具体描述
本书为“现代加工技术丛书”之一。激光加工技术是利用激光束与物质相互作用的特性对材料（包括金属与非金属）进行切割、焊接、表面处理、打孔及微加工等的一种加工新技术，涉及到光、机、电、材料及检测等多门学科。本书系统阐述了各种激光加工工艺、设备及应用、发展等，包括激光切割、激光焊接、激光淬火、激光微细加工、激光表面处理、激光材料成形等各个应用领域。技术内容新颖，通过大量的实验和工业应用数据图表，总结了国内外目前激光加工的研究成果、应用、技术进展等，并为未来激光加工技术的研究和发展指明了方向。本书可供机械制造研究人员、工程技术人员、以及高等院校相关专业师生参考。
现代材料科学与工程基础 本书旨在全面而深入地介绍现代材料科学与工程学的核心原理、基本概念、关键技术及其在当代工程实践中的广泛应用。它不仅仅是对传统材料学的简单回顾，更侧重于阐述面向21世纪工程挑战的新兴材料体系和前沿研究方向。 --- 第一部分：材料的微观结构与性能调控 第一章：晶体结构与缺陷理论 本章从原子尺度出发，系统梳理了金属、陶瓷、高分子等主要材料的晶体结构分类与描述方法，包括布拉维点阵、晶系、晶面指数（Miller Indices）的确定与应用。深入探讨了晶体材料中的各类缺陷——点缺陷（空位、间隙原子、取代原子）、线缺陷（位错）和面缺陷（晶界、堆垛层错）的形成机制、几何表征及其对宏观力学性能（如塑性、硬度）的决定性影响。重点分析了位错运动与加工硬化之间的内在联系，为理解材料的形变行为奠定理论基础。 第二章：材料的热力学与相图分析 材料的稳定性和相变是理解其加工和服役行为的关键。本章详细阐述了材料体系的热力学基础，包括吉布斯自由能、化学势等基本概念。随后，集中篇幅讲解了二元和三元相图的绘制、解读和应用，特别是固溶体、共晶、共析以及包析/非包析转变的判据。通过对相图中非平衡态冷却曲线的分析，解释了如奥氏体分解等关键热处理过程的微观结构演变规律。 第三章：动力学过程与扩散理论 材料性能的演化是时间依赖性的，本章聚焦于材料内部的扩散机制。系统介绍了菲克第一定律和第二定律，区分了原子在晶格内和晶界上的扩散路径差异。深入探讨了扩散系数的温度依赖性（阿累尼乌斯关系），并结合热处理、烧结、化学气相沉积（CVD）等过程，阐述了扩散在材料宏观性能形成中的驱动作用。 第四章：电子结构与材料的电学、光学性质 本章跨越材料科学与凝聚态物理的边界，从能带理论角度解析了金属、半导体和绝缘体的电学性质差异。详细描述了有效质量、载流子迁移率等关键参数的物理意义。在光学性质方面，探讨了光与物质的相互作用（吸收、发射、散射），重点介绍透明材料的色散现象及光电转换材料（如太阳能电池）的基本原理。 --- 第二部分：结构材料的力学行为与热处理 第五章：机械性能测试与本构关系 本章详细介绍了工程材料力学性能的定量评价方法，包括拉伸、压缩、弯曲、扭转试验的标准流程及数据解析（如屈服强度、拉伸强度、韧性、模量）。着重讲解了材料的蠕变行为、疲劳损伤机理（低周疲劳与高周疲劳）以及断裂力学基础，包括应力强度因子、裂纹扩展速率的计算。引入了描述材料非线性行为的本构关系模型，如幂律硬化模型。 第六章：金属材料的强化机理与热处理工艺 金属材料是现代工程的基石。本章系统总结了提高金属强度和韧性的主要途径：晶粒细化、固溶强化、位错缠结（加工硬化）以及第二相粒子钉扎强化。深入剖析了钢、铝合金、钛合金等典型结构件的主要热处理工艺，包括退火、正火、淬火及回火的温度控制、冷却速率对碳化物析出和晶相转变的具体影响。 第七章：陶瓷与高分子材料的特性 陶瓷材料以其优异的耐高温、耐腐蚀性著称，但其固有的脆性是主要瓶颈。本章探讨了氧化物、非氧化物陶瓷的制备、微结构控制（如晶粒尺寸、孔隙率）对断裂韧性的影响。对于高分子材料，重点分析了链结构（线性、支化、交联）、结晶度、玻璃化转变温度（Tg）对材料粘弹性、蠕变和长期服役性能的控制。 --- 第三部分：先进功能材料与工程应用 第八章：复合材料的界面科学与力学设计 复合材料因其可设计性和优异的比强度，在航空航天领域应用日益广泛。本章着重探讨了增强相（纤维、颗粒、晶须）与基体（金属、陶瓷、聚合物）之间的界面行为——界面键合强度、应力转移机制。介绍了层合板的经典层合板理论（Classical Lamination Theory）及其在预测各向异性材料宏观性能中的应用。 第九章：智能材料与传感技术 本章引入了对环境刺激（温度、电场、磁场、应力）敏感的先进功能材料。详细研究了形状记忆合金（SMA）的马氏体相变与超弹性现象，以及压电、铁电材料的本构关系及其在传感器、执行器中的应用。探讨了磁性材料（如软磁、硬磁）的磁化过程与磁畴结构，及其在储能和信息技术中的潜力。 第十章：材料的腐蚀与防护 材料的服役可靠性受环境因素严重制约。本章从电化学角度深入分析了金属腐蚀的机理（阳极溶解、阴极反应），区分了均匀腐蚀、点蚀、应力腐蚀开裂（SCC）等多种腐蚀形态。系统总结了主动与被动防护技术，包括阴极保护、缓蚀剂、表面涂层（如热喷涂、电镀）的制备与失效分析，以确保工程结构的长寿命应用。 第十一章：材料的绿色制造与可持续性 面向可持续发展，本章探讨了材料生命周期评估（LCA）的概念。重点介绍低能耗、低污染的材料制备技术，例如增材制造（Additive Manufacturing）的材料基础、近净形成技术。讨论了关键战略金属的回收利用技术，如湿法冶金和固态提纯，以实现材料资源的高效循环利用。 --- 全书特点： 本书内容逻辑清晰，从微观到宏观，从基础理论到前沿应用层层递进。它强调了材料的结构、制备、性能与应用之间的相互制约和优化关系，为材料学、机械工程、航空航天、电子信息等相关领域的学生、研究人员和工程师提供了一套坚实的理论框架和实用的工程视角。书中配有大量的工程实例分析和定量计算练习，旨在培养读者分析复杂材料问题的能力。
作者简介
目录信息
第1章 激光加工导论 1.1 激光产生的物理基础 1.2 激光产生的机理 1.3 激光器的基本构成 1.5 激光加工中普遍涉及的激光输出参数 1.6 激光加工的特点 第2章 激光切割 2.1 激光切割技术的概述 2.2 激光切割机
· · · · · · (收起)
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读后感
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