Materials Processing and Design, Modeling, Simulation and Applications Numiform 2004 2004 pdf epub mobi txt 电子书下载 2026

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出版者:Springer Verlag

作者:Ghosh, Somnath (EDT)/ Castro, Jose Manuel, Dr. (EDT)/ Lee, June K. (EDT)

出品人:

页数:2344

译者:

出版时间:2004-6

价格:$ 423.75

装帧:HRD

isbn号码:9780735401884

丛书系列:

图书标签:

材料加工
材料设计
建模
仿真
应用
Numiform
2004
材料科学
工程学
计算方法

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具体描述

The conference is held to provide a forum for international researchers and practitioners fromacademia, industry, and laboratories to discuss recent advancements and future directions in the modeling of various manufacturing processes and related materials issues. The conference addresses computational modeling and simulations of traditional metals and polymers processing methods, as well as of advanced materials and emerging manufacturing technologies at different scales.The proceedings is divided into subsections based on the broad scope of the subject areas as follows: polymer processing; composite materials and their processing; bulk forming, rolling, extrusion, drawing and forging; sheet metal forming; hydroforming and superplastic forming; casting, welding and sintering; machining; non-conventional materials processing; modeling materials at micro and nano-scales; materials characterization and constitutive modeling at different scales; localization and damage modeling in materials and processing;process design and optimization; and advances in numerical methods.

《先进材料的表征与功能化：从微观结构到宏观性能》导言：跨越尺度，揭示材料的奥秘材料科学与工程领域正以前所未有的速度发展，新的功能性材料不断涌现，以应对能源、环境、生物医学和信息技术等关键挑战。理解材料的性能如何源于其微观结构、组成和制备工艺之间的复杂关联，是实现材料创新和优化应用的基础。本书《先进材料的表征与功能化：从微观结构到宏观性能》系统地汇集了材料科学前沿研究的最新进展，聚焦于如何利用先进的表征技术深入揭示材料的内在机制，以及如何通过精细的结构设计与功能化策略来调控材料的宏观行为。本书旨在为材料研究人员、工程师以及高年级本科生和研究生提供一个全面、深入且具有实践指导意义的参考框架。第一部分：先进材料的微观结构表征技术材料的性能是其内部微观结构的直接体现。本部分深入探讨了当前最尖端和最常用的材料表征技术，强调如何从原子、晶体学、缺陷和界面等多个尺度上获取精确信息。第一章：电子显微学的高级应用本章详述了透射电子显微镜（TEM）和扫描电子显微镜（SEM）在材料分析中的最新发展。重点关注高分辨率透射电镜（HRTEM）在解析晶格畸变、孪晶界和相界结构中的关键作用。此外，还详细介绍了利用电子能量损失谱（EELS）和能量分散X射线谱（EDS）进行元素定性和定量分析，特别是对低维材料和纳米结构中化学态和电子结构变化的敏感探测方法。探讨了原位（In-situ）TEM技术，如加热、拉伸和电化学测试，如何在动态条件下捕捉材料的实时微观变化。第二章：X射线与中子衍射的结构解析本章侧重于X射线衍射（XRD）和中子衍射在确定材料晶体结构、相组成和残余应力方面的应用。详细阐述了同步辐射光源带来的高通量粉末衍射（High-throughput Powder Diffraction）和原位高压/高温衍射实验。针对复杂材料，如多铁性材料和金属有机框架（MOFs），讨论了如何利用小角X射线散射（SAXS）来研究纳米尺度的结构涨落和孔隙率。同时，介绍了中子散射在探测轻元素（如氢）以及区分磁性结构方面的独特优势。第三章：光谱学与表面敏感技术材料的功能性往往由其表面和界面特性决定。本章聚焦于高灵敏度的表面分析技术。拉曼光谱（Raman Spectroscopy）被用于分析晶体对称性、晶格振动和材料的应力状态。此外，原子力显微镜（AFM）的应用扩展到高精度形貌测量之外，包括力学性能的局部测量（如原子力显微镜下的力谱分析）和电学/磁学成像。对于半导体和光电子材料，重点介绍了光电子能谱（XPS）和俄歇电子能谱（AES）在确定元素价态和化学环境方面的不可替代性。第二部分：功能化材料的设计与性能调控在精确理解结构-性能关系的基础上，本部分探讨了如何通过有目的的材料设计和功能化策略来赋予材料特定的高级功能。第四章：界面工程与异质结构设计界面是控制材料性能的关键区域。本章探讨了如何通过界面调控来优化电荷传输、催化活性和机械韧性。详细分析了薄膜沉积技术（如原子层沉积ALD和脉冲激光沉积PLD）在构建精确应变、超晶格结构和多层异质结中的应用。讨论了界面缺陷的控制策略，以及如何利用界面效应来增强自旋电子学和热电材料的性能。第五章：纳米结构材料的尺度效应与增强机制纳米化是实现材料功能飞跃的重要途径。本章深入研究了材料在纳米尺度下面临的特殊物理和化学现象。探讨了量子尺寸效应、表面能对相稳定性的影响。重点分析了纳米复合材料的增强机制，包括晶界硬化、位错绕过和阻裂作用。同时，讨论了如何利用纳米晶粒的超细化来提升材料的加工性能和高温稳定性。第六章：智能响应材料与自适应系统本章关注那些能够对外部刺激（如温度、光、电场、化学环境）做出可逆响应的智能材料。深入分析了形状记忆合金（SMA）和形状记忆聚合物（SMP）的应力-应变-温度耦合行为。探讨了光敏材料、电活性聚合物（EAP）和磁响应流体（MRF）的设计原理及其在软体机器人和传感领域的应用潜力。强调了如何通过材料本体的设计来实现快速、可控和可逆的响应。第七章：先进制备技术与材料的可控制备先进材料的性能与其制备过程密不容分。本章综述了支撑前述结构调控和功能化实现的关键制造技术。这包括增材制造（3D打印）在复杂几何结构和梯度材料制备中的应用，特别是激光粉末床熔融（LPBF）和定向能量沉积（DED）中的冶金学挑战。此外，还介绍了固态反应、溶胶-凝胶法以及溶液自组装技术在制备具有特定孔隙率和晶相控制的先进陶瓷和功能涂层中的优化路径。总结与展望本书最后部分对当前材料科学面临的主要挑战和未来研究方向进行了总结，特别强调了数据驱动的材料发现（Materials Informatics）与实验验证的深度融合，以及如何将高性能材料的研究与可持续性设计原则相结合，推动绿色制造和循环经济的发展。本书旨在激发读者在材料科学的交叉领域进行创新性思考和研究实践。