Handbook of Lapping And Polishing pdf epub mobi txt 电子书下载 2026

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出版者:

作者:Marinescu, Ioan D. (EDT)/ Uhlmann, Eckart (EDT)/ Doi, Toshiro K. (EDT)

出品人:

页数:512

译者:

出版时间:

价格:154.95

装帧:

isbn号码:9781574446708

丛书系列:

图书标签:

Lapping
Polishing
Surface Finishing
Materials Science
Manufacturing
Precision Engineering
Optical Materials
Metallography
Tribology
Mechanical Engineering

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具体描述

精密表面工程的基石：表面加工技术深度解析导言：对卓越表面性能的不懈追求在现代工业的各个尖端领域，从微电子器件到航空航天部件，材料表面的质量已成为决定最终产品性能、可靠性和寿命的关键因素。传统意义上的机械加工，虽然能够实现零件的几何形状制造，但在实现超高精度、极低表面粗糙度和特定表面功能性方面，往往力不从心。由此催生了对更精细、更可控的表面改性技术的迫切需求。本书《表面加工技术深度解析》（暂定名，旨在概括当前精密表面处理的广阔领域）正是为了满足这一需求而创作的。它并非专注于特定的研磨或抛光过程，而是提供一个宏大而全面的视角，深入探讨当前最前沿和最成熟的精密表面加工方法，旨在为工程师、材料科学家和技术人员提供一个坚实的理论基础和丰富的实践参考。第一部分：表面加工的理论基础与材料科学视角要掌握先进的表面加工技术，必须首先理解材料与工具之间的相互作用机理。本部分将从微观层面剖析材料的去除过程。第一章：表面完整性与摩擦学原理本章将首先界定“表面完整性”的内涵，它不仅仅是粗糙度的测量，更包含了残余应力、微裂纹、晶格畸变等对零件服役性能产生决定性影响的因素。随后，深入探讨摩擦学的基础：润滑、磨损和接触力学。我们将详细分析在高速、高压接触下，固体、液体与气体三相界面上的能量耗散机制，为理解如何通过控制接触条件来优化加工效果奠定基础。尤其关注“冷加工”与“热效应”在材料去除过程中的影响平衡。第二章：材料去除的微观机理与模型本章聚焦于材料去除的物理和化学机制。我们将对比分析四种主要的材料去除模式：塑性切削（针对较软或延展性材料）、脆性断裂（针对陶瓷和硬质合金）、化学溶解/氧化（如电化学机械抛光中的作用）以及扩散与相变（如某些超精密热力学加工）。书中将引入并详细解析几种经典的接触模型，例如Hertz接触理论在微观尺度下的修正应用，以及基于有限元分析（FEA）对去除过程进行预测的最新进展。对于复合材料和表面涂层，如何实现均匀且无分层的去除，将是本章的重点探讨内容。第三章：先进材料的加工特性现代工程材料日益复杂，传统加工经验已无法完全适用。本章将专门针对几类关键的先进材料进行深入分析： 1. 超硬材料与先进陶瓷：探讨其高硬度、高脆性带来的加工难题，以及如何利用超精密磨削、激光辅助加工和水刀切割等技术实现高效去除。 2. 功能性薄膜与涂层：聚焦于如何“选择性地”去除或精修功能层（如光学镀膜、半导体薄膜），避免对基底材料造成损伤。 3. 新型金属合金（如高熵合金）：分析其复杂的微观结构如何影响其在高速切削或精加工过程中的加工硬化和刀具磨损行为。第二部分：多维度精密表面加工技术体系本部分将系统地介绍当前工业界和研究领域中主流的精密表面加工技术，并强调其适用范围、优势与局限性。第四章：机械力主导的超精细加工虽然强调“非传统”方法，但机械加工依然是基础。本章侧重于如何通过优化机械加工的参数和工具，将其推向超精密极限。超精密磨削与砂轮技术：深入探讨超精细磨料的选择（如立方氮化硼、金刚石、甚至单晶磨粒）及其在不同结合剂（树脂、金属、电镀）中的性能表现。重点分析磨削比（G-ratio）与表面质量的权衡。微量润滑与极压技术（MQL/干式加工）：阐述如何通过精确控制润滑剂的量或性质，在保证冷却和排屑的同时，显著降低摩擦系数，减少二次损伤。振动辅助与磁悬浮加工：分析引入高频或低频振动如何改变切削刃与材料的接触模式，从而实现去除率和表面光洁度的优化。第五章：非接触式与能量束加工技术随着对损伤层控制要求的提高，能量束和流体动力学技术的重要性日益凸显。电化学机械加工（ECM）与电解加工（ELID）：详细解析其在去除率、无需机械应力、以及表面金属性能重构方面的优势。特别关注对高强度合金的去应力加工应用。等离子体与离子束技术：探讨离子束抛光（Ion Beam Figuring, IBF）在光学元件和复杂曲面制造中的应用，以及等离子体刻蚀如何实现纳米级的精确去除。激光精密表面处理：区别分析激光熔覆、激光冲击强化（LSP）与激光烧蚀加工，重点阐述如何通过飞秒或皮秒激光实现极小热影响区的材料去除。第六章：化学与流体动力学辅助加工本章侧重于利用化学反应或高能流体实现材料的平坦化与精修。化学机械平坦化（CMP）的原理与应用扩展：虽然CMP在半导体领域已是标准，本章将探讨其在精密光学镜面、生物医用植入物等非硅基材料上的应用拓展，包括浆料（Slurry）中氧化剂、磨料颗粒和添加剂的协同作用。超声振动辅助加工：分析超声波在液相中产生的空化效应（Cavitation）如何降低有效接触面积，并提升磨粒的去除效率，特别是在复杂内腔或难加工区域的应用。微射流和气动磨料加工：探讨如何利用精确控制的液体或气体射流，携带微小磨料实现对敏感表面的定向清洁和轻微修型。第三部分：过程监控、质量评估与未来趋势高质量的表面加工依赖于精确的实时控制和可靠的后处理检测。第七章：实时过程监测与反馈控制传统的离线测量无法应对高速、高精度加工中的瞬时变化。本章重点介绍先进的传感器技术在加工过程中的集成应用：声发射（AE）与振动分析：如何通过分析工具与工件接触时产生的微小声学信号，实时判断磨粒的有效性、刀具的磨损状态以及是否发生粘连或微裂纹。光学测量在位系统：介绍如何利用激光干涉仪、白光共聚焦显微镜等，在加工过程中捕获表面形貌的实时变化，形成闭环反馈系统。第八章：表面质量的定量表征与失效分析表面质量的评估工具必须与加工精度相匹配。本章深入探讨评估技术：形貌学测量：除了传统的粗糙度参数（Ra, Rz），重点介绍三维表面形貌参数（如分形维数、峰谷密度）在预测摩擦学性能中的重要性。表面微结构分析：使用原子力显微镜（AFM）和扫描电子显微镜（SEM）对加工层进行高分辨率分析，特别是对加工引起的残余应力和表层晶格损伤的无损评估技术。表面性能测试：介绍如何通过纳米压痕、微滴润湿性测试等方法，将表面几何形貌与实际使用性能（如疲劳寿命、抗腐蚀性）联系起来。结论：迈向零损伤与智能制造本书最终将展望未来精密表面加工技术的发展方向，包括自适应材料去除（Self-Adaptive Material Removal, SAMR）、基于机器学习的加工参数优化，以及在极端环境（如真空、深空、生物体内）下实现表面功能化的新挑战与新机遇。目标是构建一个从材料设计到最终表面质量检测的完整、高效、智能化的加工链条。