Layered, Functional Gradient Ceramics, and Thermal Barrier Coatings pdf epub mobi txt 电子书下载 2026

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出版者:Trans Tech Pubn

作者:Anglada, M. Angels (EDT)/ Jimenez-Pique, E. (EDT)/ Hvizdos, P. (EDT)

出品人:

页数:296

译者:

出版时间:

价格:218

装帧:Pap

isbn号码:9780878494248

丛书系列:

图书标签:

Ceramics
Functional Gradients
Thermal Barrier Coatings
Materials Science
Materials Engineering
Layered Materials
High Temperature Materials
Coatings
Surface Engineering
Ceramic Coatings

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具体描述

新书推介：突破性材料科学著作《先进结构陶瓷与极端环境应用》内容简介本书深度聚焦于现代工程领域中至关重要的下一代高性能陶瓷材料，特别是那些在极端温度、高腐蚀性环境以及高机械应力下需要保持卓越性能的结构件。我们旨在提供一个全面而深入的视角，涵盖从基础材料科学到尖端制造技术，再到实际工程应用的完整链条。第一部分：高性能结构陶瓷的理论基础与设计原理本部分将结构陶瓷置于材料科学的宏大背景之下进行考察。首先，详细阐述了先进陶瓷（如氮化物、碳化物、硼化物以及特定氧化物复合材料）在晶体结构、微观形貌与宏观机械性能之间的内在联系。重点讨论了如何通过控制晶粒尺寸、晶界工程以及引入第二相增强机制（如纤维增强、晶须增强）来优化材料的韧性、强度和抗蠕变能力。深入剖析了断裂力学在陶瓷设计中的应用，特别是引入了基于无损评估和损伤容限的概念，以指导结构设计，确保在服役过程中具备可预测的可靠性。此外，探讨了陶瓷的电学、磁学特性与结构性能的耦合效应，这对于传感器、电子封装及能量存储应用至关重要。第二部分：极端环境下的材料行为与失效分析材料在极端条件下的寿命预测和失效机制研究是本书的核心内容之一。本部分详细分析了高温氧化、热腐蚀、热震以及辐照对结构陶瓷微观结构和力学性能的演变过程。热力学与动力学腐蚀：针对航空航天发动机、燃气轮机以及核反应堆等应用场景，详述了不同气氛下（富氧、贫氧、含硫、含盐）陶瓷的表面反应动力学。通过引入非平衡态热力学模型，解释了复杂气氛下材料的长期稳定性，并提出了抑制腐蚀的表面改性策略。蠕变与疲劳：详细介绍了高温下陶瓷的稳态和瞬态蠕变机理，包括晶界扩散、晶内滑移以及空洞形成过程。针对循环载荷环境，系统研究了热机械疲劳（TMF）现象，包括应力松弛、应变累积和疲劳裂纹的萌生与扩展，并提供了基于损伤演化模型的寿命预测方法。第三部分：面向应用的先进制造技术高性能结构陶瓷的最终性能高度依赖于其制备工艺。本书涵盖了当前主流和新兴的制造技术，并重点强调了如何利用这些技术来精确控制材料的微观结构和宏观几何形状。粉体制备与成型：详细介绍了高纯度、窄粒径分布的陶瓷粉体制备技术（如溶胶-凝胶法、共沉淀法、等离子喷雾法）。在成型方面，深入探讨了先进的压实技术，包括热等静压（HIP）、冷等静压（CIP）以及流延成型等，并分析了这些技术对致密度和均匀性的影响。烧结与固化过程控制：重点分析了反应烧结、液相烧结以及超高温烧结过程中的相变、晶粒生长抑制和气孔率的消除。引入了过程参数实时监控技术，如原位监测（In-situ Monitoring），以实现对烧结过程的精确控制。增材制造（Additive Manufacturing）的突破：专门开辟章节讨论陶瓷增材制造技术，包括光固化（SLA/DLP）、粘结剂喷射（Binder Jetting）以及选择性激光熔化（SLM）在陶瓷领域的应用进展。重点讨论了增材制造带来的设计自由度，以及如何解决打印件在后处理（去粘结剂、再烧结）过程中出现的残余应力和缺陷问题。第四部分：关键工程领域的前沿应用与挑战本部分将理论与制造技术应用于解决实际工程难题，展示了高性能结构陶瓷在几个关键领域的前沿应用。能源转换与储存：探讨了陶瓷在固态氧化物燃料电池（SOFC）中的电解质和电极材料的性能优化，以及在高温热电材料中的应用。分析了陶瓷在核能反应堆中的结构材料（如SiC复合材料）的辐照损伤控制策略。先进热力机械系统：重点分析了陶瓷在燃气轮机热端部件（如涡轮叶片、燃烧室衬里）中的应用潜力，讨论了如何通过先进涂层技术和复合材料设计来显著提高工作温度上限，从而提升系统效率。生物医用与摩擦学：简要介绍了高韧性生物相容性陶瓷（如氧化锆、磷酸钙）在植入物中的应用，并探讨了陶瓷在极端摩擦环境（如密封件、轴承）中实现超低磨损和自润滑性能的设计方法。总结与展望本书最后对当前结构陶瓷领域面临的主要瓶颈，如高韧性与高硬度的矛盾、复杂几何件的低成本高效制造、以及长期服役性能的准确评估进行了总结，并对未来十年的研究方向，包括AI辅助材料设计和自修复陶瓷系统进行了展望。本书内容详实、图表丰富，是材料科学家、结构工程师、研究生以及从事先进陶瓷研发和应用的专业技术人员不可或缺的参考手册。