金属及矿产品深加工 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:冶金工业

作者:戴永年

出品人:

页数:607

译者:

出版时间:2007-1

价格:118.00元

装帧:

isbn号码:9787502441210

丛书系列:

图书标签:

• 金属加工
• 矿物加工
• 材料科学
• 深加工技术
• 金属材料
• 矿产资源
• 工业技术
• 冶金工程
• 粉末冶金
• 表面工程

科技前沿探索：新材料与先进制造技术 内容提要 本书汇集了当前材料科学与工程领域中最具活力和发展潜力的研究方向，重点关注新一代信息技术、新能源、生物医药等战略性新兴产业对高端功能材料的迫切需求。全书系统梳理了从基础理论研究到前沿工程应用的全过程，旨在为科研工作者、工程师及相关专业学生提供一份全面、深入且具有前瞻性的参考指南。 第一章：纳米材料的结构调控与功能化 纳米科技是本世纪最重要的科学前沿之一。本章深入探讨了如何通过精确控制纳米颗粒的尺寸、形貌和表面化学性质，来赋予材料全新的物理、化学及生物学特性。 1.1 量子尺寸效应与能带结构调控： 详细解析了当材料尺寸进入纳米尺度后，其电子能级和光学性质发生的显著变化。讨论了通过量子点（Quantum Dots）的尺寸工程实现光电转换效率的优化，特别是在第三代太阳能电池中的应用潜力。 1.2 高熵合金（HEAs）的复杂构效关系： 区别于传统合金，高熵合金因其固溶的五种或五种以上主元素而展现出独特的晶体结构稳定性和优异的力学性能。本节侧重于计算热力学模拟和原位表征技术，揭示其在极端温度和应力条件下的微观结构演化机制。 1.3 二维材料的规模化制备与异质结构建： 重点研究了石墨烯、过渡金属硫化物（TMDs）等二维材料的化学气相沉积（CVD）和机械剥离技术。深入阐述了如何构建垂直或平面异质结（Heterostructures），以实现对载流子传输和光响应的精准调控，为柔性电子和高灵敏度传感器提供材料基础。 1.4 生物相容性纳米载体设计： 探讨了用于靶向药物递送的智能响应性纳米粒子的设计原理。内容包括聚合物胶束、脂质体以及无机纳米颗粒的表面修饰策略，以应对生物体内的pH、氧化还原电位变化，实现药物的受控释放。 第二章：增材制造（3D打印）中的材料行为与工艺优化 增材制造技术正在革新传统制造流程，但其核心挑战在于如何保证打印件的微观结构与宏观性能的一致性。本章聚焦于面向增材制造的特种粉末材料开发及过程模拟。 2.1 激光选区熔化（SLM）过程的熔池动力学： 运用高速摄像和红外热成像技术，实时监测激光-粉末相互作用过程中的不稳定性，如再熔化、气孔形成和裂纹萌生。研究了预热温度和扫描策略对最终致密度和残余应力的影响。 2.2 高强度轻质合金的增材制造： 针对航空航天领域对钛合金（如Ti-6Al-4V）和镍基高温合金的增材制造，分析了快速凝固过程中形成的非平衡相结构。提出了热处理工艺（如热等静压HIP）对消除打印缺陷、细化晶粒和提高疲劳性能的协同作用。 2.3 复合材料的层内结构控制： 探讨了如何通过纤维增强或颗粒填充的方式，将碳纤维或陶瓷颗粒引入聚合物基体中进行打印。重点分析了纤维在铺展和熔融过程中的取向性，及其对打印件各向异性的力学性能影响。 2.4 多材料打印与功能梯度材料（FGM）： 介绍如何通过集成不同的打印头或切换打印原料，实现结构件不同区域材料性能的梯度变化。这对于制造同时需要高硬度和高韧性的复杂部件至关重要。 第三章：先进能源存储与转化材料 全球能源转型对高性能、高安全性的电化学储能器件提出了前所未有的要求。本章聚焦于下一代电池技术和高效催化剂的材料创新。 3.1 固态电解质的离子传导机制： 深入分析了氧化物型（如LLZO）、硫化物型和聚合物型固态电解质的晶体结构缺陷与锂离子迁移路径。研究了界面阻抗的来源，并探索了采用原子层沉积（ALD）技术构建稳定界面的方法。 3.2 非贵金属基电催化剂的设计： 针对水分解（析氢反应OER和析氧反应HER）和二氧化碳还原反应（CO2RR），开发基于过渡金属氮化物、磷化物或单原子催化剂（SACs）。阐述了活性位点数量、电子结构与催化活性的内在关联。 3.3 高能量密度锂硫电池的挑战与突破： 重点解决了硫正极的体积膨胀和多硫化物穿梭效应。研究了如何利用碳基材料构建多孔网络结构或使用新型粘结剂，以有效锚定多硫化物，提升循环稳定性。 3.4 热电材料的性能提升： 讨论了如何通过晶格畸变工程和大量点缺陷引入，实现热电优值（ZT）的提升。研究了半导体材料中塞贝克系数（Seebeck Coefficient）与电导率的解耦策略。 第四章：智能响应与自修复材料系统 本章转向具有环境感知和自我修复能力的先进功能材料，这些材料在电子设备、土木工程和生物医学领域具有广阔的应用前景。 4.1 形状记忆聚合物（SMPs）的驱动机制： 详细解释了聚合物网络中“固定态”和“临时态”之间的热力学转变过程。探讨了利用电场、磁场或光照作为外部刺激源，实现对形状变化的精确控制。 4.2 自修复涂层与本征修复机制： 研究了基于微胶囊破裂释放修复剂的休眠修复系统，以及利用可逆共价键（如Diels-Alder反应）实现材料内部损伤的动态修补。分析了修复效率与材料使用寿命的关系。 4.3 高灵敏度压电与热释电材料： 关注于钙钛矿结构材料（如NaNbO3、PZT替代品）在微机电系统（MEMS）中的应用。研究了薄膜沉积技术对材料铁电畴结构的影响，以及如何优化其在低应变率下的能量收集能力。 第五章：材料的计算模拟与大数据驱动的材料基因工程 计算化学和材料信息学正在加速新材料的发现进程。本章介绍如何利用高性能计算来预测材料性能并指导实验设计。 5.1 第一性原理计算在缺陷工程中的应用： 运用密度泛函理论（DFT）精确计算各种晶体缺陷（空位、间隙原子、位错）的形成能、迁移能和电子态密度，为理解材料的稳定性和导电性提供理论基础。 5.2 分子动力学模拟（MD）对界面行为的刻画： 模拟了聚合物链段在溶剂中的扩散行为、晶体生长过程中的原子尺度的成核与演化，以及固-固界面的粘附强度。 5.3 机器学习在材料数据库中的构建与应用： 介绍了如何构建高维度的材料特征向量，并利用回归模型和深度学习算法预测目标材料的特定性能（如带隙、硬度或催化活性），实现对材料相图的快速筛选和优化。 结语 本书旨在展现当代材料科学研究的广度和深度，强调跨学科交叉融合的重要性。对这些先进材料的深入理解和创新应用，将是推动未来高端制造业和可持续发展的关键驱动力。

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我翻阅这本书时，主要的目的是想了解当前国际上在特种合金（如高温镍基合金或形状记忆合金）的近净形制造技术方面有哪些进展。我希望这本书能提供一些关于定向凝固技术、粉末冶金热等静压（HIP）工艺的参数优化案例。然而，这本书似乎将“深加工”的定义局限在了传统的轧制、锻造和挤压这“三大件”上，而且主要集中在铝、铜和铁这三种大宗金属上。对于那些需要高纯度和极端性能的特种材料，作者只是在附录的最后几页草草提了一下，并且引用了一些非常陈旧的文献。例如，在谈到如何提高材料的疲劳寿命时，书中给出的解决方案是加大表面喷丸的冲击能量，这是一种非常粗放的手段。现代的深加工技术，如残余应力调控、表面激光冲击强化等更精细化的技术，书中完全没有涉及。这使得这本书读起来像是对一个成熟行业的“技术总结”，而不是对一个正在快速迭代领域的“前沿探索”。整体来看，它的适用范围非常窄，对于那些关注航空航天、生物医学等需要超高性能金属制品的读者来说，这本书提供的价值微乎其微，更像是一份旧时代的工业说明书，而不是一本面向未来的技术蓝图。

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作为一本号称涵盖“金属及矿产品深加工”的专业书籍，我最期待看到的是跨学科的融合与新材料的突破，比如先进的材料表征技术如何指导加工过程的优化。然而，这本书的叙述逻辑似乎是线性的、单向的——从矿石到初级金属锭，然后到简单的机械加工。在“矿产品”这部分，它详细介绍了如何通过浮选法和磁选法提高铁矿石的品位，并配有大量流程图。这些流程图绘制得非常标准，但它们都是基于几十年前的标准流程，缺乏对现代智能分选技术（如高光谱成像分选）的介绍。更让我感到疑惑的是，书中关于“深加工”的论述非常薄弱。例如，如果讨论的是钢材的深加工，我期待看到关于先进高强钢（AHSS）的热成形、双相钢的微观结构调控等内容，但这本书仅仅停留在对碳钢进行正火和回火的基础性讲解上。这就像是介绍了一个厨师如何磨刀和烧水，却完全没有提及如何烹饪出一道米其林级别的菜肴。书中的图表质量参差不齐，有些示意图清晰明了，但涉及到电子显微镜下的微观结构分析图，分辨率低得令人费解，完全无法用于精确的晶界分析或相变观察，这对于研究“深加工”过程中的微观机制来说，简直是致命的缺陷。

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这本书的封面设计实在有些朴素，乍一看还以为是某个老旧的工厂技术手册，颜色灰蒙蒙的，字体也比较呆板。我本来是冲着“深加工”这三个字来的，心里期待着能看到一些前沿的材料科学或者纳米技术方面的突破性进展。然而，翻开目录，我就感觉有些不对劲了。内容似乎聚焦于一些非常基础的冶金提纯和初级塑性变形工艺，像是上世纪八十年代的教材。例如，关于铝合金的固溶处理和人工时效章节，描述得非常详尽，但缺乏对新型复合材料或者智能金属材料的探讨。我试着找了找关于增材制造（3D打印）在金属领域应用的章节，结果完全没有找到相关内容，这对于一本声称是关于“深加工”的书来说，实在有些说不过去。更让人失望的是，书中的案例分析大多是针对传统的高炉炼铁和电解铜的能耗优化，这些内容在网络上随便一搜就能找到更现代、更详细的资料。如果我是一个刚接触冶金工程的新手，或许这本书能提供一个扎实的、但略显过时的基础框架；但对于一个希望了解行业最新动态的工程师或研究人员来说，它提供的知识深度和广度显然是不够的，更像是对传统工艺的“复习”而非“深加工”的“探索”。这本书给我的整体感受是：一本扎实的传统冶金工艺入门指导，但完全没有触及“深加工”所蕴含的创新与未来。

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这本书的语言风格非常干燥，充满了教科书式的严谨和教条，读起来就像在啃一块未经调味的干面包。作者似乎非常注重术语的精确性，每一个步骤、每一个参数都恨不得给出三个不同的标准定义。我特别关注了其中关于稀土元素分离与提纯的部分，期待能看到溶剂萃取体系的最新进展，比如新型离子液体在分离镧系和锕系元素中的应用。但很遗憾，书中花费了大量篇幅介绍的是经典的沉淀法和离子交换树脂法，对这些方法的局限性只是轻描淡写地提了一句，然后就迅速转到了对现有设备维护的讨论上。这本书在“矿产品”的处理上，更侧重于如何从粗矿石中提取出纯度达到99.9%的基础金属，而对于如何将这些基础金属转化为具有特殊功能（如超塑性、高阻尼、自修复等）的高附加值产品，几乎是只字未提。这使得全书的重点明显偏向了“采选”和“初级冶炼”的范畴，而不是书名所指的“深加工”。举个例子，关于钛合金的真空感应熔炼工艺，描述得井井有条，连炉衬材料的选择都详尽列举，但对于如何控制熔炼过程中氮化物的夹杂，以及如何利用激光熔覆技术进行局部性能强化，这些“深加工”的关键点却语焉不详，仿佛是作者知识结构中的一个盲区。整本书给人的感觉是，它固守在一个技术发展的特定历史阶段，对后来的材料科学革命似乎知之甚少。

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这本书的结构布局和章节安排显得非常保守，几乎是严格按照传统材料学的教材体系来构建的。它的叙事方式是“是什么”和“怎么做”，但鲜有“为什么这样有效”和“未来可能如何改进”的深入探讨。比如，在讲解矿渣处理和资源化利用时，它详细描述了如何将含铁矿渣制成水泥熟料的配比，数据详实，但对于循环经济背景下，如何利用先进的物理化学手段从复杂的冶炼渣中高效回收镓、锗等伴生稀有金属，这本书几乎没有提供任何信息。这让我感觉作者对当前工业界越来越重视的“全元素价值链”的理念把握不足。此外，全书的图表和公式推导缺乏现代化的可视化处理，很多复杂的相图和热力学计算结果都是以简单的二维表格呈现，对于习惯了使用计算软件进行三维模拟和数据可视化的年轻读者来说，阅读体验非常不佳。它没有采用任何现代教学中常用的“问题导向”或“项目驱动”的案例分析方法，始终保持着一种疏离的、纯理论灌输的状态。总而言之，它像是一个精通陈年旧艺的老匠人，对当下的技术革新保持着一种距离感，内容厚实，但缺乏与现代工业前沿对话的深度和广度，让人难以将其定位为一本关于“深加工”的现代参考书。

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