耐腐蚀性和生物相容性，在航空航天、医疗等领域占据重要地位。而镍基高温合金，则是支撑现代航空发动机、燃气轮机等高温设备的基石。本章将聚焦于这些“明星”材料在性能极限上的不断突破。 高性能钛合金的发展： 深入了解新一代钛合金如何通过优化元素配比、引入新型强化相，以及采用先进的粉末冶金和增材制造技术，实现更高的强度、更好的断裂韧性和更优异的抗疲劳性能。这些进步将使钛合金在航空发动机叶片、起落架、以及深海探测设备等领域发挥更大作用。 下一代镍基高温合金： 探索如何通过精确控制镍基合金中钴、铬、铝、钼、钨等元素的含量，以及引入铼等贵金属，显著提高其在极高温度下的强度、抗蠕变性和抗氧化性。这些材料的突破，将直接推动航空发动机推力提升、燃气轮机效率提高，从而为能源和交通领域带来革命性的改变。 新型耐热合金： 除了镍基合金，本章还将介绍其他新型耐热合金，例如高温铝合金、钼合金等的最新研究进展，以及它们在特定高温环境下的独特优势和应用前景。 第四章：新能源的驱动者——功能性金属材料的新篇章 金属材料不仅仅是结构材料，它们更是驱动新能源技术发展的关键。本章将聚焦于那些在能源储存、能量转换和热管理方面展现出巨大潜力的功能性金属材料。 储氢金属材料的革新： 探讨新型金属氢化物材料如何实现更高容量、更快的充放氢速率以及更好的循环稳定性，为氢能储存和运输提供安全高效的解决方案。这对于发展氢燃料电池汽车和清洁能源储存至关重要。 热电转换金属材料： 介绍那些能够直接将热能转化为电能（或反之）的金属材料，以及它们在废热回收、温差发电等领域的应用前景。想象一下，汽车排气管的热量可以被转化为电能，为车载电子设备供电；或者通过温差发电，为偏远地区提供稳定的电力。 智能形状记忆与阻尼合金： 了解这些能够响应外部刺激（如温度、磁场）而改变形状，或在振动时吸收能量的金属材料，它们在智能驱动器、隔振减震、以及精密仪器中的应用。 先进热管理材料： 介绍具有优异导热性能的金属材料，以及它们在电子设备散热、新能源电池热管理等方面的关键作用。 第五章：可持续的未来——绿色金属与循环经济 随着全球对可持续发展的日益关注，金属材料的生产和使用方式也在发生深刻变革。本章将探讨如何通过绿色冶金工艺、先进回收技术以及生物基金属材料，构建更加可持续的金属产业。 绿色冶金技术： 介绍低能耗、低排放的金属冶炼和加工新工艺，例如电弧炉炼钢的优化、氢冶金的应用，以及利用可再生能源驱动的冶炼过程。 高效金属回收与再利用： 探讨先进的金属回收技术，如何从废旧产品中高效提取有价金属，最大化资源利用率，减少对原生矿产资源的依赖。 生物基金属与生物矿化： 展望利用微生物或生物过程来提取、合成或修复金属材料的未来可能性，以及生物矿化技术在金属材料生产中的潜在应用。 结论 《未来新金属》不仅仅是一本书，它更是对人类创造力和科技进步的颂歌。本书所呈现的未来金属材料，预示着一个更加轻盈、更强韧、更智能、更清洁的未来。从微观的原子排列到宏观的应用场景，这些新金属正在以前所未有的方式重塑我们的世界。本书旨在激发读者对材料科学的兴趣，鼓励创新思维，并共同展望一个由未来新金属驱动的美好明天。

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我花了相当长的时间才消化完《未来新金属》中的所有内容，这绝对是一部需要反复研读的著作。这本书的结构设计非常具有前瞻性，它没有拘泥于我们现在已经掌握的技术，而是大胆地将目光投向了二十年、五十年后的材料需求。其中关于“拓扑绝缘体在结构力学中的潜在应用”那几页，简直让我激动不已，作者用一种近乎诗意的语言描述了宏观结构和量子现象之间的奇妙关联。更重要的是，它为我们提供了一套全新的思考框架。它教会我们，未来的工程问题，可能无法用过去的材料思维去解决。我发现，书中对“智能材料”的描绘，不再是简单的变色或形变，而是深入到了材料对环境刺激的复杂反馈机制层面。这本书的阅读难度不低，因为它要求读者具备一定的基础知识背景，但回报是巨大的——它为你打开了一扇通往材料科学新纪元的门。那些对未来科技发展方向感到迷茫的专业人士，这本书或许能提供关键的指引和灵感。

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这本《未来新金属》读完后，我感到一种强烈的震撼，它不仅仅是一部关于材料科学的书，更像是一部跨越时空的史诗。作者在叙述过程中展现了对前沿科技的深刻洞察力，将那些晦涩难懂的物理和化学概念，通过极其生动、富有画面感的文字呈现在我们面前。例如，书中对“超导材料的临界温度突破”的描述，简直让人身临其境，仿佛能感受到电子在晶格中自由穿梭的奇妙景象。它探讨了在极端环境下，新金属如何改变我们对“坚固”和“轻盈”的传统认知。我尤其欣赏作者在平衡科学严谨性与文学感染力方面的功力，没有陷入堆砌专业术语的泥潭，而是巧妙地将科学原理融入到对未来工业、航空航天乃至日常生活的想象之中。整本书的结构布局也十分巧妙，从基础理论的梳理，到实际应用的案例分析，再到对伦理和社会影响的哲学思辨，层层递进，逻辑清晰得让人拍案叫绝。对于任何对材料学抱有好奇心，或者正在从事相关领域研究的人来说，这本书绝对是近期读到的最有价值的读物之一，它拓宽了我的视野，激发了我对未知领域探索的无限热情。

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初翻开《未来新金属》，我本以为会是一本枯燥的教科书式读物，没想到内容却出奇地引人入胜，它成功地避开了学术论文的沉闷，反而像是一位经验丰富的工匠在娓娓道来他的“心血结晶”。这本书的独特之处在于，它没有停留在理论的纸上谈兵，而是大量穿插了真实世界的工程挑战和突破。我记得其中关于“自修复金属”的那一章，描述了工程师们如何在微观层面设计出具备自我感知和修复能力的结构件，这简直是科幻照进现实的典范。作者的笔触非常细腻，他关注的不仅是金属的性能指标，更是这些性能背后驱动人类进步的根本动力。读到一些关于深海勘探和太空殖民中对新型合金的需求时，我能真切感受到那种紧迫感和创新压力。这本书的阅读体验是渐进式的，每一章都会让你对下一章产生更深的期待，它不是那种可以随便翻阅的书，需要你投入时间和心力去细细品味其中的每一个论断和每一个实验细节。总而言之，它成功地将一个看似冰冷的科学领域，注入了火热的探索精神。

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这本书的阅读体验着实令人耳目一新，它不像我之前读过的任何一本技术专著。让我印象特别深刻的是，作者在叙述中保持了一种近乎冥想式的节奏感。他似乎不太急于抛出最终结论，而是带领读者一步步走过科学发现的崎岖小径。比如，在讨论“超轻质高强度复合材料”时，他用了大量的篇幅来描述早期实验失败的教训，那些挫折、误判和柳暗花明的瞬间，使得最终的成功显得更加来之不易。这种叙事方式极大地增强了代入感，让读者体会到科学研究的真实面貌——它充满了反复和迭代。此外，书中对“可持续性”和“循环经济”在金属冶金中的应用探讨也十分到位，这使得《未来新金属》不仅仅局限于技术本身，还上升到了对人类未来生产方式的思考层面。语言风格上，它显得非常内敛而精确，避免了浮夸的形容词，每一个词汇的选择都经过了深思熟虑，仿佛是经过精密加工的金属本身，具有极高的密度和强度。

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读罢《未来新金属》，我感觉自己的知识体系被彻底重构了一遍。这本书最大的魅力在于其宏大的叙事视野和对细节的极致把控。它不像是一本单一学科的书籍，更像是一个多维度的观察站，从冶金学、固态物理学、环境科学，乃至社会学，多角度审视“新金属”这个主题。我对作者处理历史脉络的方式特别赞赏，他没有将那些里程碑式的发现孤立叙述，而是将它们置于当时的技术背景和社会需求之下，展示了科学是如何被时代所塑造，又是如何反过来塑造时代的。例如，书中对二战后航空工业对钛合金需求的剖析，生动展现了“需求驱动创新”的强大力量。文字风格上，它保持了一种冷静、客观的学术姿态，但偶尔又会在关键的转折点迸发出强烈的思辨火花，引导读者进行更深层次的哲学思考——我们对“更强、更轻”的追求，到底有没有边界？这本书的价值在于，它不仅告诉你“是什么”，更重要的是，它在追问“为什么”和“将如何”。

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