Micromanufacturing And Nanotechnology pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:Springer Verlag

作者:Mahalik, N. P.

出品人:

页数:468

译者:

出版时间:

价格:129

装帧:HRD

isbn号码:9783540253778

丛书系列:

图书标签:

• Micromanufacturing
• Nanotechnology
• MEMS
• Microfluidics
• Nanomaterials
• Precision Engineering
• Manufacturing Technology
• Nanofabrication
• Micro/Nanoscale Devices
• Applied Physics

书籍简介：宏观尺度下的材料科学与工程 书名：宏观尺度下的材料科学与工程 作者：[此处请填入作者姓名] 出版社：[此处请填入出版社名称] --- 导言：超越微观，聚焦结构与性能的宏观关联 本书旨在系统深入地探讨宏观尺度下材料的制备、性能、结构与应用之间的复杂关系。我们相信，理解材料的宏观行为，是实现工程目标和推动技术进步的关键。本书将重点关注传统材料科学和工程领域中那些依赖于大尺度结构、组分控制和制造工艺的学科分支。我们避开了微米甚至纳米尺度的精细操控，而是将视角投向了从原材料到成品部件的整个制造链条中，材料所展现出的宏观力学、热学、电学和化学特性。 本书的结构设计旨在引导读者从基础原理出发，逐步深入到复杂的工程应用案例分析中，为材料工程师、机械设计师以及从事传统制造业的研究人员提供一套扎实的理论框架和实用的分析工具。 --- 第一部分：基础材料的宏观行为与本构关系 本部分奠定了理解宏观材料行为的理论基础，着重于描述和预测材料在承受外部载荷或环境影响时所表现出的宏观响应。 第一章：经典力学与弹性理论的再审视 本章回归材料力学的核心，但着眼于宏观尺寸下的应力应变分析。我们将详细探讨线弹性、弹塑性的本构模型，特别是那些在工程结构设计中广泛使用的泊松比、杨氏模量等宏观参数的确定方法。讨论的重点在于如何通过实验手段（如万能试验机）获取可靠的宏观力学数据，以及如何将这些数据转化为结构分析所需的边界条件。同时，我们将分析各向异性材料（如层压复合材料和轧制金属）在宏观尺度下的力学响应差异。 第二章：断裂力学与宏观疲劳分析 宏观结构失效是工程领域最核心的挑战之一。本章深入探讨了格里菲斯能量准则和应力强度因子等经典断裂力学概念。我们将详细分析裂纹的萌生、扩展和最终的宏观断裂过程。疲劳部分，重点关注S-N曲线的构建、应变寿命法以及在大型结构（如桥梁、压力容器）中评估剩余寿命的工程方法，特别是对焊接接头和铸造缺陷的宏观损伤评估。 第三章：热力学与材料的热性能工程 本章关注材料在温度梯度和热循环下的宏观表现。内容涵盖热传导、热对流与热辐射的基本定律，以及如何计算大型结构件的稳态和瞬态热分布。材料参数如热膨胀系数、比热容和热导率的宏观测量方法和温度依赖性将是讨论的重点。此外，还将探讨热应力在不同约束条件下的产生机理及其对结构完整性的影响。 --- 第二部分：传统材料的宏观制备与结构控制 本部分将视角转向材料的制造过程，关注如何通过大规模的加工技术来控制材料的微观组织，进而影响其宏观性能。 第四章：金属材料的塑性成形与微观结构演变 本章聚焦于金属材料的宏观加工工艺，如锻造、轧制、拉伸和深冲。我们将分析这些过程如何通过加工硬化、晶粒流线的形成来重塑材料的宏观力学性能。重点讨论应变路径对最终产品残余应力分布的影响，以及如何通过后续的退火、正火等热处理工艺来优化宏观性能，消除内部缺陷。 第五章：陶瓷与玻璃的烧结动力学与宏观缺陷控制 针对陶瓷材料，本章探讨粉末冶金和固相/液相烧结过程的宏观动力学。我们将分析烧结过程中收缩率、孔隙率的演变，以及如何通过控制烧结温度和时间来管理宏观尺寸的翘曲和开裂现象。讨论将延伸至玻璃的退火和应力释放过程，以及如何确保大块玻璃制品的均匀应力分布。 第六章：高分子材料的流变学与宏观形态控制 本章着眼于高分子（塑料、橡胶）的加工，特别是涉及熔融、挤出和注射成型的过程。我们将深入研究高分子材料的非牛顿流体行为和粘弹性，并讨论如何通过控制模具温度和注射压力来控制宏观制品中的取向结构和缩孔。对于复合材料，本章将分析纤维或填料在宏观基体中的分散均匀性如何影响整体强度和模量。 --- 第三部分：工程应用与规模化挑战 本部分将前两部分的理论与实践相结合，探讨在实际工程项目中遇到的宏观材料问题。 第七章：大型结构件的无损检测与寿命评估 宏观尺度下的缺陷（如气孔、裂纹、夹杂）对结构安全至关重要。本章详细介绍用于检测大型部件内部缺陷的无损检测（NDT）技术，包括超声波检测（UT）、射线检测（RT）和涡流检测（ET）。我们将侧重于如何从检测信号中反演出缺陷的宏观尺寸、位置和严重程度，并将其与已建立的疲劳或断裂模型相结合，进行保守的结构寿命预测。 第八章：材料的腐蚀与环境退化：宏观防护策略 本章关注材料在长期服役环境中发生的宏观退化现象，特别是化学腐蚀、电化学腐蚀和应力腐蚀开裂（SCC）。我们将讨论工程上常用的宏观防护手段，如涂层、牺牲阳极保护、阴极保护的设计原则。对于聚合物，则侧重于紫外线降解、氧化老化等导致宏观性能下降的机制及防护涂层的选择。 第九章：先进制造中的材料行为：增材制造的宏观视角 尽管增材制造（AM）技术涉及精细的层间构建，但本书将着重分析其在宏观尺度上带来的独特挑战。讨论内容包括：层间粘结强度、扫描路径对宏观残余应力的累积效应，以及粉末床熔融过程中宏观几何精度和孔隙率分布的控制。本章将对比传统制造与AM在获得特定宏观力学性能方面的异同。 --- 结论：面向未来工程的宏观材料设计 本书的结论部分将总结宏观材料科学与工程学科在当前工业转型中的核心价值。我们强调，无论技术如何进步，对材料宏观力学、热学和环境响应的精确理解与控制，始终是确保工程产品可靠性、安全性和经济性的基石。本书为读者构建了一个坚实的框架，用以分析和解决那些尺寸跨越米级到厘米级的工程难题。

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