Trends in Materials and Manufacturing Technologies for Transportation Industries and Powder Metallur pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:Tms

作者:Bieler, Thomas R. (EDT)/ Carsley, John E. (EDT)/ Fraser, Hamish L. (EDT)/ Sears, James W. (EDT)/ Smu

出品人:

页数:406

译者:

出版时间:1998-7

价格:1197.00 元

装帧:Pap

isbn号码:9780873395915

丛书系列:

图书标签:

• 材料科学
• 制造技术
• 交通运输
• 粉末冶金
• 汽车工业
• 航空航天
• 工程材料
• 先进制造
• 技术发展
• 工业研究

先进结构材料的创新应用与制造工艺前沿 图书简介 本书聚焦于当代先进结构材料领域，特别是那些在高性能、轻量化和可持续性方面展现出巨大潜力的材料体系。它旨在为材料科学家、工程师以及相关产业的技术人员提供一个全面且深入的视角，探讨从基础研究到工业化应用的最新趋势、挑战与突破。 本书的重点涵盖了两个核心交叉领域：高性能复合材料的设计与制备以及增材制造（3D打印）在复杂结构件中的集成应用。 第一部分：面向极端环境的高性能复合材料 本部分深入剖析了当前航空航天、高端汽车制造以及能源装备领域对材料的严苛要求，并详细阐述了如何通过先进复合材料技术来满足这些需求。 1.1 纤维增强复合材料的结构-性能调控 我们首先关注碳纤维增强聚合物基复合材料（CFRP）的最新进展。书中详尽分析了纳米增强技术如何改善界面粘结、提高抗冲击性能和疲劳寿命。重点讨论了超高模量碳纤维的制备工艺优化，以及引入功能性填料（如石墨烯、碳纳米管）以赋予复合材料自传感、电磁屏蔽或自修复等多功能性。 书中还包含对热塑性复合材料（如PEEK, PEKK基体）的深入研究。与传统热固性树脂相比，热塑性复合材料在可回收性、冲击韧性和热稳定性方面表现出显著优势。我们详细阐述了湿法铺层、热压罐固化以及熔融浸渍技术在制备高质量热塑性预浸料中的应用，并对比了不同制造工艺对最终宏观力学性能的影响。 1.2 陶瓷基复合材料（CMCs）的突破 陶瓷基复合材料是下一代高温结构件的首选材料。本书细致介绍了碳化硅纤维增强碳化硅基体（SiC/SiC）复合材料的制备工艺，特别关注化学气相渗透（CVI）和液相渗透-反应烧结（LPI/RS）技术的最新改进。这些技术对于提高材料的致密性、降低孔隙率，以及增强抗氧化保护层的有效性至关重要。书中还探讨了新型纤维（如硼化锆纤维）在提升高温蠕变性能方面的潜力。 1.3 金属基复合材料的新篇章 金属基复合材料（MMCs）在承载能力和热导率方面具有独特优势。本书重点介绍了颗粒增强铝基合金（如Al-SiC）的搅拌铸造技术优化，以及如何通过粉末冶金技术实现均匀分散的难熔相增强体（如TiB2、TiN）。此外，书中还收录了对定向凝固技术在镍基高温合金中应用的研究，以期形成有利于高温强度和抗蠕变性能的微观结构。 第二部分：先进连接技术与表面工程 先进材料的性能发挥高度依赖于可靠的连接和表面保护。本部分侧重于材料连接和表面改性领域的前沿技术。 2.1 异种材料的连接难题与解决方案 在交通和航空领域，连接不同材料（如铝到碳纤维，钛合金到钢）是结构轻量化的关键挑战。本书深入探讨了扩散连接（Diffusion Bonding）和搅拌摩擦焊（FSW）在解决异种金属连接中的应用。针对复合材料，书中详细分析了基于树脂的结构粘接技术，包括提高胶粘剂与基体（特别是低表面能聚合物）的界面亲和力的表面预处理方法（如低温等离子体处理、紫外光辐照）。 2.2 表面功能化与防护涂层 为了抵御腐蚀、磨损和高温氧化，材料表面工程扮演着至关重要的角色。本部分详细介绍了物理气相沉积（PVD）和等离子喷涂（APS）技术在制备高熵合金涂层和热障涂层（TBCs）方面的最新进展。特别关注了用于涡轮叶片和发动机部件的先进氧化锆基热障涂层的微观结构控制，以实现更长的服役寿命和更高的工作温度。 第三部分：增材制造（AM）工艺与材料集成 增材制造技术正在彻底改变复杂结构件的制造方式。本书将重点放在AM技术如何与先进材料的特性相结合，实现传统工艺无法达到的设计自由度。 3.1 增材制造中的材料科学挑战 本书系统梳理了选择性激光熔化（SLM）、电子束熔化（EBM）以及粘结剂喷射（Binder Jetting）等技术在金属和陶瓷零件制造中的应用。重点分析了增材制造过程中特有的冶金现象，例如快速凝固导致的微观结构非平衡性、残余应力累积、以及孔隙率的形成机理。 书中详细探讨了如何通过优化激光扫描策略、粉末特性（如球形度、粒径分布）和预热温度来控制增材制造件的晶粒取向和尺寸，从而改善其疲劳性能和延展性。 3.2 复杂拓扑结构的设计与制造 本书引入了点阵结构（Lattice Structures）和点对点（Bonded Scaffolds）的设计理论，这些结构能够实现极高的比强度和能量吸收能力。书中展示了如何利用拓扑优化算法结合增材制造技术，设计出轻量化且具有定向机械性能的仿生结构。内容包括针对不同载荷条件的单元结构选择（如Gyroid, Octet-truss）及其在实际应用中的验证案例。 3.3 增材制造中的后处理技术优化 增材制造零件往往需要进行精细的后处理以达到最终性能要求。本部分详述了热等静压（HIP）技术在消除内部孔隙、提高致密度中的作用，以及通过特定热处理（如析出强化、相变调控）来重构微观结构，从而实现特定力学性能（如高硬度或高韧性）的精细化控制。 总结： 本书不仅汇集了材料科学的最新理论成果，更侧重于工程应用中的实际技术难题与解决方案。通过对高性能复合材料、先进连接技术和增材制造的深度剖析，为读者提供了一个前瞻性的知识框架，以应对未来工程结构对材料和制造工艺的持续升级需求。

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