Principals of the Manufacturing of Composite Materials pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:

作者:Hoa, Suong

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页数:0

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价格:1653.00元

装帧:

isbn号码:9781932078268

丛书系列:

图书标签:

• 复合材料
• 制造原理
• 材料科学
• 工程技术
• 聚合物
• 纤维增强
• 复合材料加工
• 复合材料设计
• 复合材料力学
• 复合材料应用

现代先进材料的理论与应用 本书深入探讨了当代材料科学与工程领域的核心概念、先进技术及其在工业生产中的实际应用。它旨在为材料学、机械工程、化学工程以及相关领域的学生、研究人员和工程师提供一个全面且深入的知识框架，以理解和驾驭下一代高性能材料的开发与制造。 本书的结构设计旨在实现理论深度与实际操作技能的完美结合。我们首先从材料科学的基础原理入手，但很快将重点转向那些驱动现代技术进步的关键材料体系。 第一部分：基础理论与结构表征 本部分为理解后续复杂材料体系奠定了坚实的理论基础。我们不会停留在宏观层面，而是深入到原子和微观结构对材料宏观性能的决定性影响机制。 晶体学与缺陷工程： 详细阐述晶体结构如何决定材料的力学、电学和热学特性。重点剖析点缺陷、位错和晶界在塑性变形、扩散过程及材料失效中的核心作用。我们引入了先进的计算模拟技术（如分子动力学模拟）来预测缺陷在复杂应力场下的演变。 热力学与相图解析： 深入探讨材料体系的相平衡原理。内容涵盖多组分合金的热力学驱动力、相变动力学以及如何通过精确控制冷却速率和热处理工艺来调控最终的微观结构。针对复杂氧化物和非晶态材料的相变，提供了深入的分析方法。 先进表征技术： 本章聚焦于如何“看清”材料的内部结构。详述透射电子显微镜（TEM/STEM）在原子尺度成像中的最新进展，包括高角度环形暗场（HAADF）和同步辐射光源在原位（in-situ）实验中的应用。此外，还涵盖了X射线衍射（XRD）在精确测定残余应力和织构方面的应用。 第二部分：高性能金属与合金设计 本部分专注于如何通过创新性的合金化策略和先进的加工技术，突破传统金属材料的性能瓶颈。 超高强度钢与先进高强钢（AHSS）： 深入剖析多相结构（如贝氏体、马氏体与铁素体复合组织）的协同增韧机制。详细介绍热机械处理（TMCP）工艺，如何通过控制轧制过程中的应变累积和动态再结晶，实现强度与塑性的平衡。关注点在于汽车轻量化和结构安全领域对新一代钢材的需求。 轻质高比强材料： 钛合金、镁合金和铝锂合金是航空航天和电动汽车领域的关键。本书详细分析了这些材料在高温、高应力环境下的蠕变、疲劳及环境侵蚀行为。特别探讨了如何利用快速凝固技术和粉末冶金来细化晶粒，从而提高这些材料的综合性能。 功能性金属材料： 涵盖形状记忆合金（SMA）和金属间化合物（IMC）。重点分析SMA的马氏体相变机制及其在执行器和传感器中的应用。对于镍钛（NiTi）和铝钛（AlTi）等高性能IMC，探讨其制备过程中的复杂反应动力学和脆性问题。 第三部分：工程陶瓷与复合材料的界面科学 虽然本书不聚焦于复合材料的特定制造工艺，但我们对构成先进功能材料的关键组件——高性能陶瓷和至关重要的界面行为——进行了详尽的阐述。 结构与功能陶瓷： 考察氧化物（如氧化锆、氧化铝）、碳化物和氮化物（如SiC、Si3N4）的结构设计原理。重点讨论陶瓷的断裂韧性提升策略，如引入第二相颗粒或利用裂纹偏转机制。同时，深入研究陶瓷在极端温度下的化学稳定性和抗氧化性。 先进复合材料的基体与增强体相互作用： 明确区分不同类型的复合材料（如颗粒增强、纤维增强）的力学响应。关键在于“界面”：详细分析基体与增强体之间的化学键合、应力传递效率以及界面反应对长期服役可靠性的影响。我们使用连续介质模型和有限元分析来预测界面脱粘和载荷转移路径。 功能复合材料： 探讨如何将结构功能（如承载能力）与特定功能（如电磁屏蔽、热管理）结合。例如，碳纳米管/聚合物基体材料的导电网络构建，以及热管理复合材料中的热导通路设计。 第四部分：先进制造与性能调控 本部分将材料科学与现代制造技术紧密联系起来，关注如何通过精确控制加工过程来诱导或稳定所需的微观结构。 增材制造（AM）中的材料行为： 针对选择性激光熔化（SLM）和电子束熔化（EBM）等金属增材制造技术，系统分析快速凝固过程中的液态物理、枝晶生长和残余应力形成。重点分析增材制造金属部件中常见的缺陷（如未熔合孔隙、柱状晶）对疲劳性能的负面影响，并提出微观结构设计来补偿这些缺陷。 固态相变与热处理的数字化： 引入计算热力学（CALPHAD）方法在工艺窗口确定中的应用。探讨基于模型的材料性能预测（MBE/MMP），如何利用数字孪生技术优化热处理曲线，确保大批量生产中的性能一致性。 表面工程与涂层技术： 表面是材料抵抗环境侵蚀的第一道防线。详细分析化学气相沉积（CVD）和物理气相沉积（PVD）的原理，以及在提高材料抗磨损、抗腐蚀和耐高温性能方面的应用。重点讨论活性反应气氛下的涂层生长机制。 结论与展望 全书最后部分总结了材料科学当前面临的重大挑战，包括可持续性、极端环境下的服役寿命预测以及新材料的快速迭代需求。本书强调了跨学科研究的重要性，即材料科学家必须与制造工程师、计算机科学家紧密合作，以实现真正意义上的下一代先进材料的工程化应用。 本书内容深度覆盖了从原子尺度的物理机制到宏观工程应用的整个价值链，为读者提供了对现代先进材料体系的完整且实用的理解。

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