Handbook of Advanced Ceramics Machining pdf epub mobi txt 电子书下载 2026

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出版者:CRC Pr I Llc

作者:Marinescu, Ioan D.

出品人:

页数:384

译者:

出版时间:2006-11

价格:$ 225.94

装帧:HRD

isbn号码:9780849338373

丛书系列:

图书标签:

先进陶瓷
精密加工
材料科学
机械工程
表面工程
磨削
抛光
超精密加工
陶瓷材料
制造工艺

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具体描述

Ceramics, with their unique properties and diverse applications, hold the potential to revolutionize many industries, including automotive and semiconductors. For many applications, ceramics could replace metals and other materials that are more easily and inexpensively machined. However, current ceramic machining methods remain cost-prohibitive. Fortunately, the current flurry of research will soon yield new and better methods for machining advanced ceramic materials. Reflecting the life-long dedication of an unsurpassed team of experts from industry and academia, the "Handbook of Advanced Ceramics Machining" explores the latest developments in our understanding of the mechanisms involved in ceramics machining as well as state-of-the-art technologies. Multiple chapters are devoted to various types and aspects of the lapping and grinding processes, such as mechanisms, monitoring techniques, mono- versus polycrystalline abrasives, and tribological properties. Covering methods that offer high-rate material removal and others that provide extremely high-quality surface finish, this book examines conventional, new, and lesser-known methods including ductile grinding, belt centerless grinding, lapping, polishing, double-side grinding, laser-assisted grinding, ultrasonic machining, and the new electrolytic in-process dressing (ELID) grinding method. An indispensable toolkit for opening new avenues of possibility for ceramics applications, the "Handbook of Advanced Ceramics Machining" helps bring cost-effective, high-performance, and high-precision methods into standard practice.

先进材料加工技术：理论、方法与应用本书旨在全面深入地探讨现代工业生产中至关重要的先进材料加工技术，涵盖从基础理论到前沿实践的广泛领域。在当前科技飞速发展的时代，高性能材料在航空航天、能源、生物医学和电子信息等关键领域扮演着不可替代的角色。这些先进材料，如特种合金、高强度复合材料、新型陶瓷基体材料等，往往具有极高的硬度、韧性或化学惰性，使得传统加工方法难以奏效或效率低下。因此，发展和掌握先进的加工技术，成为提升产品性能、降低制造成本和实现复杂结构制造的核心挑战。本书系统性地梳理了当前主流的先进材料加工工艺，并着重于揭示其背后的物理机制、数学模型以及工程应用策略。全书内容结构严谨，理论深度与工程实用性并重。第一部分：加工基础理论与材料行为本部分为理解先进材料加工的基石。首先，我们将回顾材料科学中关于塑性变形、断裂力学以及材料微观结构演变的基础知识，重点分析这些特性在切削、磨削或特种加工过程中的动态响应。 1. 先进材料的本构关系与热力学基础：深入探讨高温、高压和高应变率条件下，工程陶瓷、超耐热合金和新型金属间化合物的流变学特性。介绍如何建立准确描述材料非线性行为的本构模型，包括粘塑性模型和损伤力学模型。 2. 接触力学与润滑：详细分析刀具/磨粒与工件之间的复杂接触现象。讨论在极端载荷和温度下的摩擦学行为，特别是针对干式加工或微量润滑条件下的磨损机制。引入先进的接触模型（如分形接触理论）来预测实际接触面积和局部热点。 3. 表面完整性与残余应力：加工过程对材料表层性能的影响至关重要。本章分析不同加工方式（如高速铣削、超精密磨削）引入的亚表面损伤、相变、微裂纹的形成机理，并探讨如何通过工艺参数控制来优化表面粗糙度和残余应力分布，这对提高零件的疲劳寿命和抗腐蚀性能具有决定性意义。第二部分：主流先进加工工艺的深度解析本部分聚焦于当前工业界应用最广泛且发展最快的几种先进加工技术，剖析其工作原理、工艺优化手段及其适用范围。 4. 高效切削加工技术：重点研究硬脆材料和高韧性材料的高速和超高速切削。涵盖刀具材料的选择（如PCD、PCBN及其改性涂层）、切削参数的动态优化以及切屑的形成与分离过程的数值模拟。特别讨论了在高刚度机床系统下如何实现颤振抑制和热误差补偿。 5. 磨粒去除技术与超精密加工：系统介绍精磨、超精磨、珩磨、研磨等涉及大量磨粒相互作用的加工方法。细致分析磨粒的几何形状、排布对加工效率和表面质量的影响。深入探讨磁流变抛光（MRF）、电化学机械抛光（ECMP）等新型超精密去除技术在光学元件和半导体晶圆加工中的应用。 6. 非传统/特种加工方法：阐述利用能量束或物理化学效应去除材料的工艺。电火花加工（EDM）及其变种：深入研究电极材料、介电液的选择对加工精度和电极损耗的影响。重点分析微孔加工和高速穿孔技术。激光加工技术：探讨不同波长和脉冲宽度的激光（皮秒、飞秒）与材料的相互作用机制，包括激光熔化、气化和烧蚀过程，并论述其在切割、钻孔和表面改性中的优势。超声振动辅助加工：分析超声波引入对切削力、摩擦力和刀具磨损的耦合效应，特别是其在改善深孔加工和加工复合材料方面的潜力。第三部分：过程监控、数字化与智能制造集成现代先进制造不再是孤立的工艺，而是与数字化、智能化紧密结合的系统工程。本部分探讨如何利用信息技术手段提升加工过程的可控性和适应性。 7. 加工过程的实时监测与反馈控制：介绍多种传感器技术在加工环境下的应用，如力/扭矩传感器、声发射（AE）传感器、红外热成像技术。建立加工状态的数字孪生模型，实现对刀具磨损、工件热变形的实时预测与诊断。 8. 制造过程的数值模拟与优化：详述有限元方法（FEM）在模拟复杂加工过程中的应用，包括残余应力预测、刀具破损模拟等。介绍基于计算流体动力学（CFD）的冷却液流动与热传输分析，为加工参数的“一键式”优化提供理论支撑。 9. 智能制造集成与自动化：讨论如何将先进加工单元集成到柔性制造系统（FMS）中。涵盖离线编程、自适应控制系统（ACS）的设计原理，以及利用机器学习/深度学习算法对历史加工数据进行挖掘，以实现工艺参数的自主优化和故障的早期预警。第四部分：特定先进材料的加工挑战与解决方案本部分针对不同大类先进材料在加工中遇到的特有难题，提供具体的工程解决方案和案例分析。 10. 高性能复合材料的加工：重点关注纤维增强复合材料（如碳纤维/环氧树脂、陶瓷基复合材料CMC）的各向异性、脱层风险和纤维端部效应。探讨使用水刀切割、激光烧蚀和特殊磨具来有效控制损伤的策略。 11. 难加工金属合金的制造：针对镍基高温合金、钛合金等高比强度、高热强性材料，分析其加工中的积屑瘤形成、刀具快速磨损问题。介绍低温加工技术（如深冷加工）和高效车削策略。 12. 先进结构陶瓷的加工（非切削类）：侧重于非传统方法在精密陶瓷成型后的精加工。包括超声波辅助研磨、电化学/等离子体辅助加工（ECP/PAP）等技术在实现高精度、低损伤表面的应用。结语：本书的最终目标是为从事先进材料加工工艺研发、设备设计以及质量控制的工程师和研究人员提供一本权威、详尽的参考手册，助力推动我国高端制造技术的进步。内容组织遵循由基础到应用、由理论到实践的逻辑线索，力求全面覆盖当前先进材料加工领域的核心知识体系。