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出版者:World Scientific Pub Co Inc

作者:Siciliano, Antonio

出品人:

页数:296

译者:

出版时间:

价格:$ 90.40

装帧:HRD

isbn号码:9789812567963

丛书系列:

图书标签:

• 光学
• 物理学
• 光子学
• 光学工程
• 电磁学
• 量子光学
• 非线性光学
• 激光
• 衍射
• 干涉
• 偏振
• 光谱学

好的，这是为您准备的一份关于一本名为《Materials Science in Extreme Environments》的图书简介，这份简介完全不涉及您的原书名《Optics》中的任何内容，力求详尽且具有专业深度，旨在吸引相关领域的读者。 --- 图书简介：极端环境下的材料科学（Materials Science in Extreme Environments） ISBN： 978-1-23456-789-0 出版日期： 2024年秋季 定价： ¥398.00 内容概述：穿越界限，探索材料的极限性能 《极端环境下的材料科学》是一部深度聚焦于材料在非传统、高应力、高能量密度条件下行为和性能的权威专著。本书全面系统地探讨了现代工程和前沿科学领域中，材料面临的挑战，并深入剖析了为应对这些挑战而发展出的先进表征技术、设计策略及合成方法。 在航空航天、核能、深海勘探、高超音速飞行乃至下一代能源储存等关键领域，传统材料的性能已接近理论极限。本书正是为填补这一知识鸿沟而生，它超越了常温常压下的基础材料学范畴，直抵物理和化学作用力的临界点，揭示了材料在极端热负荷、高辐照度、超高压力、强腐蚀性介质和剧烈载荷循环下的微观结构演变、失效机制及其本征抗性。 本书不仅是对现有知识的总结，更是一份面向未来材料创新的路线图。 核心章节与深度解析 本书共分为六大核心部分，涵盖了从理论基础到实际应用的各个层面： 第一部分：极端环境的定义与材料响应基础 本部分为全书的理论基石。我们首先精确界定了“极端环境”的物理参数范围，包括温度梯度（从接近绝对零度到数千开尔文）、辐射剂量（从低剂量中子到兆戈射线）、机械载荷的非线性特性以及化学活性介质的腐蚀潜力。 热力学与动力学重构： 探讨在非常规条件下（如高熵态或准晶态），材料的热力学稳定性和相变动力学如何被根本性地改变。重点分析了高熵合金（HEAs）在高温蠕变和热循环下的微观结构保持机制。 缺陷工程与激活能垒： 深入研究高能粒子辐照对晶格缺陷（空位、间隙原子、位错环）的产生、迁移和聚集的影响。通过第一性原理计算，量化了在极端条件下维持材料稳定性的能量屏障。 第二部分：高热负荷与热防护系统（TPS） 本部分专注于材料如何承受和管理巨大的热流密度。这对于再入飞行器、聚变反应堆包层材料和先进燃气轮机叶片至关重要。 陶瓷基复合材料（CMCs）的界面控制： 详细介绍了SiC/SiC CMCs在超过1800°C下的抗氧化性、热震阻尼能力以及纤维-基体界面处脆弱相的形成与抑制策略。 烧蚀材料的动态行为： 针对火箭发动机喷管和再入飞行器，分析了碳-酚醛、石墨/环氧树脂等材料在极端热解和气相烧蚀过程中的化学反应动力学、气体力学耦合效应及烧蚀残留物的保护层形成机理。 第三部分：辐射损伤与核用材料 本部分聚焦于材料在强离子、电子或中子流照射下的长期可靠性问题，尤其关注核聚变和核裂变堆芯材料的选择。 辐照诱导的脆化与肿胀： 对不锈钢、钒合金和先进氧化物燃料（如UO2、UN）在兆帕或吉帕级别的镍当量剂量下的体积变化、硬化率和延展性损失进行了详尽的建模与实验对比。 先进合金的抗辐照设计： 探讨了利用纳米沉淀强化、晶界工程和引入“陷阱位点”来捕获和钝化辐射损伤产物的方法，特别是针对新型低活化铁素体/马氏体钢（RAFM）的研究进展。 第四部分：超高压力与深海/深空材料 材料在数十亿帕斯卡（GPa）压力下的行为是理解行星内部结构和开发新型高密度存储介质的关键。 压力诱导的相变与合成： 阐述了利用金刚石对顶砧（DAC）技术，如何探测试验材料在地球核心压力下的结构、电子态和化学键合变化。分析了从金属到超导体的压力诱导转变。 深海高压腐蚀与蠕变： 针对深潜器和深海采矿设备，分析了高静水压结合高盐度、低温环境对高强度钢和钛合金的氢脆敏感性及局部腐蚀（点蚀、缝隙腐蚀）的加剧机制。 第五部分：极端化学腐蚀与表面工程 本部分关注材料在强酸、强碱、熔盐或等离子体环境下的化学稳定性。 熔盐反应堆（MSR）的材料挑战： 详细考察了镍基高温合金（如Hastelloy N）在氟化物或氯化物熔盐中与结构材料发生的选择性腐蚀、元素萃取以及辐照-腐蚀的协同作用。 等离子体侵蚀与镀层技术： 探讨了低气压高能等离子体对材料表面的溅射和刻蚀效应，以及先进的反应性溅射、物理气相沉积（PVD）和化学气相沉积（CVD）技术在制造耐腐蚀涂层中的应用。 第六部分：极端环境下的先进表征与建模 成功的材料设计依赖于精确的测量和预测。本部分聚焦于用于极端条件研究的前沿工具。 原位（In-Situ）与同步辐射技术： 介绍了如何在受控的极端环境下，利用高能X射线衍射、散射和吸收谱技术，实时监测晶格应变、动态位错运动和化学键的瞬时变化。 多尺度计算模拟： 阐述了结合分子动力学（MD）、蒙特卡洛（Monte Carlo）和密度泛函理论（DFT）的计算框架，用于预测材料在复杂耦合场下的宏观寿命和微观结构演变，指导“计算驱动”的材料发现。 本书的读者群体 本书是为材料科学家、机械工程师、核工程师、航空航天研究人员、以及从事高能物理和能源技术开发的高年级本科生、研究生和专业技术人员量身打造的。它要求读者具备扎实的固体物理、热力学和材料性能基础。 通过阅读《极端环境下的材料科学》，您将获得驾驭未来工程挑战所需的前沿知识体系和创新的材料设计思维。

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