Testing and Instrumentation 2003 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:Society of Automotive Engineers

作者:Not Available (NA)

出品人:

页数:68

译者:

出版时间:

价格:59.95

装帧:Pap

isbn号码:9780768012033

丛书系列:

图书标签:

• Testing
• Instrumentation
• Electronics
• Measurement
• Engineering
• Technology
• 2003
• Technical
• Science
• Devices

现代工程材料的性能、加工与应用 本书聚焦于工程领域中核心材料的科学原理、先进加工技术及其在现代工业设计中的实际应用。 第一部分：基础材料科学与性能表征 第一章：晶体结构与缺陷 本章深入探讨了金属、陶瓷和聚合物的微观结构基础。详细阐述了晶体学的基本概念，包括晶胞、晶面指数（密勒指数）和晶向的确定。重点分析了体心立方（BCC）、面心立方（FCC）和密排六方（HCP）结构的几何特性及其对宏观力学性能的影响。 随后，本章对材料中的点缺陷（空位、间隙原子）、线缺陷（位错）和面缺陷（晶界、堆垛层错）进行了系统的分类和定量描述。特别强调了位错理论在解释材料塑性变形机制（如滑移和孪晶）中的关键作用。通过电子显微镜和X射线衍射技术对这些微观特征的表征方法进行了介绍，使读者能将实验数据与理论模型联系起来。 第二章：热力学与相图分析 本章从统计热力学和吉布斯自由能的角度阐述了材料的相变驱动力。内容涵盖了相律的应用、二元合金体系中的液相线、固相线和共晶点的计算与分析。重点解析了杠杆原理在确定多相平衡区组分和比例中的实际应用。 针对复杂合金系统，如Fe-C合金系，本章详细剖析了奥氏体化、贝氏体转变和马氏体转变的动力学过程。通过热力学驱动力和扩散速率的平衡，解释了各种热处理工艺（如退火、正火、淬火和回火）对最终材料微观结构和性能的精确控制。 第三章：力学性能测试与断裂力学 本章详尽介绍了评估工程材料机械性能的标准测试方法。包括拉伸试验（屈服强度、极限抗拉强度、延伸率的测定）、压缩试验、剪切试验和硬度测试（布氏、洛氏、维氏）。强调了应力-应变曲线的非线性区域分析及其对材料本构关系建立的意义。 在断裂力学部分，本章引入了线弹性断裂力学（LEFM）的核心概念，包括应力强度因子 ($K_I$)、断裂韧性 ($K_{IC}$) 的测试方法（如SEVNB、C-T试样）。对于韧性材料，深入探讨了弹塑性断裂力学（EPFM）中的J积分和裂纹尖端张开位移（CTOD）的概念，用以指导高风险结构件的寿命预测和安全评估。 第二章：先进加工技术与结构控制 第四章：金属材料的塑性加工原理 本章侧重于材料在宏观尺度下的塑性变形过程。详细分析了轧制、锻造、挤压和拉拔等传统塑性加工过程中的应力状态、变形能耗和几何重构。引入了有限元方法（FEM）在模拟复杂轧制过程中的应用，用以优化模具设计和控制残余应力分布。 特别关注了冷加工硬化现象，分析了加工硬化率与位错密度的关系，并探讨了恢复、再结晶等动态和静态回复过程对材料性能的重塑作用。 第五章：连接技术与焊接冶金 本章系统地介绍了现代工程中常用的连接技术，包括机械连接（铆接、螺纹连接）和化学连接（胶接、钎焊）。核心内容聚焦于熔焊技术，如TIG、MIG/MAG和激光焊接。 重点分析了焊接过程中的热影响区（HAZ）的微观结构演变，这是决定焊接接头性能的关键。探讨了熔池的冶金行为、枝晶生长、溶质偏析以及焊接残余应力和变形的控制策略，包括预热和后焊热处理的应用。 第六章：表面工程与防护技术 本章阐述了通过改变材料表面性能来提升整体使用寿命的技术。涵盖了热浸镀（如热浸镀锌）、电镀、化学气相沉积（CVD）和物理气相沉积（PVD）等工艺。讨论了这些技术如何用于提高材料的耐磨性、耐腐蚀性和抗氧化性。 详细介绍了热喷涂技术（HVOF、等离子喷涂）在制备高性能陶瓷和金属梯度涂层中的优势，以及如何通过优化涂层与基体的界面结合力来确保长期服役可靠性。 第三部分：功能材料与应用案例 第七章：高分子材料与复合结构 本章详细介绍了热塑性塑料、热固性树脂的分子结构、聚合反应机理和宏观性能。侧重分析了高分子材料的粘弹性行为、蠕变和应力松弛现象，以及温度对其玻璃化转变温度（Tg）和熔点的影响。 在复合材料方面，重点讲解了纤维增强复合材料（FRP，如碳纤维和玻璃纤维）的力学性能预测，包括各向异性模型的建立和层合板的经典叠层理论（Classical Lamination Theory）。分析了树脂基复合材料的界面粘接强度和纤维铺放对结构强度的影响。 第八章：电子与磁性材料基础 本章介绍了用于现代电子设备的关键功能材料。探讨了半导体材料的能带理论、掺杂机制及其在PN结器件中的应用。深入分析了导电聚合物和超导材料的基本特性。 在磁性材料方面，解释了居里温度、磁畴结构和磁滞回线。区分了软磁材料（用于变压器和电感器）和硬磁材料（用于永磁体）的微观结构设计原则和应用场景。 第九章：工程案例分析与可靠性评估 本章将前述知识应用于实际工程问题。选取了航空发动机叶片、高压管道和集成电路封装等典型案例进行剖析。通过失效分析报告的解读，演示了如何运用材料科学知识反推失效模式（如疲劳、蠕变、应力腐蚀开裂）。 最后，本章概述了结构可靠性工程的基本概念，包括概率设计方法、寿命周期管理（LCC）和基于风险的检测（RBI）策略，旨在确保材料在复杂服役环境下的长期安全稳定运行。 --- 本书特色： 本书结构严谨，内容覆盖了材料科学的经典理论与当代先进的加工制造技术。通过大量的工程实例和详尽的测试方法论述，旨在培养读者将微观材料行为与宏观工程性能之间建立清晰联系的能力，是材料工程、机械工程及相关专业学生和工程师不可或缺的参考资料。全书贯穿了“结构-性能-加工-应用”的闭环设计思想。

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