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出版者:

作者:张友谊

出品人:

页数:269

译者:

出版时间:2008-10

价格:22.00元

装帧:

isbn号码:9787502033934

丛书系列:

图书标签:

• 矿井通风
• 通风技术
• 矿业工程
• 安全生产
• 矿山工程
• 通风系统
• 矿井安全
• 煤矿通风
• 通风设备
• 矿井环境

现代工程材料科学与应用 作者： [请在此处填写作者姓名] 出版社： [请在此处填写出版社名称] 出版年份： [请在此处填写出版年份] --- 图书简介 《现代工程材料科学与应用》 是一部全面而深入探讨当代工程领域核心——先进材料及其在实际工程应用中如何驱动技术革新的权威著作。本书旨在为材料科学、机械工程、土木工程、航空航天、能源技术乃至生物医学工程领域的学生、研究人员及资深工程师提供一个整合性的知识框架，用以理解、设计、制备和评估高性能工程材料的复杂性与潜力。 本书的编纂立足于当前全球科技竞争的制高点——新材料的研发与产业化。我们深知，材料的性能决定了工程系统的上限。因此，本书并未局限于传统的材料分类介绍，而是将叙述的重点放在材料的微观结构、宏观性能、加工工艺与服役环境的内在联系上，强调材料设计的前瞻性和系统性。 全书共分为六个主要部分，内容组织遵循从基础理论到前沿应用的递进逻辑，力求图文并茂，深入浅出地解析复杂概念。 --- 第一部分：材料科学的基石与前沿理论 本部分奠定了理解现代材料科学所需的基础知识体系。我们首先回顾了晶体结构、缺陷理论在决定材料宏观力学性能中的核心作用，并引入了相图分析的精细化解读，特别是多组分复杂体系的相平衡研究。 重点章节深入探讨了热力学与动力学在材料演化中的驱动力。这包括扩散理论的定量模型、形核与长大机制的计算模拟方法（如相场法基础）。此外，本书对材料的电子结构进行了详细的阐述，尤其关注半导体材料的能带理论、导体与绝缘体特性，以及它们如何被引入到功能材料设计中。本部分强调计算材料学（如第一性原理计算、分子动力学模拟）已成为材料设计不可或缺的工具，并展示了如何利用这些工具预测材料行为。 --- 第二部分：结构材料的革新与高性能化 结构材料是工程应用的主体。本部分聚焦于如何通过冶金和制造工艺的突破，实现传统结构材料性能的飞跃，并介绍新兴的超结构材料。 高性能合金是核心内容。我们详细分析了先进高强钢（如贝里特钢、马氏体/贝里体复合钢）的微结构控制技术，以及它们在汽车轻量化和压力容器制造中的应用。对于钛合金与镍基高温合金，本书着重讨论了其在航空发动机热端部件制造中面临的蠕变、疲劳与氧化腐蚀挑战，以及定向凝固、单晶生长等尖端制备工艺。 同时，先进复合材料的章节进行了大幅度的扩展。除了经典的纤维增强树脂基复合材料（FRC）外，我们投入大量篇幅研究金属基复合材料（MMC）和陶瓷基复合材料（CMC），特别是碳化硅（SiC）纤维增强CMC在极高温度热防护系统中的关键作用。对于层状材料，如石墨烯、氮化硼纳米片，本书探讨了它们作为增强相或功能界面的潜力。 --- 第三部分：功能材料的智能响应与器件集成 功能材料是现代信息、能源和传感技术的核心驱动力。本部分侧重于材料如何对电、光、磁、热等外部刺激做出可控的响应。 电子与光电材料：深入剖析了新一代存储技术（如电阻式随机存取存储器 MRAM/RRAM）的材料体系，重点介绍钙钛矿太阳能电池的稳定性提升策略和界面工程。在磁性材料方面，探讨了自旋电子学（Spintronics）的基础，以及新型铁磁/反铁磁结构在高速逻辑器件中的潜力。 压电、热电与智能材料：详细介绍了非铅系压电材料（如锆钛酸盐改性体系）的性能优化。关于形状记忆合金（SMA），本书不仅阐述了其马氏体相变机制，还结合了电磁驱动与热驱动的实际应用案例，如医疗介入器械和精密驱动器。 --- 第四部分：先进制造技术与材料的耦合 材料的最终性能高度依赖于其制造过程。本部分着重探讨增材制造（AM）技术如何彻底改变材料的结构设计和性能实现路径。 增材制造中的材料行为：系统分析了选区激光熔化（SLM）和电子束熔化（EBM）过程中材料经历的快速加热与冷却速率对微结构（如枝晶间距、残余应力、孔隙率）的影响。特别关注了在AM过程中，如何通过工艺参数调控来抑制或消除增材制造特有的缺陷，实现与传统铸锻件相当甚至更高的性能。 界面工程与连接技术：在异质材料连接领域，本书介绍了扩散连接、爆炸焊等先进连接技术，以及如何通过控制界面区域的化合物形成来保证连接的可靠性。同时，对薄膜沉积技术（如原子层沉积ALD）的精确控制进行了详细介绍，强调其在制备多层异质结构时的关键作用。 --- 第五部分：材料的服役行为、失效分析与寿命预测 理解材料在实际工作环境下的退化机制是确保工程安全与经济性的前提。本部分是面向实际工程应用的实践指导。 疲劳与断裂力学的高级主题：除了经典的应力-应变疲劳分析，本书引入了载荷谱的统计学分析和高周疲劳（HCF）与低周疲劳（LCF）的微观机制。对于断裂韧性评估，重点讨论了弹塑性断裂力学（EPFM）在评估厚大结构损伤时的应用。 腐蚀与环境退化：系统分类了各种腐蚀类型，包括应力腐蚀开裂（SCC）、氢致脆化（HE）和高温氧化。分析了阴极保护、缓蚀剂筛选以及表面涂层阻隔机制的最新进展。 失效分析的现代手段：结合扫描电镜（SEM）、透射电镜（TEM）与聚焦离子束（FIB）等技术，详细展示了如何对实际失效部件进行“病理学”诊断，从而追溯至设计、制造或使用环节的问题根源。 --- 第六部分：面向未来的跨学科材料挑战 最后一部分展望了材料科学在解决全球性挑战中的作用，并探讨了新兴的交叉学科领域。 能源存储与转化材料：深入研究了固态电解质在下一代锂离子电池中的潜力，以及燃料电池催化剂的载体设计优化。在碳捕集与封存（CCS）方面，探讨了新型多孔吸附材料（如MOFs/COFs）的分子设计原理。 生物医学材料与组织工程：本书介绍了生物相容性、可降解性材料的最新进展，包括用于药物控释的纳米载体和用于骨骼修复的生物活性陶瓷。重点讨论了生物打印所需的先进水凝胶材料体系。 可持续性与循环经济：探讨了材料的生命周期评估（LCA）方法，并介绍了如何设计易于回收、低环境影响的“绿色材料”。这包括对稀有金属替代品和生物基高分子材料的开发策略。 --- 《现代工程材料科学与应用》 汇集了理论深度、技术广度和工程实用性。它不仅是材料领域研究者的必备参考书，也是驱动工程师实现下一代技术飞跃的关键知识库。本书旨在培养读者从原子尺度理解材料，并将其转化为宏观工程解决方案的综合能力。

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说实话，一开始拿起这本书，我有点担心它会像很多技术专著一样，充斥着枯燥的公式和年代久远的案例。但很快，我就被书中对“新一代通风设备与智能化控制”的描绘所吸引住了。作者对射流风机性能优化、变频技术的应用，以及如何构建全矿井通风网络的物联网监控平台，进行了详尽的论述。最让我耳目一新的是对“环境友好型通风”的关注，书中提到了如何降低通风能耗，减少对地表环境的影响，这完全符合当前国家对绿色矿山建设的导向。我特别留意了关于“瓦斯涌出特性与通风需求的动态匹配”那部分，作者引入了机器学习的方法来预测瓦斯量并实时调整风机转速，这种前瞻性的技术融合，让整本书充满了活力，完全没有陈旧感。对于那些希望了解通风技术如何与工业4.0接轨的读者来说，这本书提供了非常具体、可操作的蓝图，它不仅仅是回顾历史，更是在指引未来。

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这本《矿井通风技术与发展》的作者显然对这个领域有着深刻的理解和长期的实践经验。我尤其欣赏书中对通风系统设计原理的阐述，它不仅仅停留在理论层面，而是紧密结合了实际矿井的复杂环境。比如，书中对“局部通风与集中通风的优缺点对比分析”那一章节，作者没有简单地给出教科书式的结论，而是通过几个具体的案例，展示了在不同地质条件和开采深度下，如何权衡效率、安全与成本。特别是关于气流组织与污染物扩散模型的建立，书中详细介绍了如何利用流体力学软件进行模拟优化，这对于我们这些在设计院工作的工程师来说，无疑是一份极具参考价值的实战手册。更让我印象深刻的是，书中对“非常规矿井通风策略”的探讨，比如在突发事故或特定作业面需要超高风量时的应急方案，这部分内容展现了作者超越常规思维的广度和深度，非常贴合现代矿业安全管理对预见性和柔性化的要求。这本书的结构清晰，图表丰富，使得那些原本晦涩难懂的工程参数和计算公式，变得直观易懂，绝对是行业内不可多得的精品。

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作为一名一线安全管理人员，我更关注的是如何将理论转化为实际的安全保障措施。这本书在“矿井热害与职业健康”这方面的论述，简直是为我们量身定制的。书中对不同深度矿井的温湿度控制阈值进行了细致的划分，并详细分析了湿球温度、风速与人体热平衡之间的复杂关系。我特别喜欢作者在论述“防暑降温措施”时，对比了水雾降温、冷风井下输送等多种技术的优缺点和实施成本。书中不仅仅停留在“保证风量达标”的层面，而是深入到“如何创造最优工人工作环境”这一更高层次的目标。例如，针对爆炸性气流的管理，书中的章节提供了非常具体的操作规程和监测点的布置建议，这些都是在日常巡检中能够直接套用的宝贵经验。总而言之，这本书在安全性和人性化管理方面展现了极高的专业水准，它让“通风”不再只是一个工程技术名词，而成为了保障生命健康的核心要素。

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这本书带给我的最大感受是其极强的“现场感”和“问题导向性”。作者似乎深谙矿井通风中那些最令人头疼的难题，比如风筒破损导致的漏风率控制、不同工作面间风量串扰的抑制，以及在长距离掘进工作面如何有效输送新鲜风流等。书中对这些“疑难杂症”的分析非常到位，不仅指出了问题所在，更重要的是，提供了切实可行的、经过时间检验的解决方案。例如，关于“如何在高瓦斯矿井中安全有效地布置局部排风系统”，书中详尽对比了正负压操作下的风筒布置策略，并结合了防爆电气设备的选型要求，将通风安全与防爆安全无缝衔接起来。这种跨学科、多角度的综合分析能力，是很多纯理论书籍所不具备的。阅读这本书，就像有一位经验丰富的老矿工站在你身边，手把手地教你如何应对通风现场的千变万化，让人感觉既踏实又受用。

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从一个工程教育者的角度来看，这本书在教材编写的逻辑性和深度上做到了极佳的平衡。它没有回避高深的理论，比如关于湍流混合和燃烧产物稀释的数值分析，但又巧妙地通过大量详实的工程实例来佐证和软化这些理论的难度。特别是书中对“旧有矿井改造通风系统”的章节，提供了从前期勘测、方案比选到施工监控的全流程指导。不同于很多只讲新建矿井通风的教材，这本书关注到了大量现有矿井面临的通风瓶颈和技术升级需求，这使得它的适用范围更广。作者在处理“多风道平衡与风阻计算”时，所采用的系统化方法论非常适合教学，它引导学生构建起一个全局的、多变量耦合的思维框架，而不是孤立地看待风机或风筒。读完后，我感觉自己对整个矿井通风系统的“把脉”能力得到了极大的提升，非常适合作为专业课的参考教材或进修读物。

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