金属的焊接与切割 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:石油大学

作者:程绪贤

出品人:

页数:0

译者:

出版时间:1995-1

价格:24.00元

装帧:

isbn号码:9787563605903

丛书系列:

图书标签:

• 焊接
• 切割
• 金属材料
• 金属加工
• 工业技术
• 机械工程
• 制造工艺
• 焊接技术
• 切割技术
• 材料科学

精密工程材料的表面处理与连接技术 内容简介 本书深入探讨了现代制造业中至关重要的两大技术领域：先进材料的表面功能化处理与复杂结构件的高可靠性连接技术。它并非一本专注于金属熔焊或火焰切割的传统教材，而是将视角聚焦于高附加值、高精度、以及特种材料应用场景下的关键工艺控制与材料科学基础。 全书内容围绕如何赋予材料特定表面性能以应对严苛工作环境，以及如何通过非熔化或低热输入方式实现异构材料乃至敏感材料的可靠连接展开论述。 第一部分：特种材料的表面功能化与改性 本部分系统梳理了面向航空航天、微电子、生物医疗等尖端领域对材料表面提出的严苛要求，并详细介绍了当前主流的物理气相沉积（PVD）、化学气相沉积（CVD）技术及其变种在材料表面功能层构建中的应用。 第一章：先进基底材料的表面能控制与预处理 本章首先阐述了不同工程材料（如陶瓷基复合材料、高熵合金、聚合物基体）的界面特性与能量状态。重点分析了等离子体刻蚀（Plasma Etching）在亚微米级清洁度控制中的作用，以及超声波辅助湿法清洗工艺如何影响后续薄膜的成核与生长。内容涵盖了特定有机污染物和无机氧化物的选择性去除技术，确保基底表面达到近乎原子级的纯净度。 第二章：物理气相沉积（PVD）技术及其应用拓展 深入剖析了磁控溅射（Magnetron Sputtering）和电子束蒸发（E-beam Evaporation）的物理机制。不再局限于简单的金属镀层，本章重点介绍了反应溅射在制备氮化物（如TiN, AlCrN）和碳化物薄膜中的过程控制。探讨了高深宽比结构（如模具型腔）的薄膜覆盖率（Conformality）问题，并引入了脉冲激光沉积（PLD）技术在制备复杂化学计量比薄膜时的优势与挑战，尤其是在钙钛矿结构材料薄膜上的应用。 第三章：化学气相沉积（CVD）与原子层沉积（ALD）的精度革命 CVD部分着重讲解了低压化学气相沉积（LPCVD）和等离子体增强化学气相沉积（PECVD）在半导体制造中介电层和导电层沉积的工艺窗口优化。核心内容聚焦于原子层沉积（ALD）技术： 自限域生长机制： 详细解析了脉冲顺序、温度窗口对自限域性的影响。 高K介电材料的制备： 如HfO2, ZrO2的ALD制备，以及如何控制前驱体残留对器件性能的影响。 共形覆盖的极限： 针对纳米孔洞和深沟槽结构的ALD填孔（Bottom-up Filling）策略，包括超循环（Super-cycle）技术。 第四章：表面热处理与功能性扩散 本章区别于传统的渗碳、渗氮，聚焦于非传统的热处理方法以增强材料的耐磨损性、耐腐蚀性和耐疲劳性。讨论了离子注入（Ion Implantation）技术，分析了不同能量和剂量的离子束对材料晶格损伤和表面应力场的调控。同时，介绍了激光辅助的热扩散工艺，用于在特定区域实现元素的高速嫁接。 --- 第二部分：高可靠性与异构材料的连接技术 本部分关注的是如何连接那些传统熔焊方法难以处理的材料组合（如陶瓷-金属、聚合物-复合材料），或是在保证原有材料性能不被破坏的前提下实现结构的集成。重点在于控制界面行为和应力管理。 第五章：固相连接技术：扩散焊与摩擦搅拌的界面控制 本章深入探讨了不涉及液相或极少液相的连接工艺。 扩散连接（Diffusion Bonding）： 详细阐述了在真空或惰性气氛下，通过高压和精确温控实现的原子级互扩散机制。重点分析了界面间隙的清除（如通过设定预压程序）和扩散速率的各向异性对连接强度的影响。 摩擦搅拌技术（Friction Stir Techniques）在特种合金中的应用： 侧重于搅拌头的设计对塑性流动和接头微观结构的影响，尤其是在铝锂合金和镁合金中避免传统熔焊缺陷的策略。 第六章：先进胶接技术与界面应力分散 本章聚焦于结构胶粘剂在承受动态载荷和极端温度条件下的应用。内容不再是简单的涂胶操作，而是涉及复杂的界面化学与力学分析： 表面活化与偶联剂： 深入解析硅烷偶联剂（Silanes）在增强有机聚合物与无机基体（如玻璃纤维、氧化铝）界面粘接强度中的分子机理。 结构胶的韧化设计： 讨论了纳米粒子（如碳纳米管、粘土片层）对环氧树脂、聚氨酯结构胶的增韧效果，以及如何通过Toughening Mechanism来吸收界面裂纹的扩展能量。 固化动力学控制： 使用差示扫描量热法（DSC）监测复杂几何结构中的胶层固化程度，防止内应力导致的脱层。 第七章：超声波与激光辅助连接 本章讨论了利用高频振动或高能光束在较低宏观热输入下实现的高效连接。 超声波连接： 侧重于超声波金属/塑料连接中，振幅和功率如何影响界面处的塑性变形和污染物分散，特别是在连接薄膜或异种金属片材时的工艺窗口。 激光钎焊与复合连接： 探讨了激光在局部加热中的精确控制能力，用于控制钎料合金的流动和润湿性，从而实现对热敏感部件（如电子封装）的无损连接。分析了激光与钎剂（Flux）的协同作用。 第八章：连接质量的无损评估与性能预测 本部分强调了高可靠性连接的验证过程。内容涵盖了先进的无损检测（NDT）方法，特别是针对界面缺陷的检测： 超声波相控阵技术（Phased Array UT）： 如何利用声束的聚焦特性检测深层界面处的孔隙、未焊合或内部分层。 热像法（Thermography）： 用于评估粘接层固化均匀性和检测因缺陷导致的界面热阻异常。 连接界面疲劳寿命的建模： 引入线性疲劳模型和损伤容限设计理念，预测复杂连接在循环载荷下的失效概率。 本书旨在为从事先进材料表面工程、精密仪器装配、以及复杂结构可靠性设计的工程师和研究人员提供一套系统的、偏向于界面科学与非熔化连接的专业技术参考。

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这本书的排版和插图质量令人印象深刻，完全体现了专业学术出版物的严谨性。它着重介绍了现代材料的表面工程技术，包括各种薄膜沉积方法，如物理气相沉积（PVD）和化学气相沉积（CVD）的最新进展。作者详尽对比了不同涂层材料（如氮化物、碳化物和氧化物）在耐磨损和抗腐蚀性能上的差异，并提供了大量来自真实工业案例的性能数据曲线。我特别关注了关于等离子体增强沉积（PECVD）中等离子体源的优化部分，书中对射频（RF）和直流（DC）源的耦合效率分析细致入微，这对于提高镀膜均匀性和附着力具有极高的指导价值。阅读过程中，我感觉自己仿佛在参与一个高水平的国际研讨会，接收着第一手的技术报告。这本书无疑是表面处理技术领域不可多得的宝贵资料。

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初拿到这本书时，我以为它会涵盖传统机械加工的方方面面，但事实证明，它的核心内容集中在材料的连接技术领域，特别是针对复合材料和异种金属的连接挑战。书中有一章专门讨论了爆炸焊和搅拌摩擦焊（FSW）在航空航天结构件制造中的应用潜力。作者以一种非常叙事性的方式，描述了从基础理论到复杂装配流程的每一步细节，比如对FSW工具头几何形状如何影响熔池流动和界面结合强度的定性分析，读起来非常流畅。对于那些致力于开发新型连接方案的工程师而言，这本书提供了一个极好的思路框架。然而，我对其中关于超声波辅助连接的部分感到略微不足，希望在非传统能量输入对界面反应的影响上能有更深入的探讨，目前的介绍更侧重于宏观力学性能的测试结果。

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这是一本关于冶金学和材料科学的专著，深入探讨了金属在极端温度和应力条件下的行为。书中对晶体结构、位错理论以及相变动力学进行了非常详尽的论述，特别是对高熵合金和形状记忆合金的微观结构演变过程，作者运用了大量的实验数据和先进的计算模拟结果来支撑其观点。我特别欣赏其中关于热力学平衡与非平衡态转变的章节，作者不仅清晰地阐述了Gibbs自由能的概念如何指导材料设计，还引入了时间-温度-转变（TTT）图和冷却转变（CT）图的复杂应用，这对于理解实际生产中的控制参数至关重要。不过，对于初学者来说，其中关于扩散方程和界面能的数学推导可能稍显晦涩，需要一定的专业背景才能完全领会其精髓。总的来说，它更像是一本面向研究生和专业工程师的参考手册，而非入门读物，但其深度和广度绝对值得深入研究。

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这本书与其说是技术手册，不如说是一本关于材料失效分析的案例集。它系统地梳理了各种金属构件在长期服役过程中可能出现的疲劳断裂、蠕变和应力腐蚀开裂（SCC）的机理。作者采用“问题-分析-解决方案”的结构，对每一个失效案例都进行了详尽的断口形貌分析，配有大量高分辨率的扫描电子显微镜（SEM）图片，这些图片清晰地展示了裂纹的萌生、扩展路径以及最终的断裂模式。例如，书中对风力发电机叶片关键受力点的应力集中预测模型进行了深入剖析，并结合气象数据模拟了环境因素对材料寿命的累积影响。这套分析方法论对于风险评估工程师来说，是提升现场判断力的重要训练材料，它教会我们如何“阅读”材料的损伤语言。

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我对这本书中关于增材制造（3D打印）金属部件的后处理技术部分最为感兴趣。作者清晰地界定了选择性激光熔化（SLM）和电子束熔化（EBM）工艺参数对最终部件残余应力和孔隙率的影响。书中详细介绍了热等静压（HIP）处理如何有效消除内部缺陷，并优化其机械性能，同时也探讨了激光冲击强化（LSP）作为一种表面改性手段，在提高抗疲劳性能方面的作用。作者的论述非常务实，他不仅展示了参数调整的理论基础，还提供了不同处理工艺组合下的成本效益分析，这对于工厂工艺部门的决策制定具有直接的参考价值。全书的视角非常前沿，紧密结合了工业4.0对高精度、高性能金属零件制造的需求。

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