普通高等教育"十五"规划教材·电厂金属材料

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出版者:中国电力出版社
作者:宋琳生
出品人:
页数:182
译者:
出版时间:2003-11
价格:18.00元
装帧:
isbn号码:9787508317038
丛书系列:
图书标签:
  • 电厂材料
  • 金属材料
  • 高等教育
  • 教材
  • 十五规划
  • 电力工程
  • 材料科学
  • 工程材料
  • 金属工程
  • 电厂设备
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具体描述

《普通高等教育"十五"规划教材•电厂金属材料》以金属学原理、热处理、金属材料的基本知识为基础,阐述了高温金属材料的原理、性能和应用,及电厂常见金属材料的失效、设备事故分析等内容。由水利电力出版社出版。

现代材料科学与工程前沿探索:新一代功能性与结构材料的应用与性能优化 书籍简介 本书旨在系统梳理和深入探讨当前材料科学与工程领域最具活力和前瞻性的研究方向,重点聚焦于那些对现代工业、能源、信息技术等关键领域产生颠覆性影响的新型功能材料和高性能结构材料的研发、制备工艺、微观结构控制及其宏观性能表现。本书内容涵盖了从基础理论到工程应用的广泛光谱,力求为相关专业的学生、科研人员以及工程技术人员提供一个全面、深入且紧跟学科发展脉搏的参考平台。 全书结构清晰,内容丰富,共分为六个主要部分,每一部分都针对当前材料领域的一个核心研究热点展开细致论述。 --- 第一部分:先进结构材料的性能调控与服役行为 本部分着重探讨面向极端环境和高载荷应用的新型结构材料,如先进高温合金、高熵合金(HEAs)以及复合材料体系。 第一章:高熵合金的相稳定性与塑性机制 详细解析了高熵合金(HEAs)的设计原理,包括其基于混合熵效应和迟滞效应的相区预测模型。重点讨论了单相FCC结构HEAs在变形过程中的孪晶诱导塑性(TWIP)效应和形变诱导马氏体相变(TRIP)现象,以及如何通过调控组元比例和热处理工艺来优化其室温韧性和高温蠕变抗力。特别引入了针对高熵合金中位错运动阻碍机制的分子动力学模拟方法,揭示其独特的塑性流动行为。 第二章:陶瓷基复合材料(CMCs)的界面工程 深入剖析了用于航空发动机热端部件的碳化硅纤维增强碳化硅基体复合材料(SiC/SiC CMCs)。重点阐述了“易断裂”的第二相(如SiC颗粒或晶须)在基体中的弥散强化作用,以及如何通过控制纤维/基体界面处的涂层(如PyC、BN)的厚度和化学惰性,来实现“氧气阻隔”和“裂纹偏转”的关键功能,从而显著提高CMCs在超高温氧化环境下的断裂韧性和抗热震性能。 第三章:轻质高强镁锂合金的形变行为与腐蚀防护 针对航空航天和新能源汽车对轻量化的迫切需求,本章聚焦于超低密度镁锂合金。讨论了不同晶体结构(HCP与BCC/FCC混合)对合金塑性的影响,特别是镁锂合金在冷加工过程中易发生的“粘滞变形”问题。此外,提出了新型的微观表面处理技术,如等离子体电解氧化(PEO)和自修复涂层,用以抑制镁合金的快速电化学腐蚀。 --- 第二部分:能源转换与储存材料的突破 本部分聚焦于推动可再生能源技术进步的核心材料,涵盖了高效催化剂、储能电极以及热电材料。 第四章:下一代锂离子电池固态电解质的设计 全面回顾了基于硫化物、氧化物和聚合物的固态电解质的最新进展。详细对比了不同体系的离子电导率、界面阻抗以及热稳定性。重点介绍了采用固-固界面工程技术,如原位反应或复合材料策略,以有效解决固态电解质与金属锂负极之间形成的滞后锂枝晶生长问题,从而提高电池的循环寿命和安全性。 第五章:高效光催化剂的能带结构调控 探讨了用于水分解制氢和二氧化碳还原的半导体光催化剂的最新研究。着重分析了通过元素掺杂(如非金属掺杂)或构建异质结结构来优化材料的能带边位置,以更好地匹配可见光吸收范围并提高电荷分离效率。引入了表面等离子体共振(SPR)效应在增强光吸收方面的应用。 第六章:热电材料的塞贝克系数与晶格热导率解耦 阐述了热电材料性能优化的“三角关系”。重点讨论了如何利用复杂的纳米结构(如纳米沉淀、晶界散射)来大幅降低晶格热导率,同时保持较高的电子迁移率。深入分析了新型拓扑材料和高熵氧化物在室温以上实现高ZT值(无量纲优值)的潜力。 --- 第三部分:功能薄膜与表面工程 本部分关注于材料表面与界面现象,特别是用于微电子和光学领域的先进薄膜技术。 第七章:原子层沉积(ALD)在先进半导体器件中的应用 详细介绍了原子层沉积技术在制备超薄、高保真度功能氧化物薄膜中的核心优势。讨论了ALD在制备高介电常数(High-k)栅介质材料,如HfO2和ZrO2薄膜中的精确厚度控制和均匀性保证。同时,涵盖了ALD技术在三维结构(如FinFET)集成电路制造中的挑战与应对策略。 第八章:磁性隧道结(MTJ)的自旋电子学特性 针对磁随机存取存储器(MRAM)技术,本章深入探讨了磁性隧道结的性能。内容包括了界面电子结构对磁隧道磁阻(TMR)效应的影响,以及如何通过引入氧化物界面层来调控隧穿势垒,实现高TMR比和低开关磁场。 --- 第四部分:生物医用材料与组织工程 本部分探讨了具有生物相容性、可降解性以及特定生物响应性的材料设计。 第九章:智能响应性药物载体系统 介绍了pH敏感、温度敏感或光响应性聚合物微球和水凝胶的设计。重点分析了如何通过改变聚合物的拓扑结构(如嵌段共聚物、星形聚合物)来实现药物在肿瘤微环境或特定刺激下的可控释放动力学,以提高靶向性并减少全身毒副作用。 第十章:生物活性陶瓷在骨组织修复中的应用 聚焦于羟基磷灰石(HA)及其生物活性复合材料。讨论了如何通过仿生矿化过程或陶瓷/高分子复合化来模拟天然骨小梁的孔隙结构和机械性能,加速骨组织再生。同时,涉及了用于生物传感器和植入体表面抗菌涂层的开发。 --- 第五部分:先进计算材料学方法 本部分介绍利用计算工具来加速材料发现和性能预测的现代方法。 第十一章:密度泛函理论(DFT)在材料性质预测中的应用 详细说明了DFT方法如何用于计算电子结构、能带结构、缺陷形成能及反应能垒。通过实际案例,展示了如何利用DFT计算筛选新型催化剂活性位点或预测薄膜的界面稳定性。 第十二章:机器学习与高通量计算在材料筛选中的集成 阐述了如何结合高通量计算生成大量材料数据,并利用机器学习(如高斯过程回归、神经网络)来建立材料性能与化学/结构特征之间的映射关系。讨论了数据驱动方法在预测新合金成分或优化合成参数中的效率优势。 --- 第六部分:先进制造工艺与材料性能表征 本部分关注如何通过先进制造技术实现复杂结构材料的精确制造,并对其进行细致的表征。 第十三章:增材制造(AM)过程中的材料冶金行为 深入分析了选区激光熔化(SLM)和电子束熔化(EBM)等增材制造工艺中,金属粉末的熔化、液滴的再凝固行为。讨论了快速冷却速率导致的微观组织细化、显微偏析以及残余应力的形成机制,并提出了通过优化扫描策略来抑制孔隙率和微裂纹的技术。 第十四章:原位/准原位材料性能测试技术 介绍了同步辐射X射线散射、高分辨透射电镜(HRTEM)下的原位拉伸/加热实验。这些技术使研究人员能够实时追踪材料在应力、温度或电化学循环过程中微观结构(如位错的运动、相变的发生)的动态演变,从而建立更准确的材料本构关系。 --- 结语 本书的编写严格遵循了材料科学与工程学科的前沿发展方向,特别侧重于跨学科交叉领域的新突破。内容立足于坚实的物理化学和固体物理基础,同时强调了从微观原子尺度到宏观工程应用之间的逻辑联系。本书不涉及电厂特有的锅炉管、汽轮机叶片等具体热力循环设备的金属材料选择与服役寿命计算的具体细节。

作者简介

目录信息

序第一章 金属材料的基础知识第二章 铁碳相图及其合金第三章 钢的热处理第四章 合金钢第五章 耐热钢第六章 有色金属及其合金第七章 锅炉与汽轮机用钢及事故分析附录参考文献
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读后感

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用户评价

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这本书的排版和印刷质量,坦率地说,是符合那个年代教材的一贯水准,中规中矩,没有什么特别出彩的地方。纸张的厚度适中,能经受住频繁翻阅和在关键处做笔记的“折磨”。然而,我发现它在图示的使用上显得有些捉襟见肘。在讲解那些与温度、应力、时间相关的三维相图(比如T-T-T曲线的变形应用)时,由于篇幅的限制和印刷技术的制约,很多复杂的应力腐蚀裂纹的SEM照片,看起来细节模糊,远不如现在网络上能找到的清晰的电子显微镜图谱来得直观和震撼。这迫使我不得不频繁地去查阅外部的文献资料来佐证书本上的理论描述。更让我感到遗憾的是,作为一本针对“电厂”这一特定工业场景的教材,它对“非金属”材料在电厂环境中的协同作用讨论非常少。比如,密封件、绝缘材料在高温高压下的老化对金属结构稳定性的间接影响,或者新型陶瓷涂层如何用于保护传统金属材料,这些关联性极强的交叉学科内容,在这本书里几乎是空白。它像是一个深耕于冶金学的专家,用最精湛的语言描述了钢水如何凝固、晶粒如何长大,但对于这些材料最终是如何被集成和影响到整个复杂系统中的,着墨不多。

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我尝试用这本书来辅助我进行一次老旧锅炉的材料替代方案评估。我希望找到关于不同牌号不锈钢在长期服役后,其抗晶间腐蚀能力衰减的定量数据模型。这本书在介绍不锈钢的铬含量与钝化膜形成机制时,可谓是教科书级别的详尽,对敏化温度范围的描述也极其精确。但是,当我试图去寻找“服役15年后,某特定焊接工艺的316L材料,在某个特定水化学参数下的失效概率预测公式”时,我发现这本书的论述停在了“原理”层面,而缺少了“概率统计模型”的支撑。它教会了我如何去“理解”材料为什么会失效,但没有直接给我一个可以直接套用在我的实际评估工作中的“工程预测工具”。整本书给我的感觉是,它提供的是建立评估体系的“砖瓦和水泥”,但没有提供“建筑蓝图”——那些可以直接用于快速决策的成熟算法或标准化的评估流程。对于需要快速给出技术报告的工程师来说,这本书的价值在于让你成为理论上的“大师”,而不是一个能迅速拿出解决方案的“解决者”。它要求读者自己去弥合理论与工程实践之间的巨大鸿沟。

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我是在备考一个非常专业领域的资格认证时接触到这本教材的,当时市场上充斥着各种号称“高分秘籍”的复习资料,但我最终还是选择了这本规划教材,主要看中的是它的权威性和体系性。然而,当我真正深入阅读后,发现它在“应用案例”和“实际问题解决”这一块的处理,显得有些保守和理论化了。比如,在讨论管道材料的氢致脆化问题时,书中的分析主要集中在热力学平衡和相变动力学的角度,给出的解决方案也是基于经典的退火或正火工艺改进。我个人更期待看到一些来自实际电厂“故障诊断与维修”案例的影子,比如某个特定压力等级的机组,在连续高负荷运行几年后,哪种焊缝部位最先出现疲劳裂纹的统计数据,或者现代化的在线监测技术如何辅助判断材料的剩余寿命。这本书的语言风格是典型的学术书写,逻辑严密到几乎没有“口水话”,这固然保证了信息的准确性,但却牺牲了阅读的流畅度和趣味性。我得承认,为了消化其中的一些复杂图表和复杂的晶体学描述,我不得不反复阅读,并且需要时不时地停下来,在脑海中构建那个微观世界。它提供的知识是“点对点”的精确打击,但缺乏将这些点串联成一幅宏大“电厂金属材料管理路线图”的引导性叙述,读完后感觉自己掌握了许多知识模块,但总觉得缺少一个能将所有模块融会贯通的“总纲领”章节来提挈。

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这本书的语言风格是那种极度克制、不带任何个人情感色彩的叙述方式,这使得它在知识的传递上效率极高,但阅读体验上则显得有些枯燥。它更像是一份经过无数次审阅、去除所有“风格化”表达的官方技术标准汇编。我个人习惯在阅读技术书籍时,寻找一些作者对于某一材料“选择倾向”的微妙提示,或者对某种争议性理论的倾向性评价,因为这往往能反映出行业内的最新共识或争议焦点。然而,在这本教材中,所有内容都被置于一种绝对客观的、近乎“真空”的理论环境中进行讨论。比如,它会并列阐述A理论和B理论,然后精确地给出它们的适用边界,但不会明确指出在当前(教材编写时点)的主流工程实践中,哪一个理论得到了更广泛的认可或验证。这种绝对的中立性,虽然保证了教材的普适性,却让读者在面对众多理论选项时,缺乏一个清晰的、由资深专家指明的“主干道”,反而需要读者花费额外的精力去通过交叉引用或自行判断,来确定哪些知识是当前工业界真正依赖的“金标准”。

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这本书的封面设计,那种沉稳的墨绿色调,一下子就让人联想到工业的厚重感和专业性,尽管我拿到的这本是挺新的,但它散发出的那种“老牌教材”的严谨气息是盖不住的。我原本是冲着它“十五”规划教材这个名头来的,以为能看到一些非常前沿的、紧跟时代步伐的材料新技术的论述,比如纳米复合材料在超超临界机组中的应用细节,或者最新的疲劳寿命预测模型。结果呢,这本书的侧重点似乎更偏向于基础理论的夯实和经典材料的深度剖析。大量的篇幅花在了对几种主流金属——碳钢、合金钢以及一些镍基合金——在高温高压蒸汽环境下的微观结构演变、腐蚀机理的详尽阐述上。说实话,对于一个已经对这些基础知识有一定了解的人来说,初读时会感觉有些“慢热”,它更像是一部扎实的参考手册,而非快速学习指南。例如,其中关于蠕变和应力松弛的章节,公式推导极其详尽,几乎是手把手地带着你从最基本的本构方程一路走到实际工程应用中的修正系数,这种深度对于初学者绝对是宝藏,但对于需要快速查阅特定数据或新工艺的工程师来说,可能需要耐心去翻阅和筛选。它更像一位经验丰富的老专家,慢条斯理地跟你聊过去,而不是一个热情的技术推销员,急着把最新的产品塞到你手里。整体感觉,它更像是一部“内功心法”类的书籍,强调的是基本功的扎实,而不是招式的新颖。

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