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出版者:知識齣版社

作者:許玉芳，卞杏英編著

出品人:

頁數:371

译者:

出版時間:2007-1

價格:16.80元

裝幀:

isbn號碼:9787501551910

叢書系列:

圖書標籤:

• 1
• 新金屬
• 金屬材料
• 材料科學
• 未來技術
• 科技前沿
• 材料工程
• 金屬冶金
• 創新材料
• 先進材料
• 工業技術

《未來新金屬》 引言 人類文明的每一次飛躍，都與新材料的發現和應用密不可分。從石器時代的岩石，到青銅時代的銅，再到鐵器時代的鐵，金屬材料始終扮演著推動社會進步的關鍵角色。如今，我們正站在一個全新的時代門檻，一個由前所未有的材料科學突破所引領的時代。本書《未來新金屬》將帶您深入探索那些正在塑造我們明日世界的革命性金屬材料，以及它們將如何重塑我們的生活、科技與未來。 第一章：微觀世界的奇跡——納米金屬材料的崛起 納米技術，這個曾經隻存在於科幻小說中的概念，如今已悄然滲透到材料科學的各個角落。本章將聚焦於納米金屬材料，揭示它們在原子和分子尺度上展現齣的驚人特性。我們將深入瞭解金屬在納米尺度下為何會産生如此顯著的性能變化，例如強度的指數級提升、導電導熱效率的優化，以及獨特的催化活性。 超強納米晶體金屬： 探索比傳統高強度鋼更輕、更堅固的納米晶體金屬如何被製造齣來，以及它們在航空航天、汽車製造和高性能結構件領域的潛力。想象一下，一架飛機外殼使用納米金屬，可以大幅減重，提高燃油效率；一輛汽車的安全結構，可以提供前所未有的碰撞保護。 納米閤金的新紀元： 瞭解通過精確控製不同金屬元素的比例和納米結構的排列，如何設計齣擁有特定性能的納米閤金。例如，具有超強耐腐蝕性的納米閤金，能夠應對極端海洋環境的挑戰，或用於精密醫療器械；具有形狀記憶效應的納米閤金，可以在溫度變化下自動恢復原狀，為可穿戴設備和智能機器人提供全新的可能性。 納米金屬催化劑： 揭示納米金屬在化學反應中的神奇作用，它們如何成為高效的催化劑，加速能源轉化、環境治理和精細化學品生産。例如，利用納米金屬催化劑，可以更有效地將二氧化碳轉化為有用的化學品，或更高效地分解汙染物，為環境保護提供強有力的技術支持。 第二章：輕盈的革命——鎂閤金與鋁閤金的進化 在追求輕量化的道路上，鎂閤金和鋁閤金早已功不可沒。然而，它們的進化並未止步。本章將深入探討新一代鎂閤金和鋁閤金在成分設計、微觀組織調控和加工工藝方麵的最新進展，以及這些進步將如何進一步拓展它們的應用領域。 新一代高強韌鎂閤金： 瞭解如何通過加入稀土元素、稀有金屬或先進的晶界強化技術，顯著提升鎂閤金的強度和韌性，剋服瞭傳統鎂閤金易脆的缺點。這些新材料有望在汽車發動機罩、車身結構件、以及航空器內部組件等領域替代重型金屬，實現顯著的減重效果。 超塑性與高疲勞壽命鋁閤金： 探討新型鋁閤金如何通過精確的閤金化和熱處理工藝，實現超塑性成形，大幅降低復雜零件的製造成本；同時，新閤金的疲勞壽命也得到大幅提升，為需要承受反復應力的航空部件和高速列車提供瞭更可靠的解決方案。 鎂鋁復閤材料的優勢： 剖析鎂與鋁通過先進的冶金技術結閤，形成的復閤材料所帶來的協同效應。例如，鎂基體的輕質與鋁基體的優異性能結閤，可以實現更好的強度重量比，並在特定應用場景下提供更優越的綜閤性能。 第三章：韌性與強度的極緻追求——鈦閤金與鎳基高溫閤金的突破 鈦閤金以其優異的強度重量比、耐腐蝕性和生物相容性，在航空航天、醫療等領域占據重要地位。而鎳基高溫閤金，則是支撐現代航空發動機、燃氣輪機等高溫設備的基石。本章將聚焦於這些“明星”材料在性能極限上的不斷突破。 高性能鈦閤金的發展： 深入瞭解新一代鈦閤金如何通過優化元素配比、引入新型強化相，以及采用先進的粉末冶金和增材製造技術，實現更高的強度、更好的斷裂韌性和更優異的抗疲勞性能。這些進步將使鈦閤金在航空發動機葉片、起落架、以及深海探測設備等領域發揮更大作用。 下一代鎳基高溫閤金： 探索如何通過精確控製鎳基閤金中鈷、鉻、鋁、鉬、鎢等元素的含量，以及引入錸等貴金屬，顯著提高其在極高溫度下的強度、抗蠕變性和抗氧化性。這些材料的突破，將直接推動航空發動機推力提升、燃氣輪機效率提高，從而為能源和交通領域帶來革命性的改變。 新型耐熱閤金： 除瞭鎳基閤金，本章還將介紹其他新型耐熱閤金，例如高溫鋁閤金、鉬閤金等的最新研究進展，以及它們在特定高溫環境下的獨特優勢和應用前景。 第四章：新能源的驅動者——功能性金屬材料的新篇章 金屬材料不僅僅是結構材料，它們更是驅動新能源技術發展的關鍵。本章將聚焦於那些在能源儲存、能量轉換和熱管理方麵展現齣巨大潛力的功能性金屬材料。 儲氫金屬材料的革新： 探討新型金屬氫化物材料如何實現更高容量、更快的充放氫速率以及更好的循環穩定性，為氫能儲存和運輸提供安全高效的解決方案。這對於發展氫燃料電池汽車和清潔能源儲存至關重要。 熱電轉換金屬材料： 介紹那些能夠直接將熱能轉化為電能（或反之）的金屬材料，以及它們在廢熱迴收、溫差發電等領域的應用前景。想象一下，汽車排氣管的熱量可以被轉化為電能，為車載電子設備供電；或者通過溫差發電，為偏遠地區提供穩定的電力。 智能形狀記憶與阻尼閤金： 瞭解這些能夠響應外部刺激（如溫度、磁場）而改變形狀，或在振動時吸收能量的金屬材料，它們在智能驅動器、隔振減震、以及精密儀器中的應用。 先進熱管理材料： 介紹具有優異導熱性能的金屬材料，以及它們在電子設備散熱、新能源電池熱管理等方麵的關鍵作用。 第五章：可持續的未來——綠色金屬與循環經濟 隨著全球對可持續發展的日益關注，金屬材料的生産和使用方式也在發生深刻變革。本章將探討如何通過綠色冶金工藝、先進迴收技術以及生物基金屬材料，構建更加可持續的金屬産業。 綠色冶金技術： 介紹低能耗、低排放的金屬冶煉和加工新工藝，例如電弧爐煉鋼的優化、氫冶金的應用，以及利用可再生能源驅動的冶煉過程。 高效金屬迴收與再利用： 探討先進的金屬迴收技術，如何從廢舊産品中高效提取有價金屬，最大化資源利用率，減少對原生礦産資源的依賴。 生物基金屬與生物礦化： 展望利用微生物或生物過程來提取、閤成或修復金屬材料的未來可能性，以及生物礦化技術在金屬材料生産中的潛在應用。 結論 《未來新金屬》不僅僅是一本書，它更是對人類創造力和科技進步的頌歌。本書所呈現的未來金屬材料，預示著一個更加輕盈、更強韌、更智能、更清潔的未來。從微觀的原子排列到宏觀的應用場景，這些新金屬正在以前所未有的方式重塑我們的世界。本書旨在激發讀者對材料科學的興趣，鼓勵創新思維，並共同展望一個由未來新金屬驅動的美好明天。

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這本《未來新金屬》讀完後，我感到一種強烈的震撼，它不僅僅是一部關於材料科學的書，更像是一部跨越時空的史詩。作者在敘述過程中展現瞭對前沿科技的深刻洞察力，將那些晦澀難懂的物理和化學概念，通過極其生動、富有畫麵感的文字呈現在我們麵前。例如，書中對“超導材料的臨界溫度突破”的描述，簡直讓人身臨其境，仿佛能感受到電子在晶格中自由穿梭的奇妙景象。它探討瞭在極端環境下，新金屬如何改變我們對“堅固”和“輕盈”的傳統認知。我尤其欣賞作者在平衡科學嚴謹性與文學感染力方麵的功力，沒有陷入堆砌專業術語的泥潭，而是巧妙地將科學原理融入到對未來工業、航空航天乃至日常生活的想象之中。整本書的結構布局也十分巧妙，從基礎理論的梳理，到實際應用的案例分析，再到對倫理和社會影響的哲學思辨，層層遞進，邏輯清晰得讓人拍案叫絕。對於任何對材料學抱有好奇心，或者正在從事相關領域研究的人來說，這本書絕對是近期讀到的最有價值的讀物之一，它拓寬瞭我的視野，激發瞭我對未知領域探索的無限熱情。

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初翻開《未來新金屬》，我本以為會是一本枯燥的教科書式讀物，沒想到內容卻齣奇地引人入勝，它成功地避開瞭學術論文的沉悶，反而像是一位經驗豐富的工匠在娓娓道來他的“心血結晶”。這本書的獨特之處在於，它沒有停留在理論的紙上談兵，而是大量穿插瞭真實世界的工程挑戰和突破。我記得其中關於“自修復金屬”的那一章，描述瞭工程師們如何在微觀層麵設計齣具備自我感知和修復能力的結構件，這簡直是科幻照進現實的典範。作者的筆觸非常細膩，他關注的不僅是金屬的性能指標，更是這些性能背後驅動人類進步的根本動力。讀到一些關於深海勘探和太空殖民中對新型閤金的需求時，我能真切感受到那種緊迫感和創新壓力。這本書的閱讀體驗是漸進式的，每一章都會讓你對下一章産生更深的期待，它不是那種可以隨便翻閱的書，需要你投入時間和心力去細細品味其中的每一個論斷和每一個實驗細節。總而言之，它成功地將一個看似冰冷的科學領域，注入瞭火熱的探索精神。

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讀罷《未來新金屬》，我感覺自己的知識體係被徹底重構瞭一遍。這本書最大的魅力在於其宏大的敘事視野和對細節的極緻把控。它不像是一本單一學科的書籍，更像是一個多維度的觀察站，從冶金學、固態物理學、環境科學，乃至社會學，多角度審視“新金屬”這個主題。我對作者處理曆史脈絡的方式特彆贊賞，他沒有將那些裏程碑式的發現孤立敘述，而是將它們置於當時的技術背景和社會需求之下，展示瞭科學是如何被時代所塑造，又是如何反過來塑造時代的。例如，書中對二戰後航空工業對鈦閤金需求的剖析，生動展現瞭“需求驅動創新”的強大力量。文字風格上，它保持瞭一種冷靜、客觀的學術姿態，但偶爾又會在關鍵的轉摺點迸發齣強烈的思辨火花，引導讀者進行更深層次的哲學思考——我們對“更強、更輕”的追求，到底有沒有邊界？這本書的價值在於，它不僅告訴你“是什麼”，更重要的是，它在追問“為什麼”和“將如何”。

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我花瞭相當長的時間纔消化完《未來新金屬》中的所有內容，這絕對是一部需要反復研讀的著作。這本書的結構設計非常具有前瞻性，它沒有拘泥於我們現在已經掌握的技術，而是大膽地將目光投嚮瞭二十年、五十年後的材料需求。其中關於“拓撲絕緣體在結構力學中的潛在應用”那幾頁，簡直讓我激動不已，作者用一種近乎詩意的語言描述瞭宏觀結構和量子現象之間的奇妙關聯。更重要的是，它為我們提供瞭一套全新的思考框架。它教會我們，未來的工程問題，可能無法用過去的材料思維去解決。我發現，書中對“智能材料”的描繪，不再是簡單的變色或形變，而是深入到瞭材料對環境刺激的復雜反饋機製層麵。這本書的閱讀難度不低，因為它要求讀者具備一定的基礎知識背景，但迴報是巨大的——它為你打開瞭一扇通往材料科學新紀元的門。那些對未來科技發展方嚮感到迷茫的專業人士，這本書或許能提供關鍵的指引和靈感。

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這本書的閱讀體驗著實令人耳目一新，它不像我之前讀過的任何一本技術專著。讓我印象特彆深刻的是，作者在敘述中保持瞭一種近乎冥想式的節奏感。他似乎不太急於拋齣最終結論，而是帶領讀者一步步走過科學發現的崎嶇小徑。比如，在討論“超輕質高強度復閤材料”時，他用瞭大量的篇幅來描述早期實驗失敗的教訓，那些挫摺、誤判和柳暗花明的瞬間，使得最終的成功顯得更加來之不易。這種敘事方式極大地增強瞭代入感，讓讀者體會到科學研究的真實麵貌——它充滿瞭反復和迭代。此外，書中對“可持續性”和“循環經濟”在金屬冶金中的應用探討也十分到位，這使得《未來新金屬》不僅僅局限於技術本身，還上升到瞭對人類未來生産方式的思考層麵。語言風格上，它顯得非常內斂而精確，避免瞭浮誇的形容詞，每一個詞匯的選擇都經過瞭深思熟慮，仿佛是經過精密加工的金屬本身，具有極高的密度和強度。

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