Handbook of Lapping And Polishing pdf epub mobi txt 電子書 下載2026

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出版者:

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

出品人:

頁數:512

译者:

出版時間:

價格:154.95

裝幀:

isbn號碼:9781574446708

叢書系列:

圖書標籤:

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

精密錶麵工程的基石：錶麵加工技術深度解析 導言：對卓越錶麵性能的不懈追求 在現代工業的各個尖端領域，從微電子器件到航空航天部件，材料錶麵的質量已成為決定最終産品性能、可靠性和壽命的關鍵因素。傳統意義上的機械加工，雖然能夠實現零件的幾何形狀製造，但在實現超高精度、極低錶麵粗糙度和特定錶麵功能性方麵，往往力不從心。由此催生瞭對更精細、更可控的錶麵改性技術的迫切需求。 本書《錶麵加工技術深度解析》（暫定名，旨在概括當前精密錶麵處理的廣闊領域）正是為瞭滿足這一需求而創作的。它並非專注於特定的研磨或拋光過程，而是提供一個宏大而全麵的視角，深入探討當前最前沿和最成熟的精密錶麵加工方法，旨在為工程師、材料科學傢和技術人員提供一個堅實的理論基礎和豐富的實踐參考。 第一部分：錶麵加工的理論基礎與材料科學視角 要掌握先進的錶麵加工技術，必須首先理解材料與工具之間的相互作用機理。本部分將從微觀層麵剖析材料的去除過程。 第一章：錶麵完整性與摩擦學原理 本章將首先界定“錶麵完整性”的內涵，它不僅僅是粗糙度的測量，更包含瞭殘餘應力、微裂紋、晶格畸變等對零件服役性能産生決定性影響的因素。隨後，深入探討摩擦學的基礎：潤滑、磨損和接觸力學。我們將詳細分析在高速、高壓接觸下，固體、液體與氣體三相界麵上的能量耗散機製，為理解如何通過控製接觸條件來優化加工效果奠定基礎。尤其關注“冷加工”與“熱效應”在材料去除過程中的影響平衡。 第二章：材料去除的微觀機理與模型 本章聚焦於材料去除的物理和化學機製。我們將對比分析四種主要的材料去除模式：塑性切削（針對較軟或延展性材料）、脆性斷裂（針對陶瓷和硬質閤金）、化學溶解/氧化（如電化學機械拋光中的作用）以及擴散與相變（如某些超精密熱力學加工）。書中將引入並詳細解析幾種經典的接觸模型，例如Hertz接觸理論在微觀尺度下的修正應用，以及基於有限元分析（FEA）對去除過程進行預測的最新進展。對於復閤材料和錶麵塗層，如何實現均勻且無分層的去除，將是本章的重點探討內容。 第三章：先進材料的加工特性 現代工程材料日益復雜，傳統加工經驗已無法完全適用。本章將專門針對幾類關鍵的先進材料進行深入分析： 1. 超硬材料與先進陶瓷： 探討其高硬度、高脆性帶來的加工難題，以及如何利用超精密磨削、激光輔助加工和水刀切割等技術實現高效去除。 2. 功能性薄膜與塗層： 聚焦於如何“選擇性地”去除或精修功能層（如光學鍍膜、半導體薄膜），避免對基底材料造成損傷。 3. 新型金屬閤金（如高熵閤金）： 分析其復雜的微觀結構如何影響其在高速切削或精加工過程中的加工硬化和刀具磨損行為。 第二部分：多維度精密錶麵加工技術體係 本部分將係統地介紹當前工業界和研究領域中主流的精密錶麵加工技術，並強調其適用範圍、優勢與局限性。 第四章：機械力主導的超精細加工 雖然強調“非傳統”方法，但機械加工依然是基礎。本章側重於如何通過優化機械加工的參數和工具，將其推嚮超精密極限。 超精密磨削與砂輪技術： 深入探討超精細磨料的選擇（如立方氮化硼、金剛石、甚至單晶磨粒）及其在不同結閤劑（樹脂、金屬、電鍍）中的性能錶現。重點分析磨削比（G-ratio）與錶麵質量的權衡。 微量潤滑與極壓技術（MQL/乾式加工）： 闡述如何通過精確控製潤滑劑的量或性質，在保證冷卻和排屑的同時，顯著降低摩擦係數，減少二次損傷。 振動輔助與磁懸浮加工： 分析引入高頻或低頻振動如何改變切削刃與材料的接觸模式，從而實現去除率和錶麵光潔度的優化。 第五章：非接觸式與能量束加工技術 隨著對損傷層控製要求的提高，能量束和流體動力學技術的重要性日益凸顯。 電化學機械加工（ECM）與電解加工（ELID）： 詳細解析其在去除率、無需機械應力、以及錶麵金屬性能重構方麵的優勢。特彆關注對高強度閤金的去應力加工應用。 等離子體與離子束技術： 探討離子束拋光（Ion Beam Figuring, IBF）在光學元件和復雜麯麵製造中的應用，以及等離子體刻蝕如何實現納米級的精確去除。 激光精密錶麵處理： 區彆分析激光熔覆、激光衝擊強化（LSP）與激光燒蝕加工，重點闡述如何通過飛秒或皮秒激光實現極小熱影響區的材料去除。 第六章：化學與流體動力學輔助加工 本章側重於利用化學反應或高能流體實現材料的平坦化與精修。 化學機械平坦化（CMP）的原理與應用擴展： 雖然CMP在半導體領域已是標準，本章將探討其在精密光學鏡麵、生物醫用植入物等非矽基材料上的應用拓展，包括漿料（Slurry）中氧化劑、磨料顆粒和添加劑的協同作用。 超聲振動輔助加工： 分析超聲波在液相中産生的空化效應（Cavitation）如何降低有效接觸麵積，並提升磨粒的去除效率，特彆是在復雜內腔或難加工區域的應用。 微射流和氣動磨料加工： 探討如何利用精確控製的液體或氣體射流，攜帶微小磨料實現對敏感錶麵的定嚮清潔和輕微修型。 第三部分：過程監控、質量評估與未來趨勢 高質量的錶麵加工依賴於精確的實時控製和可靠的後處理檢測。 第七章：實時過程監測與反饋控製 傳統的離綫測量無法應對高速、高精度加工中的瞬時變化。本章重點介紹先進的傳感器技術在加工過程中的集成應用： 聲發射（AE）與振動分析： 如何通過分析工具與工件接觸時産生的微小聲學信號，實時判斷磨粒的有效性、刀具的磨損狀態以及是否發生粘連或微裂紋。 光學測量在位係統： 介紹如何利用激光乾涉儀、白光共聚焦顯微鏡等，在加工過程中捕獲錶麵形貌的實時變化，形成閉環反饋係統。 第八章：錶麵質量的定量錶徵與失效分析 錶麵質量的評估工具必須與加工精度相匹配。本章深入探討評估技術： 形貌學測量： 除瞭傳統的粗糙度參數（Ra, Rz），重點介紹三維錶麵形貌參數（如分形維數、峰榖密度）在預測摩擦學性能中的重要性。 錶麵微結構分析： 使用原子力顯微鏡（AFM）和掃描電子顯微鏡（SEM）對加工層進行高分辨率分析，特彆是對加工引起的殘餘應力和錶層晶格損傷的無損評估技術。 錶麵性能測試： 介紹如何通過納米壓痕、微滴潤濕性測試等方法，將錶麵幾何形貌與實際使用性能（如疲勞壽命、抗腐蝕性）聯係起來。 結論：邁嚮零損傷與智能製造 本書最終將展望未來精密錶麵加工技術的發展方嚮，包括自適應材料去除（Self-Adaptive Material Removal, SAMR）、基於機器學習的加工參數優化，以及在極端環境（如真空、深空、生物體內）下實現錶麵功能化的新挑戰與新機遇。目標是構建一個從材料設計到最終錶麵質量檢測的完整、高效、智能化的加工鏈條。

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