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基于样图的纹理合成技术研究，ISBN：9787810936798，作者：薜峰 著
图书简介：聚焦前沿材料科学与工程的综合性研究 本书并非探讨数字图像处理或纹理合成技术，而是深入剖析高能材料结构演化与宏观性能调控的复杂科学问题。全书围绕新型复合材料的设计、制备工艺优化以及服役性能评估三大核心板块展开，旨在为材料科学家、结构工程师以及相关领域的科研人员提供一套系统化、前瞻性的理论框架与实验指导。 本书的理论基础建立在非平衡态热力学和多尺度建模之上。我们摒弃了传统材料学中基于平衡态假设的简化模型，转而采用先进的动力学理论来描述材料在极端条件下（如超高应变速率、瞬态高温高压）的微观结构变化。第一部分重点阐述了晶体缺陷的动态演化对材料塑性变形机制的内在控制作用。通过引入位错-晶界交互作用的随机游走模型，我们精确模拟了纳米尺度孪晶结构在冲击载荷下的形核、迁移和湮灭过程，揭示了超细晶/纳米晶材料在冲击压缩过程中的加载速率依赖性硬化行为。 在材料设计与合成方面，本书提出了基于密度泛函理论（DFT）第一性原理计算的组分筛选策略。我们详细介绍了如何通过计算材料的电子结构特性、态密度分布以及声子谱，来预测和优化金属间化合物（如TiAl基合金）的室温脆性和高温蠕变抗性。特别是，书中对增材制造（3D打印）过程中的熔池动力学进行了深入探讨。我们利用相场模型（Phase Field Method）来模拟激光熔覆过程中液相/固相界面的不稳定性，精确预测了凝固组织中的宏观偏析现象和残余应力分布。这部分内容为实现高性能、低缺陷的复杂结构件的精确制造提供了关键的理论指导。 本书的第三大部分聚焦于服役性能的极端环境评估与寿命预测。我们关注的重点是材料在强腐蚀介质和高辐照场环境下的老化机理。针对核能和航空航天领域对材料的严苛要求，我们系统梳理了辐照诱导的材料微观结构退化的物理化学过程。这包括氦泡的成核与迁移如何导致材料的辐照脆化，以及不同晶体取向对辐射损伤累积速率的影响。 此外，本书特别设立了一个章节来讨论新型生物医用材料的界面工程。我们研究的是可降解聚合物（如聚乳酸-乙醇酸共聚物，PLGA）与生物活性陶瓷（如羟基磷灰石）的复合改性。关键在于如何通过表面等离子体处理技术来调控复合材料的亲/疏水性，进而影响细胞在材料表面的粘附和迁移行为。我们通过有限元分析（FEA）模拟了植入体在体内受力环境下的应力遮蔽效应，并提出了通过梯度材料设计来优化生物相容性的新思路。 全书的研究方法论强调理论计算、先进表征与宏观性能验证的紧密结合。在表征技术上，我们详细介绍了同步辐射X射线衍射（XRD）在原位应力分析中的应用，以及高分辨透射电子显微镜（HRTEM）在识别亚纳米级界面缺陷时的技术细节。书中附录提供了多个实际研究案例的数据处理流程和关键参数设置，确保读者能够将书中的理论知识直接应用于实际的材料开发与工程应用中。 本书旨在填补当前材料科学领域中，关于高熵合金（HEAs）的非晶化转变机制和智能响应型材料（如形状记忆合金）的本构模型构建等尖端课题的系统性专著的市场空白。它不仅适用于高校高年级本科生和研究生作为专业课程教材，更是为致力于新材料研发和工程应用转化的研究人员提供的一部不可或缺的参考手册。全书力求在深度、广度和前沿性上达到新的高度。
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