具体描述
实用废水处理技术，ISBN：9787502522919，作者：佟玉衡编
《跨越边界：现代工程中的材料科学与应用》 内容简介 本书深入探讨了现代工程领域中材料科学的基础理论、前沿进展及其在关键技术领域中的广泛应用。它旨在为工程技术人员、研究人员以及高年级本科生和研究生提供一个全面、系统且具有深度和广度的知识框架。全书共分为六个主要部分，层层递进，从微观结构到宏观性能，再到实际工程挑战的解决。 --- 第一部分：材料科学的基石与结构解析 本部分首先奠定了坚实的理论基础。我们从原子尺度上的键合类型、晶体结构和缺陷理论入手，详细解析了材料的微观结构如何决定其宏观物理和化学性质。 1.1 晶体结构与衍射技术： 详细介绍了体心立方、面心立方、六方紧密堆积等基本晶格，并深入剖析了点缺陷、线缺陷（位错）和面缺陷（晶界）的形成机制及其对材料力学性能的根本影响。光学显微镜和电子显微镜（SEM、TEM）的成像原理、样品制备流程，以及X射线衍射（XRD）在晶体结构解析中的应用，均以大量工程实例进行阐述。 1.2 非晶态与准晶态材料： 区别于周期性晶体，本书重点分析了玻璃、聚合物等非晶态材料的结构特征，如短程有序和长程无序，以及它们在热处理过程中的玻璃化转变行为。同时，对准晶体的对称性打破和独特结构进行了前沿介绍。 1.3 热力学与相图解读： 深入讲解了材料体系的热力学平衡原理，重点在于理解相图的构建、微观相变机制（如析出、扩散、固化/熔化）。铁碳合金相图的细致剖析，是理解钢铁材料性能调控的关键切入点。 --- 第二部分：金属材料的性能与强化机制 金属材料是现代工程结构的主体。本部分聚焦于金属的力学行为、腐蚀防护及其先进的合金化技术。 2.1 机械性能的定量描述： 详细阐述了屈服强度、抗拉强度、硬度、韧性（冲击功）、疲劳极限和蠕变性能的测试方法和理论模型。重点讨论了裂纹扩展的断裂力学基础，包括应力强度因子、断裂韧度（$K_{IC}$）的计算与应用。 2.2 塑性变形与强化机理： 解释了塑性变形的本质——位错运动，并系统介绍了强化金属的四大经典途径：晶粒细化、固溶强化、加工硬化（形变强化）以及沉淀强化。对孪晶诱导塑性（TWIP）和相变诱导塑性（TRIP）等现代高强韧钢的强化机制进行了深入分析。 2.3 腐蚀与防护： 区分了电化学腐蚀、应力腐蚀开裂（SCC）、氢脆等主要失效模式。探讨了缓蚀剂的选择、阴极保护与阳极保护的工程实施，以及惰性涂层和阻挡涂层在极端环境下的应用策略。 --- 第三部分：陶瓷、高分子与复合材料的特性 本部分拓宽了材料的范畴，关注非金属材料在特定高要求环境中的应用。 3.1 结构与功能陶瓷： 介绍了氧化物（如氧化铝、氧化锆）、非氧化物（如碳化硅、氮化硅）陶瓷的制备工艺（烧结、热压）和结构缺陷控制。重点分析了陶瓷的脆性、高温抗氧化性以及压电、介电等功能特性。 3.2 高分子材料的粘弹性： 阐述了聚合物的分子链结构、拓扑结构（线性、支化、交联）如何影响其粘弹性行为。讨论了玻璃化转变温度（$T_g$）和熔点（$T_m$）对材料使用温度范围的决定性作用，以及老化、溶胀和降解的化学机制。 3.3 先进复合材料设计： 深入剖析了纤维增强复合材料（FRC）和颗粒增强复合材料的性能预测模型。着重讲解了碳纤维、玻璃纤维在环氧树脂、聚酰亚胺基体中的铺层设计、界面优化，以及层合板的经典层合板理论（Classical Lamination Theory, CLT）的应用。 --- 第四部分：材料的加工、成型与表面工程 材料的最终性能高度依赖于其加工制造过程。本部分着重于从原材料到最终产品的转化技术。 4.1 铸造、塑造成型与连接技术： 对砂型铸造、压力铸造、熔模铸造等主要金属成型工艺的冷却速率控制和缩孔缺陷形成机理进行了详述。塑性加工中的轧制、锻造和挤压过程中的应力-应变路径分析，是理解材料加工硬化的关键。此外，对焊接、钎焊和扩散连接的冶金学影响进行了评估。 4.2 粉末冶金与增材制造： 详细介绍了粉末的制备、压实和烧结过程，这是制备多孔材料和难熔材料的重要途径。增材制造（3D打印）技术中，选择性激光熔化（SLM）和电子束熔化（EBM）的快速凝固过程、残余应力控制以及各向异性形成机制被重点分析。 4.3 表面改性技术： 介绍了提高材料表面硬度、耐磨性和耐腐蚀性的关键技术，包括热处理（渗碳、渗氮）、化学气相沉积（CVD）、物理气相沉积（PVD）以及离子注入技术，并对比了它们在工业应用中的优缺点。 --- 第五部分：电子、磁性与光学材料 材料的“功能化”是现代工程追求的核心目标。本部分聚焦于材料的电、磁和光响应特性。 5.1 半导体物理与器件基础： 解释了本征半导体、N型和P型掺杂的能带理论，费米能级的位置。重点分析了PN结的建立、二极管和晶体管的工作原理，为集成电路的设计奠定材料基础。 5.2 介电与铁电材料： 讨论了电场作用下材料的极化机制，介电常数与损耗因子。对铁电材料的畴结构、居里温度以及非线性光学效应进行了深入探讨。 5.3 磁性材料分类与应用： 区分了抗磁性、顺磁性、铁磁性和反铁磁性。重点分析了永磁体材料（如NdFeB）的磁滞回线特性和矫顽力，以及软磁材料（如坡莫合金）在变压器和电感器中的应用。 --- 第六部分：前沿材料与可持续性挑战 本部分展望了材料科学的未来方向，并强调了材料生命周期管理的重要性。 6.1 先进功能材料的探索： 涵盖了形状记忆合金（SMA）的马氏体相变，超导材料的工作原理及临界温度限制，以及拓扑绝缘体等量子材料的最新研究进展。 6.2 生物医用材料的界面问题： 讨论了植入物材料（如钛合金、生物活性陶瓷）与活体组织的生物相容性、降解速率和长期稳定性，界面生物反应的控制是研究的重中之重。 6.3 材料的可持续性与循环经济： 分析了关键战略金属的稀缺性问题，并详细介绍了材料的回收技术（如湿法冶金、火法冶金）的效率提升，以及如何通过“设计可回收性”原则指导新材料的开发，以应对全球资源约束带来的挑战。 --- 本书结构严谨，内容丰富，配有大量的图表、计算示例和案例分析，旨在培养读者从微观角度理解材料、并能根据工程需求选择、设计和优化材料的综合能力。它不仅是理论学习的工具书，更是解决复杂工程问题的实践指南。
作者简介
目录信息
一 概论
废水概述
废水处理方法概述
二 废水的物理处理方法
重力分离
筛滤与离心分离
均和调节
三 废水的化学处理法
中和
混凝
其他化学处理法
四 废水的物理化学处理法
吸附
离子交换
浮选
其他物理化学法
五 废水的生物处理法
废水生物处理中的微生物
活性污泥法
生物膜法
氧化塘与灌溉
六 污泥的处理与处置
污泥的处理与处置
附录
主要参考书目
· · · · · · (收起)
废水概述
废水处理方法概述
二 废水的物理处理方法
重力分离
筛滤与离心分离
均和调节
三 废水的化学处理法
中和
混凝
其他化学处理法
四 废水的物理化学处理法
吸附
离子交换
浮选
其他物理化学法
五 废水的生物处理法
废水生物处理中的微生物
活性污泥法
生物膜法
氧化塘与灌溉
六 污泥的处理与处置
污泥的处理与处置
附录
主要参考书目
· · · · · · (收起)
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