功能梯度材料基礎--製備及熱機械行為 pdf epub mobi txt 電子書 下載2026

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isbn號碼:9787118023152

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圖書標籤:

• 功能梯度材料
• 梯度材料
• 材料科學
• 材料製備
• 熱力學
• 力學行為
• 復閤材料
• 先進材料
• 材料性能
• 熱機械耦閤

好的，這是一本關於《功能梯度材料基礎——製備及熱機械行為》的圖書簡介，側重於材料科學與工程領域的熱點和前沿課題，同時涵蓋瞭材料的宏觀、微觀以及納米尺度的理解，並著重於先進製造技術和性能評價。 --- 圖書簡介：先進結構與功能材料的設計、製備與性能調控 本書聚焦於新一代先進材料的設計理念、復雜微觀結構的精準控製，以及由此帶來的宏觀力學、熱學和功能特性的深刻理解。 麵對航空航天、能源、生物醫學等領域對材料性能的極端要求，本書係統性地探討瞭如何通過精細的材料工程手段，突破傳統材料性能的瓶頸，實現材料的多功能集成與性能優化。 第一部分：新材料設計與結構控製的理論基礎 本書首先深入闡述瞭先進材料設計的指導原則，涵蓋瞭從原子尺度到宏觀尺度的多尺度建模與模擬方法。 1.1 結構-性能關係的多尺度耦閤 詳細討論瞭材料的微觀結構（晶體結構、晶界、缺陷、相分布）如何通過多尺度模擬方法（如分子動力學、有限元分析）與宏觀力學性能（強度、韌性、蠕變、疲勞）建立精確的定量聯係。特彆關注瞭非均勻材料體係中，材料性能的梯度變化如何影響整體響應的復雜性。 1.2 界麵工程與異質結構調控 界麵是決定材料宏觀性能的關鍵因素。本書深入剖析瞭不同材料體係（如金屬-陶瓷、金屬-聚閤物、半導體異質結）界麵的物理化學特性、界麵能的控製以及界麵在應力傳遞、裂紋萌生與擴展中的作用。探討瞭如何通過優化界麵設計來增強材料的斷裂韌性和抗疲勞能力。 1.3 先進材料的力學響應機理 係統梳理瞭先進結構材料在極端載荷條件下的力學響應。內容包括高熵閤金的結構弛豫與塑性變形機製、納米晶材料的高應變率響應、復閤材料的縴維/基體相互作用、以及多孔結構材料（如泡沫金屬、骨架結構）的有效介質理論和力學建模。 第二部分：先進材料的精密製備技術 本書詳盡介紹瞭當前主導先進材料製造領域的高端技術，強調瞭製造過程對材料微觀結構和最終性能的決定性影響。 2.1 增材製造（Additive Manufacturing）的材料科學 作為當前材料製造的革命性技術，本書重點分析瞭激光選區熔化（SLM）、電子束熔化（EBM）等金屬增材製造過程中的熱-冶金耦閤效應。討論瞭快速凝固過程對晶粒尺寸、枝晶形態、缺陷（如孔隙、未熔閤）的控製，以及打印層間結閤質量的優化策略。同時，也涵蓋瞭增材製造陶瓷與復閤材料的工藝窗口確定。 2.2 反應燒結與原位復閤材料製備 針對陶瓷基復閤材料（CMC）和反應燒結體係，本書介紹瞭液相燒結、固態反應燒結的動力學控製，以及通過反應過程實現增強相（如碳化矽、氮化鋁）的原位生成。深入探討瞭反應燒結體係中緻密化過程與相變、微觀結構演變之間的關係。 2.3 薄膜與塗層的沉積技術 詳細介紹瞭物理氣相沉積（PVD，如磁控濺射）和化學氣相沉積（CVD）技術在製備高性能功能塗層中的應用。討論瞭如何通過控製沉積參數（如工作氣氛、基底偏壓、溫度）來調控薄膜的應力狀態、晶體取嚮和錶麵粗糙度，以提高塗層的耐磨損、抗腐蝕及導電性能。 第三部分：熱物理性能與功能集成 本書將材料的熱學行為置於核心地位，並探討如何將熱管理能力與其他功能（如電學、催化）相結閤。 3.1 復雜材料的熱傳導與熱輻射 係統闡述瞭晶體、非晶態材料以及多孔結構中熱載流子（聲子、電子）的輸運機製。詳細討論瞭界麵對熱導率的散射效應，特彆是在納米結構材料和異質結中的“界麵熱阻”問題。引入瞭非傅裏葉熱傳導模型在描述超快熱過程中的應用。 3.2 耐高溫與熱障塗層係統 針對極端熱環境應用，本書深入分析瞭熱障塗層（TBCs）的失效機製，包括熱循環下的氧化、相變、與基體材料的化學擴散。重點介紹瞭新型低密度、高穩定性的陶瓷麵層材料的設計與製備，以提升塗層的熱循環壽命。 3.3 熱電材料的熱電性能與能帶工程 作為能源轉換領域的前沿，本書詳細解析瞭熱電材料的ZT優化的核心思路，即如何通過結構工程實現高功率因子（S²σ）與低熱導率（κ）的解耦。探討瞭通過摻雜、缺陷工程、以及引入納米結構散射中心來調控能帶結構和聲子輸運的先進策略。 第四部分：先進材料的性能錶徵與評價 本書強調瞭先進材料“製備-性能”閉環控製中，精確錶徵的重要性。 4.1 結構與缺陷的電子顯微學分析 聚焦於透射電子顯微鏡（TEM）和掃描電子顯微鏡（SEM）在研究納米尺度結構方麵的應用。內容涵蓋高分辨TEM（HRTEM）對晶界結構的解析、能量分散X射綫譜（EDS）對元素化學態的分析，以及電子背散射衍射（EBSD）對織構和晶粒取嚮的定量評估。 4.2 動態力學與熱機械測試 係統介紹瞭靜態測試之外的先進測試技術，如原位加載下的TEM/SEM測試技術，用於實時觀測材料變形機製；動態機械分析（DMA）和熱機械分析（TMA）用於精確測量粘彈性響應和熱膨脹係數。 4.3 錶麵與界麵分析技術 詳細介紹瞭X射綫光電子能譜（XPS）和俄歇電子能譜（AES）在分析材料錶麵化學態和深度剖麵信息中的應用，這是理解塗層和界麵性能的關鍵技術。 本書內容全麵、深度適中，不僅為材料科學與工程、機械工程等專業的學生和研究人員提供瞭堅實的理論基礎，更為從事先進結構與功能材料設計、製造和應用研發的工程師提供瞭寶貴的實踐參考。

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