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出版者:中国石化出版社

作者:李志宪

出品人:

页数:55

译者:

出版时间:2002-4-1

价格:7.80

装帧:精装(无盘)

isbn号码:9787801642271

丛书系列:

图书标签:

• 煤矿安全
• 矿井安全
• 安全知识
• 工人安全
• 职业健康
• 应急救援
• 安全培训
• 煤炭行业
• 安全生产
• 矿工必备

铁砧之歌：现代冶金工艺与材料科学前沿探索 图书简介 本书以严谨的学术态度和深入的实践洞察力，全面剖析了当代冶金工业的核心技术、最新发展趋势及其与先进材料科学的深度融合。它不仅是一部面向冶金工程师、材料科学家和研究人员的专业参考手册，更是一部激发创新思维、引导未来方向的深度导读。 本书的结构设计遵循从基础理论到尖端应用的递进逻辑，确保读者能够构建起坚实而全面的知识体系。全书共分为六大部分，近百万字的篇幅，力求将冶金学的复杂性、精妙性展现得淋漓尽致。 --- 第一部分：冶金热力学与动力学基础的再审视 本部分首先对经典冶金热力学进行了系统性的回顾与深化。重点探讨了非理想溶液理论在复杂合金体系中的应用，特别是高熵合金、纳米晶材料热力学稳定性的计算模型。引入了最新的第一性原理计算（DFT）在预测相图、界面能方面的应用案例，展示了如何利用量子力学工具指导冶金过程设计。 在动力学方面，本书超越了传统的Arrhenius模型，深入分析了非平衡态热力学在快速凝固、粉末冶金烧结过程中的作用。详细阐述了扩散、界面反应速率控制机制在极端温度和高压条件下的变化规律，特别是针对超高温合金和难熔材料的微观传输现象进行了详尽的数学建模与仿真分析。 --- 第二部分：黑色冶金的绿色革命与智能制造 黑色冶金，作为工业的基石，正经历着前所未有的环保与效率压力。本部分聚焦于钢铁冶金的未来方向。 低碳炼铁技术是核心议题。本书详尽介绍了氢冶金（H-DRI）的最新工业化进展，包括氢气在直接还原过程中的反应机理、催化剂选择及其对炉渣化学的影响。同时，对碳捕集、利用与封存（CCUS）技术在烧结、炼铁环节的集成方案进行了多角度的成本效益分析和技术可行性评估。 在炼钢环节，本书重点剖析了真空精炼与非真空精炼的协同优化。详细论述了先进的LF精炼炉搅拌模型，如何通过流体力学仿真精确控制脱氧、脱硫、夹杂物形态的演变。对于超低硫、超低磷钢的冶炼工艺，提供了具体的操作窗口和关键控制参数的突破性见解。 智能制造的融入：本章引入了工业物联网（IIoT）和人工智能（AI）在连铸过程中的应用。探讨了如何利用实时传感器数据和深度学习算法，对钢水温度场、电磁制动参数进行自适应调节，从而最大限度地减少铸坯裂纹和内部缺陷的产生，实现“零缺陷”生产目标。 --- 第三部分：有色金属冶炼的高效化与循环经济 本部分聚焦于铜、铝、钛等关键有色金属的先进冶炼技术，并将其置于循环经济的大背景下进行考察。 铝合金生产：详细介绍了大型低能耗预焙阳极技术，以及熔盐电解替代传统霍尔-埃鲁法的最新研究进展。重点分析了原铝的在线除杂技术，如基于等离子体或惰性气体吹扫的先进过滤方法，以满足航空航天级铝材对纯净度的严苛要求。 钛与稀有金属：对于高活性金属，本书深入阐述了镁热还原法（Kroll Process）的工艺优化，特别关注还原剂的循环利用和氯气处理的安全体系。对于稀土金属，探讨了湿法冶金分离提纯中的新型萃取剂筛选、膜分离技术在超细粒度分离中的潜力。 资源循环与城市采矿：本章将冶金技术拓展至废弃物处理。详细介绍了火法-湿法联合回收电子废弃物（E-waste）中贵金属的流程设计，包括对复杂电路板的预处理技术、选择性浸出液的优化，以及对回收金属纯化过程中可能出现的副产物和环境风险的管控策略。 --- 第四部分：先进材料的制备与结构控制 本书的核心价值之一在于连接了冶金过程与最终材料的宏观性能。 单晶与定向凝固：对航空发动机叶片制造至关重要的单晶和定向凝固技术进行了深度解析。详细描述了“拉晶法”的动态控制模型，包括对坩埚振动、冷却速率和籽晶取向的精确匹配，以确保晶界（或无晶界）的完美构建。 粉末冶金与增材制造（3D打印）：本章是现代冶金的热点前沿。系统梳理了等离子雾化、旋转电极法等先进粉末制备技术，着重于球形度、粒度分布对烧结性能的影响。在增材制造领域，本书详细分析了选区激光熔化（SLM）和电子束熔化（EBM）过程中的“熔池动力学”——如何通过快速加热与冷却过程控制金属熔池中的再凝固、枝晶生长，从而避免因快速冷却导致的脆性相析出或组织粗大化。 陶瓷与复合材料：介绍了金属基复合材料（MMC）和金属间化合物的制备，特别是反应熔渗（RIM）技术在制造高强度、耐磨损部件中的应用潜力。 --- 第五部分：材料性能评价与无损检测技术 冶金的终极目标是创造具有特定性能的材料。本部分探讨了如何精确地表征和评估这些性能。 先进显微分析技术：超越传统的金相分析，本书详细介绍了透射电子显微镜（TEM）在亚纳米尺度缺陷分析中的应用，特别是原位（In-situ）TEM技术对变形机制的实时观测。同时，结合聚焦离子束（FIB）对特定微区进行制样和定性分析的方法。 力学性能的深入理解：除了常规的拉伸、冲击测试，本书重点介绍了疲劳与断裂力学的现代方法。详细阐述了高周疲劳（HCF）和低周疲劳（LCF）的损伤累积模型，以及如何利用电子背散射衍射（EBSD）数据来关联晶粒取向、晶界类型与宏观疲劳寿命之间的关系。 无损检测（NDT）的智能化：对超声波相控阵技术在大型铸锻件内部缺陷（如孔隙、裂纹）的定位精度进行了提升分析。同时，探讨了基于机器学习的X射线衍射（XRD）数据分析，以快速、无损地识别材料的内应力分布和相组成。 --- 第六部分：冶金过程的数字化孪生与未来展望 本书的最后一部分着眼于冶金工业的未来蓝图——数字化转型。 过程模拟与数字孪生（Digital Twin）：系统论述了如何整合多尺度、多物理场耦合的计算模型（从第一性原理到有限元分析），构建高保真度的冶金过程数字孪生系统。这包括对电磁场、流体力学、传热传质的同步仿真，旨在实现对物理产线的实时预测和远程优化控制。 新合金设计的自动化：探讨了如何利用高通量计算（High-Throughput Screening）和贝叶斯优化算法，在数百万个可能的合金成分空间中，快速锁定满足特定性能指标（如耐腐蚀性、高温蠕变抗力）的最佳配方，从而极大地缩短新材料的研发周期。 本书以对未来冶金挑战的深刻洞察收尾，强调跨学科合作（材料学、信息技术、化学工程）是实现可持续、高性能金属材料生产的必由之路。全书内容聚焦于21世纪冶金科学的突破点，为行业提供了一条清晰的技术进化路径。

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