超临界锅炉用T/P91钢的组织性能与工程应用 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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页数:295

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出版时间:2006-7

价格:48.00元

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isbn号码:9787536941113

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• T/P91钢
• 超临界锅炉
• 材料科学
• 工程应用
• 组织性能
• 高温材料
• 锅炉材料
• 冶金
• 失效分析
• 电力工程

《材料科学与工程前沿：新材料的制备、表征与应用》 图书简介 本书聚焦于现代材料科学与工程领域的前沿进展，系统梳理了高性能结构材料、功能材料以及先进复合材料在制备工艺、微观结构表征、性能优化及工程应用方面的最新研究成果与实践经验。全书结构严谨，内容涵盖了从基础理论到具体工程案例的广泛知识体系，旨在为材料科学家、工程师、科研人员及相关专业学生提供一份深入且实用的参考指南。 第一部分：先进结构材料的制备与性能调控 本部分深入探讨了新一代高强度、高韧性结构材料的制备技术及其内在机制。重点关注了基于新型合金设计理念的金属材料，如高熵合金（HEAs）和析出强化型超高强度钢的制备工艺优化。 高熵合金的相变控制与微观结构演变： 详细介绍了通过快速凝固、粉末冶金和增材制造等技术制备高熵合金的方法。着重分析了不同热处理路径对合金中长程有序相、短程有序相以及晶界结构的影响，并阐述了这些微观特征如何调控材料的室温/高温力学性能、抗辐照性能和抗疲劳性能。探讨了利用计算热力学和高通量计算筛选新型高熵合金体系的最新进展。 先进高温合金的晶粒细化与强化机制： 侧重于航空航天领域对轻质、高承载能力材料的需求。阐述了定向凝固、单晶生长技术在镍基高温合金中的应用，并深入解析了γ/γ’相的界面能、位错运动机制以及蠕变过程中的微观损伤累积机理。此外，还涵盖了通过表面改性技术（如热障涂层和扩散涂层）提高高温合金抗氧化和抗热腐蚀能力的策略。 先进复合材料的界面工程： 针对金属基、陶瓷基和聚合物基复合材料，本章强调了增强相（如碳纳米管、石墨烯、超细陶瓷颗粒）与基体之间的界面特性对整体性能的决定性作用。讨论了原位复合、反应烧结以及先进灌注技术在构建优化界面结构中的应用，并利用先进表征技术（如高分辨透射电镜、同步辐射X射线衍射）对界面应力、化学键合状态进行精确量化分析。 第二部分：功能材料的物理特性与器件集成 本部分聚焦于材料的特定功能性，涵盖了电、磁、光、热等领域的关键材料及其在现代电子、能源和传感技术中的应用。 低维纳米材料的光电特性： 探讨了量子点、纳米线和二维材料（如过渡金属硫化物、黑磷）在光电器件中的潜力。详细分析了尺寸效应、表面缺陷和激子动力学如何影响材料的带隙、载流子寿命和光电转换效率。同时，介绍了利用分子束外延（MBE）和化学气相沉积（CVD）精确控制薄膜厚度和晶体质量的技术。 新型储能材料的电化学性能： 重点研究了下一代锂离子电池（固态电解质、高镍正极材料）和非锂储能系统（钠离子、镁离子电池）的材料科学基础。深入解析了电极材料的离子扩散路径、相变过程以及电化学循环中的结构稳定性问题。讨论了如何通过元素掺杂和表面包覆策略来提升材料的倍率性能和循环寿命。 磁性材料的自旋电子学应用： 阐述了铁磁、反铁磁及多铁性材料在自旋电子器件中的应用前景。侧重于理解材料的磁各向异性、磁化翻转机制以及自旋-轨道耦合效应。介绍了利用电场或应力调控磁性的前沿方法，为开发低功耗、高密度存储器提供了新的材料学思路。 第三部分：材料的先进表征与计算模拟 本部分系统地介绍了用于解析材料复杂微观结构和预测宏观性能的前沿表征技术和计算方法。 同步辐射与中子散射技术在材料研究中的应用： 详细阐述了如何利用高能X射线和中子束对材料进行原位、非破坏性的结构分析。特别关注了残余应力分析（X射线衍射）、晶格振动研究（非弹性中子散射）以及在极端环境（高压、高温、强磁场）下材料动力学行为的实时监测。 电子显微学的高分辨率成像与分析： 涵盖了球差校正透射电子显微镜（STEM）在原子尺度成像方面的最新进展，包括HAADF成像、EELS和EDS的谱学分析，用于精确识别晶格缺陷、原子尺度的化学配位和氧化态分布。探讨了聚焦离子束（FIB）辅助样品制备技术在多尺度结构分析中的关键作用。 第一性原理计算与多尺度模拟： 介绍了密度泛函理论（DFT）在预测材料热力学稳定性、电子结构和反应势垒中的应用。同时，阐述了将微观尺度的计算结果（如位错能、析出物形核势垒）与介观尺度的相场模型、分子动力学模拟相结合，构建多尺度材料性能预测模型的框架与实例，有效指导了材料的理性设计。 第四部分：材料在极端环境下的工程应用与失效分析 本部分将材料科学原理与实际工程挑战相结合，探讨了材料在严苛工况下的服役行为、寿命评估及失效预防措施。 高温环境下的蠕变、氧化与热腐蚀： 针对燃气轮机、核反应堆等高温设备，分析了材料在长期热载荷作用下的微结构稳定性。深入探讨了氧化皮的形成机理、与基体之间的粘附力问题，以及腐蚀产物对材料力学性能的耦合影响。提出了通过合金化设计和表面防护层实现长期服役寿命延长的工程策略。 辐射损伤与聚合物老化机制： 关注核能和深空探测领域对材料耐辐照性的要求。阐述了高能粒子（中子、质子、重离子）与材料相互作用产生的空位、间隙原子、以及团簇的形成与迁移过程，及其对材料脆化、肿胀和导电性（在半导体材料中）的影响。对于聚合物材料，则分析了紫外线、臭氧和高能射线导致的链断裂、交联反应等老化机理，以及抗老化添加剂的效能评估。 疲劳与断裂的微观机制： 结合宏观裂纹扩展数据，从晶界滑动、微裂纹萌生与连接等微观角度解释了材料疲劳寿命的决定因素。介绍了基于断裂韧性、应力强度因子和能量守恒原理的疲劳寿命预测模型，并展示了无损检测技术（如超声波、声发射）在早期疲劳损伤识别中的实际应用。 本书汇集了跨学科的研究成果，内容详实，图表丰富，是材料科学领域专业人士、研究机构以及致力于高性能材料研发的工程师们的必备参考书。

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这本书的题目暗示了一种对材料“生命周期管理”的深度关注。在当今强调可持续发展和设备延寿的背景下，仅仅停留在材料的初始性能测试是不够的。真正的价值在于评估这些高性能材料在服役数万小时后性能衰退的规律。我特别好奇作者如何处理“时效硬化”和“高温脆化”这两个相互矛盾又共同存在的现象。对于任何用于高参数锅炉的钢材，其服役后的组织状态直接决定了是否能进行安全的再利用或延寿改造。如果书中能够详细描绘出不同服役温度区间内，材料内部析出相（特别是位错钉扎相）的演化路径图，并建立起清晰的“时效历程-性能损失”模型，那么这本书的理论深度将远超同侪。我设想中的评价体系，不仅包括拉伸、冲击等常规指标，更应包括高周疲劳寿命在热循环下的衰减曲线，以及在模拟模拟含杂质介质条件下的腐蚀速率对比。这种全方位的、着眼于“时间”维度的分析，才是衡量一本专业书籍是否能引领行业进步的关键所在。

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这本书的成功与否，最终取决于它能否成为连接基础研究者与一线设计人员的桥梁。超临界技术的发展是跨学科的，它不仅仅是材料科学的问题，也深深植根于流体力学和热力学的耦合作用之中。我非常期待书中能涵盖材料在实际运行工况下的流固耦合效应分析。例如，在超临界水流动的剪切应力作用下，材料表面的微观结构是否会表现出方向性损伤？或者，材料的导热性能变化是否会影响到炉壁的温度梯度分布，从而加剧热应力的集中？如果作者能够引入先进的计算模拟方法，比如有限元分析（FEA）或计算流体力学（CFD）的结果，来辅助解释实验观测到的宏观性能，那就构建了一个极其强大的研究闭环。此外，面对未来更高的温度等级（如超超临界乃至更进一步的先进循环技术），这本书是否为后续材料的迭代升级提供了清晰的理论方向和性能瓶颈预警？这种对未来技术路线图的勾勒能力，决定了一本技术专著的时代价值和持久影响力。

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从文献结构和撰写风格来看，我推测这本书可能采用了极具逻辑性的“问题-分析-解决方案”的叙事框架。对于一个涉及如此多变量（化学成分、热处理、服役环境）的复杂系统，清晰的分类和详尽的图表是理解其精髓的必要条件。我非常期待看到作者在材料制备工艺优化部分投入的精力。超临界钢材的性能，很大程度上取决于初始的轧制和热处理过程——比如奥氏体化温度的选择、冷却速率的控制，以及最终回火工艺对残余奥氏体含量的精确调控。如果书中能详尽对比不同厂家、不同工艺路线生产的P91钢在相同测试条件下的性能差异，并分析这些差异背后的冶金学原因，那么这本书就具有了强大的对比分析价值。我尤其关注其对“制造公差”的讨论：在实际工业生产中，难以避免的成分波动和温度控制偏差，会对最终产品的可靠性造成多大影响？作者是否提出了应对这些实际制造挑战的稳健性设计准则？这种对工程现实的深刻洞察，是区分优秀著作和平庸文献的分水岭。

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作为一名长期关注材料失效分析的工程师，我对于这类专注于特定应用场景的专著抱有极高的热情。超临界流体环境的特殊性在于其物态的模糊性与高能状态的结合，这对材料的表面氧化和氢脆敏感性提出了极为苛刻的要求。我期望看到作者在这方面能有突破性的见解。例如，在水汽循环体系中，氧化皮的剥落和内部氧化对材料疲劳寿命的影响是决定性的。这本书若能清晰阐述新一代材料如何通过优化其铬含量或添加稀有元素（如铌、铼）来稳定其保护性氧化膜的结构和成分，那就太棒了。此外，高压高温下的氢扩散和氢致脆化问题，在运行数年后往往成为材料突然失效的隐患。我强烈希望作者能够提供关于氢溶解度、扩散速率，以及材料在长期服役后氢致损伤的累积机制的深入探讨。如果书中能引入先进的无损检测技术（如超声衍射时序法）在监测这些早期损伤方面的应用案例，那对于保障电站的长期稳定运行，无疑具有极大的现实意义，远超一般教科书的范畴。

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这部新作的问世，无疑为冶金和材料科学领域投下了一枚重磅炸弹。我之所以如此期待，是因为它触及了现代能源工业中一个至关重要的环节——锅炉材料的性能极限。在当前全球对能源效率和环保要求日益严苛的大背景下，如何让锅炉能在更高的温度和压力下安全、持久地运行，是工程界亟待解决的难题。以往的材料体系，如传统的铬钼钢，在超临界工况下往往面临蠕变和应力腐蚀的严峻挑战。因此，这本书如果能深入剖析新型合金，尤其是那些被寄予厚望的先进材料，是如何在微观层面克服这些障碍的，那么它就不仅仅是一本技术手册，而是一份具有前瞻性的行业指南。我特别关注它是否提供了详实的数据支撑，比如不同热处理工艺下，材料的晶界行为、析出相的形态与稳定性，以及这些微观结构特征如何直接关联到宏观的力学性能——尤其是抗蠕变寿命的预测模型。如果书中能将理论研究与实际工程案例相结合，给出可操作的选材和设计参数，那它对提高电厂运行的安全性和经济性将是无价之宝。我非常期待看到作者如何将复杂的物理化学过程，转化为工程师可以理解并应用的实用知识体系，填补当前文献中理论深度与工程实践之间的鸿沟。

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