具体描述
本书是依据原机械工业部、劳动部颁发的机械工业《工人技术等级标准》和《职业技能鉴定规范（考核大纲）高级冷作工》编写的。内容包括：放样与不可展曲面的近似展开；模具、夹具的设计；冷作结构部件的装配；工艺规程的编制；产品的检验；相关知识等共六章。
本书除作为高级冷作工职业技能的培训教材外，还可作为技工学校教学参考书，有关技术人员也可参考使用。
好的，这是一本关于现代精密加工技术与材料科学应用的图书简介，旨在深入探讨当前制造业前沿领域中的关键技术、材料特性以及工程实践，完全不涉及《高级冷作工技术》中的任何内容。 --- 现代精密加工技术与材料科学应用 书籍简介 在当前全球制造业向高端化、智能化转型的浪潮中，对材料性能的极限挖掘和加工精度的极致追求已成为核心竞争力。本书《现代精密加工技术与材料科学应用》系统性地梳理和剖析了面向航空航天、生物医疗、高端装备制造等领域的先进制造工艺、功能性材料的结构-性能关系以及数字化质量控制体系。全书聚焦于“如何实现亚微米乃至纳米级的结构制造”以及“如何让材料在极端工作环境下保持其固有优势”这两大核心议题。 本书结构严谨，内容深度兼顾了科研人员对理论深度的需求和工程师在实际工程中对工艺参数的精确控制要求。全书共分为六大部分，涵盖了从基础理论到前沿应用的完整知识链条。 第一部分：先进增材制造（AM）的理论基础与工艺控制 本部分深入探讨了当前工业界应用最为广泛的几种增材制造技术，重点剖析了激光选区熔化（SLM）、电子束熔化（EBM）以及粘结剂喷射（Binder Jetting）技术背后的物理化学原理。 关键内容点： 1. 熔池动力学与凝固行为： 详细分析了高能束作用下金属粉末床的瞬态熔化过程、对流传热机制以及快速凝固过程中晶粒结构的演变。引入了计算流体力学（CFD）模型来预测熔池的稳定性，以及如何通过优化扫描策略（如跳跃扫描、栅格化填充）来控制残余应力和孔隙率。 2. 新型粉末材料的表征与制备： 探讨了高熵合金（HEAs）、镍基高温合金（如Inconel 718、GH4169）以及功能梯度材料（FGMs）在增材制造中的适用性。重点阐述了球形化技术、气体雾化技术对粉末形貌、粒径分布的严格要求，以及如何通过原位合金化来设计具有特定微观结构的 AM 部件。 3. 后处理与性能优化： 阐述了热等静压（HIP）、热处理（如固溶强化、时效析出）对增材制造件内部缺陷的消除、晶粒的再结晶和织构控制的必要性。对比分析了不同后处理工艺对疲劳强度、蠕变寿命和抗氧化性能的影响。 第二部分：超精密表面工程与界面技术 高质量的零部件性能往往取决于其表面与环境的相互作用。本部分聚焦于如何构建具有特定功能（耐磨、减摩、抗腐蚀、生物相容性）的精密表面。 关键内容点： 1. 低损伤薄膜沉积技术： 详述了磁控溅射（Sputtering）、脉冲激光沉积（PLD）以及原子层沉积（ALD）在制备超薄、高致密性功能涂层（如类金刚石DLC、氮化铬CrN、氧化铝Al2O3）中的应用。特别强调了 ALD 技术如何实现对复杂三维结构的原子级厚度控制和高共形性。 2. 表面改性与强化： 深入分析了离子注入（Ion Implantation）、激光熔覆（Laser Cladding）和等离子喷涂（Plasma Spraying）等技术对基体材料表层微观组织和残余应力的调控机制。讨论了如何通过残余压应力的引入来显著提升零件的表面硬度和抗接触疲劳能力。 3. 润滑与摩擦学： 探讨了自润滑复合材料（如聚合物基含油轴承）的制备，以及纳米级润滑剂（如MoS2、石墨烯）在实现超低摩擦系数方面的最新进展。 第三部分：特种材料的塑性加工与成形机理 本部分将理论模型与工业化生产相结合，探讨了传统塑性加工技术在处理新型难加工材料时的创新应用。 关键内容点： 1. 高温合金的温塑性变形： 分析了镍基、钴基高温合金在超塑性状态下的流动应力、应变速率敏感性以及晶界滑移机制。详细介绍了等温热挤压、温旋压等工艺参数对最终晶粒尺寸和织构的影响。 2. 先进复合材料的制备与成形： 重点关注金属基复合材料（MMC，如SiC/Al）和陶瓷基复合材料（CMC）的制备。讨论了粉末冶金热压（HIPing）和热等静压（HIP）中纤维/颗粒的铺展与定向排列，以及如何避免界面脱粘和孔隙的产生。 3. 精密锻造与温成形： 阐述了模具设计中的应力-应变场模拟，通过有限元分析（FEA）优化模具几何形状，以减小厚度方向的纤维流线中断，确保锻件内部的均匀性与各向同性。 第四部分：微纳尺度加工的物理效应 面向微机电系统（MEMS）、精密光学元件制造，本部分探讨了材料去除过程中的非传统物理机制。 关键内容点： 1. 超快激光加工： 详细解析了皮秒、飞秒激光在材料去除中如何实现非热烧蚀（Non-thermal Ablation），从而有效避免热影响区（HAZ）的产生，适用于加工脆性材料和微孔阵列。 2. 电化学与电火花加工（EDM/ECM）： 深入分析了电极材料、电解液成分和脉冲参数对加工精度、表面粗糙度和电极损耗的影响。重点讨论了高深宽比微槽道的电化学加工优化策略。 3. 纳米压印与光刻技术： 介绍了高分子材料、光刻胶在分子水平上的铺展和固化过程，以及如何利用高对比度掩模版实现纳米尺度的图案转移。 第五部分：数字化质量控制与过程监测 现代精密制造要求从“事后检验”转向“在线预测与控制”。 关键内容点： 1. 无损检测（NDT）技术集成： 详细介绍了相控阵超声（PAUT）、X射线计算机断层扫描（X-CT）在增材制造件内部孔隙、未熔合缺陷的定量分析方法。讨论了如何将缺陷尺寸与疲劳寿命进行关联性建模。 2. 过程传感与反馈： 阐述了在激光加工过程中应用光学同轴成像、光谱分析来实时监测熔池形态、温度梯度和等离子体特征的方法，并构建了基于机器学习的实时质量预测模型。 3. 表面形貌的计量学： 重点介绍白光干涉测量仪、原子力显微镜（AFM）在微观表面纹理（如粗糙度参数$R_a, R_q, S_{dr}$）表征中的应用标准和数据处理流程。 第六部分：面向极端环境的应用案例研究 本部分通过实际工程案例，展示了上述技术如何协同作用，解决复杂工程问题。 关键内容点： 1. 航空涡轮叶片制造： 涉及镍基单晶叶片的定向凝固控制技术、定向凝固后的气膜冷却孔的精密电火花加工以及抗热腐蚀涂层的ALD制备。 2. 生物植入物（如钛合金髋关节）： 讨论了通过激光选区熔化制造多孔骨小梁结构（用于骨整合），以及如何通过表面生物活性涂层（如羟基磷灰石）的沉积来增强材料的生物相容性。 本书内容前沿，理论联系实际，是新材料、新工艺研发人员、高端装备制造业工程师以及相关专业高年级学生和研究生的重要参考资料。它不仅提供了“如何制造”的工艺指导，更重要的是解释了“为什么这样制造”背后的材料物理与工程化学原理。
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