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出版者:国防工业

作者:王海军

出品人:

页数:310

译者:

出版时间:2006-5

价格:38.00元

装帧:简裝本

isbn号码:9787118044560

丛书系列:

图书标签:

• 热喷涂
• 表面工程
• 材料工程
• 涂层技术
• 实用技术
• 工业应用
• 喷涂工艺
• 防护涂层
• 金属涂层
• 陶瓷涂层

《表面工程前沿：高性能涂层设计与制备》 本书聚焦于现代工业领域中至关重要的表面处理技术，深入探讨了高性能涂层的设计理念、制备工艺以及性能评估。本书不涉及热喷涂的特定技术细节，而是从更广阔的视角审视表面工程的核心问题，旨在为读者提供一个全面而深入的理解框架。 第一部分：表面工程的基础理论与材料选择 本部分将首先梳理表面工程的基本原理，包括表面与体材之间的相互作用、涂层与基体的结合机制等。我们将详细解析不同材料体系（如金属、陶瓷、聚合物、复合材料）在特定应用环境下（如高温、腐蚀、磨损、高压）的性能表现，并探讨如何根据这些性能要求，科学地选择合适的涂层材料。这包括对材料微观结构、晶格结构、相变以及化学组成的深入分析，为后续的涂层设计奠定理论基础。我们将重点关注先进材料的开发与应用，例如纳米材料、智能材料以及具有特殊功能的涂层材料，并讨论其在提升工件性能方面的潜力。 第二部分：先进涂层制备技术的原理与方法 本部分将介绍一系列非热喷涂的先进涂层制备技术，并深入剖析其背后的物理和化学原理。我们将详细阐述化学气相沉积（CVD）、物理气相沉积（PVD）（包括溅射、蒸发等）、溶胶-凝胶法、电化学沉积（电镀、阳极氧化）、激光熔覆、粉末冶金烧结以及3D打印（增材制造）等技术。对于每一种技术，我们将深入探讨其工艺参数（如温度、压力、气氛、沉积速率、基体预处理等）对涂层微观结构、致密性、成分分布以及表面形貌的影响。本书将特别强调这些技术在实现精细化、功能化涂层方面的优势，例如控制涂层厚度、均匀性、晶粒尺寸以及表面粗糙度。我们将通过大量实例，展示不同制备技术如何能够满足特定的性能需求，例如提高硬度、耐磨性、耐腐蚀性、导电性、绝缘性或光学特性。 第三部分：涂层性能评估与失效分析 本部分将系统介绍评估涂层性能的关键指标和先进的测试方法。我们将涵盖机械性能（如硬度、韧性、结合强度、磨损率）、物理性能（如导电性、导热性、光学透过率、反射率）、化学性能（如耐腐蚀性、耐氧化性）以及热性能（如热膨胀系数、热震稳定性）的测试技术。我们将重点介绍扫描电子显微镜（SEM）、透射电子显微镜（TEM）、X射线衍射（XRD）、X射线光电子能谱（XPS）、原子力显微镜（AFM）等先进表征手段，用于分析涂层的微观结构、成分、晶体相以及表面形貌。此外，本部分还将深入探讨涂层失效的机理，包括磨损、腐蚀、疲劳、热冲击以及机械损伤等，并介绍相应的失效分析方法，帮助读者诊断和解决实际应用中的涂层问题。我们将提供一系列案例研究，展示如何结合性能评估和失效分析，优化涂层设计与制备工艺，从而延长工件的使用寿命并提升其可靠性。 第四部分：功能化涂层的设计与应用 本部分将着眼于当前和未来的前沿领域，探讨功能化涂层的设计策略与广泛应用。我们将深入研究如何通过精确设计涂层结构和成分，赋予表面特殊的性能，以满足日益严苛的工业需求。具体内容将包括： 耐高温涂层： 重点介绍高温合金、陶瓷基复合材料等在航空航天、能源等领域中的应用，以及针对极端高温环境的隔热、抗氧化涂层的设计思路。 抗磨损涂层： 讨论超硬材料、自润滑材料在机械部件、工具等领域的应用，以及如何通过优化涂层微结构和成分来提高其耐磨性。 耐腐蚀涂层： 介绍各种防腐蚀涂层，如金属、陶瓷、聚合物涂层在化工、海洋工程等领域的应用，以及如何选择合适的涂层材料和工艺以应对不同的腐蚀介质。 生物医用涂层： 探讨在医疗器械、植入物等领域应用的生物相容性涂层，如羟基磷灰石、钛涂层等，以及如何通过表面改性来促进骨组织生长或抑制细菌附着。 电子电气涂层： 介绍导电、绝缘、介电等功能的涂层在电子元器件、传感器等领域的应用，以及如何通过精确控制涂层厚度和成分来优化其电学性能。 光学涂层： 探讨增透、反射、滤光等功能的光学涂层在光学仪器、显示器等领域的应用，以及如何通过多层膜设计来实现复杂的光学特性。 智能涂层： 介绍具有传感、响应、自修复等功能的智能涂层，及其在环境监测、健康诊断、能源收集等前沿领域的潜在应用。 本书力求内容翔实，理论联系实际，通过丰富的图表和案例分析，帮助读者深刻理解表面工程的精髓，掌握先进涂层设计与制备的关键技术，为解决工程实际问题提供有力的指导。本书适合材料科学、机械工程、航空航天、能源、化工、生物医学等领域的科研人员、工程师以及相关专业的学生阅读。

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这本书的排版和图表质量也值得称赞，这对于理解复杂的热力学过程至关重要。许多关键的温度场分布、粒子沉积轨迹图，都采用了高质量的彩色印刷和清晰的坐标轴标注，使得原本抽象的物理过程变得直观易懂。我个人对流体动力学和热传递方面的内容比较吃力，但通过书中对气流速度和粒子温度随飞行距离变化的曲线图，我能轻易捕捉到影响涂层质量的关键窗口。而且，作者在引用文献和标准时非常规范，每一处关键数据或结论都有据可查，这极大地增强了内容的权威性和可信度。它不仅仅是传授知识，更是在教我们如何进行科学研究和工程验证，鼓励读者去验证和挑战现有规范，从而推动技术进步。总而言之，这是一本集理论深度、实践广度与科学严谨性于一体的优秀专业著作。

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坦白说，我拿到这本书时，心里是抱着一丝怀疑的。市面上关于工程技术的书籍很多，很多要么是翻译腔过重，要么就是理论性太强，实操性不足。但《热喷涂实用技术》完全打破了我的预期。它最让我惊喜的地方在于其对不同涂层材料的微观结构分析。书中通过扫描电镜（SEM）和X射线衍射（XRD）的结果图谱，直观地展示了不同预处理方式和冷却速率对涂层晶相结构和硬度的影响。我记得有一章专门讲了碳化物涂层的制备，书中详述了如何通过控制送粉速率和气体流量来优化WC-Co涂层的均匀性和致密性，这对于我们提升涂层耐磨性能至关重要。此外，作者对安全操作规程的强调也做得非常到位，每一个工艺步骤都标注了相应的防护要求，体现了严谨的专业态度。阅读过程中，我常常感觉不是在看一本教材，而是在跟随一位经验丰富的大师进行一对一的指导，收获良多。

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这本书的结构安排堪称一绝，逻辑性非常强，可以说是为工程技术人员量身定做的参考手册。它不是按时间顺序或历史发展来叙述，而是紧密围绕“工艺链”展开。从工件的表面清理、预热，到喷涂过程的参数控制，再到后期的热处理和表面精加工，每一个环节都被独立且深入地剖析。特别是关于“粘结机理”的探讨，书中清晰地区分了机械咬合、化学键合和冶金结合这三种主要形式，并配以详细的示意图解释了它们在不同喷涂方式下的主导作用。我过去在处理一些复杂几何形状的工件时，经常为喷涂角度和覆盖均匀性头疼，这本书中关于“喷枪运动轨迹规划”的章节，提供了数学模型和实际操作建议，让我对如何实现高质量的均匀沉积有了新的思路。这种系统化的知识梳理，大大提升了我解决实际工程问题的效率。

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初读《热喷涂实用技术》，我首先注意到的是它对成本效益分析的关注，这一点在许多技术书中是缺失的。作者非常务实地指出，先进的技术固然重要，但在实际工业应用中，经济性是不可或缺的考量因素。书中专门设立了一个篇幅来比较不同热喷涂技术（如电弧喷涂、火焰喷涂、以及前面提到的HVOF）在相同涂层厚度和性能要求下的材料消耗、设备折旧和运行维护成本。这种“技术-经济”双重视角的分析，帮助我跳出了纯技术的思维定式，学会从更宏观的项目管理角度去评估技术选型。比如，对于一些非关键部位的耐磨修复，书中推荐采用性价比更高的火焰喷涂配合特定的粘结层技术，而不是盲目追求等离子喷涂的极限性能。这种成熟稳重的建议，让这本书的价值远超一般技术手册的范畴，更像是一本行业决策参考书。

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这本《热喷涂实用技术》的书籍，真是让我大开眼界。我之前对热喷涂的了解仅限于一些表面概念，总觉得那是个高精尖的领域，离实际操作很远。然而，这本书的编写风格非常接地气，完全不是那种枯燥的理论堆砌。它从最基础的材料选择讲起，详细阐述了不同喷涂工艺的原理和适用场景。比如，在介绍等离子喷涂时，作者不仅给出了详尽的参数设置范围，还通过大量的图示和案例分析，清晰地展示了如何根据工件的性能要求来调整工艺窗口。我特别欣赏其中关于“常见故障排查与解决方案”这一章节，里面罗列了诸如涂层结合力差、孔隙率过高等问题，并给出了每种情况可能的原因和具体的纠正步骤，这对于我们一线工程师来说，简直是本救命稻草。书里还穿插了一些最新的技术进展，比如高能HVOF（高速氧燃料喷涂）技术的应用，使得我们能更清晰地看到行业的发展方向。总之，这本书的内容非常扎实，实践指导性极强，让我对热喷涂技术有了更系统、更深入的理解。

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