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出版者:机械工业出版社

作者:戴学增 主编

出品人:

页数:0

译者:

出版时间:1998-12-1

价格:21

装帧:

isbn号码:9787111069584

丛书系列:

图书标签:

• 机械设计
• 机械工程
• 工程基础
• 机械原理
• 设计基础
• 机械制图
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• AutoCAD
• 制造业

现代冶金工艺与材料科学前沿探析 一、 概述与背景 本书立足于当前全球制造业转型升级和新材料技术飞速发展的时代背景，系统梳理并深入剖析了现代冶金工程与材料科学领域的核心理论、前沿技术及其在高端制造中的关键应用。我们摒弃了传统教材中对基础原理的机械重复叙述，转而聚焦于那些推动产业进步、解决“卡脖子”技术难题的前沿交叉领域。本书旨在为冶金、材料、化学工程、机械工程等相关专业的高年级本科生、研究生以及奋斗在研发与生产一线的工程师和科研人员提供一份兼具深度、广度和实践指导意义的参考指南。 在“中国制造2025”和全球可持续发展目标的双重驱动下，对高性能、轻量化、功能化新材料的需求日益迫切。传统的钢铁、有色金属冶炼工艺正面临能耗高、污染重、性能提升空间受限的瓶颈。因此，本书将重点放在绿色冶金、先进材料设计与制备、复杂环境下的材料行为三大核心板块。 二、 核心内容模块详解 模块一：先进冶金反应动力学与过程强化 本模块突破了经典热力学和平衡态分析的局限，深入探讨了极端条件下（超高温、超高压、强电磁场）的反应动力学过程。 1. 非平衡态热力学与快速凝固技术： 详细阐述了快速凝固（如雾化、激光熔覆）过程中固液界面迁移的微观机制。重点分析了非平衡相变对晶粒尺寸、缺陷分布的影响，并引入了数值模拟工具（如相场模型）来预测合金凝固行为。探讨了如何通过控制冷却速率来获得纳米结构或非晶态材料。 2. 电化学冶金与离子熔盐技术： 关注低品位矿、伴生矿资源的高效提取与清洁冶金。系统介绍了熔盐电解在稀有金属（如钛、钽、铌）生产中的应用。对比了传统还原剂与电化学还原的能效和环境影响，尤其关注电解质体系的稳定性和腐蚀性控制策略。 3. 反应器设计与过程强化（Process Intensification）： 引入了微反应器、等离子体技术在冶金过程中的应用潜力。探讨了如何通过优化流场、传热传质效率来大幅缩小设备体积、提高转化率。例如，在粉末冶金烧结过程中引入脉冲电场辅助烧结（PEAS）的机理分析。 模块二：结构与功能材料的设计合成 本模块着眼于下一代工程应用对材料性能提出的严苛要求，重点介绍材料的“按需设计”思路。 1. 高熵合金（HEA）与多主元合金： 作为材料科学的热点，本书深入解析了高熵合金的“迟滞效应”、“迷宫效应”等特殊构效关系。不仅限于传统的面心立方和体心立方结构，还包括了具有特定拓扑结构的复杂相。讨论了高温蠕变、辐照损伤及应力腐蚀开裂在HEA体系中的独特性质。 2. 先进陶瓷与复合材料的界面工程： 陶瓷材料的高温强度和韧性是其工业应用的关键瓶颈。本书聚焦于界面改性技术，包括利用反应烧结法在颗粒间形成原位增强相（如SiC晶须、氮化物沉淀）。详细剖析了纤维增强陶瓷基复合材料（CMC）的铺层设计、基体浸渍技术以及高温服役下的纤维/基体界面反应。 3. 增材制造（Additive Manufacturing）中的材料学挑战： 针对激光选区熔化（SLM）和电子束熔化（EBM）工艺，本书探讨了快速加热与冷却对金属粉末床的重熔过程、凝固组织演变的影响。重点分析了增材制造特有缺陷（如未熔合、气孔、残余应力）的形成机理，并提出了面向增材制造的材料成分调控策略，以优化各向异性。 模块三：材料的服役行为与智能监测 材料的性能并非孤立存在，其在复杂服役环境下的长期稳定性是工程可靠性的基石。 1. 极端环境下的材料失效机制： 聚焦于核能、航空航天领域对材料的特殊要求。详细分析了高温氧化、硫化腐蚀、氢脆、以及空间辐射对金属和聚合物材料微观结构的影响。引入了原位（In-situ）表征技术（如同步辐射X射线衍射）来实时捕捉材料在应力、温度变化过程中的相变和晶界滑移行为。 2. 疲劳、断裂力学与损伤容限设计： 区别于传统的宏观断裂参数，本书侧重于微观裂纹萌生与扩展的物理模型。探讨了裂纹尖端塑性区、多晶界对疲劳寿命的影响。对于复杂结构，引入了基于有限元分析（FEA）的损伤累积模型，以实现更精确的剩余寿命评估。 3. 功能材料的智能响应与自修复： 介绍了具有形状记忆效应（SME）和压电效应的材料在传感器和执行器中的应用。重点论述了如何设计具有“自愈合”能力的聚合物基体复合材料，通过微胶囊技术或可逆化学键来阻碍裂纹扩展，延长材料使用寿命。 三、 结论与展望 本书内容紧密结合了前沿研究热点，强调理论指导下的工程实践。我们期望读者在掌握这些先进冶金与材料科学知识体系后，能够具备分析和解决当代工程材料难题的能力，为推动我国新材料产业的自主创新贡献力量。未来的发展方向将是AI驱动的材料筛选与工艺优化，以及对极端环境服役材料的深度理解。

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这本书真是太让我惊喜了！我之前对机械设计这个领域一直有些模糊的概念，总觉得它离我们生活很遥远，或者仅仅是工程师们才能触及的高深学问。但读了《机械设计基础》之后，我才意识到原来机械设计无处不在，从我们每天乘坐的交通工具，到家里使用的各种电器，再到工业生产线上庞大的设备，背后都离不开精密的机械设计。这本书的语言风格非常平易近人，就像一位经验丰富的朋友在给我讲解一样，没有那些晦涩难懂的术语，即使是初学者也能很快理解。书中对于基础概念的解释非常清晰，比如力的传递、运动的协调、材料的选择等等，都通过生动形象的例子来阐述，让我一下子就抓住了核心。我尤其喜欢书中关于“设计思维”的探讨，它不仅仅是教你如何运用公式和图纸，更是启发你如何去思考问题，如何从用户的需求出发，如何去创新和优化。读完这本书，我感觉自己打开了一个全新的世界，对周围的世界有了更深的认识和理解，也对机械设计这个领域产生了浓厚的兴趣，甚至开始思考自己是否也能在这个领域找到一席之地。

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这本书就像一位循循善诱的导师，将看似复杂的机械设计知识娓娓道来。我一直以为机械设计就是画图和计算，但《机械设计基础》让我看到了它的灵魂所在。书中深入浅出的讲解，让我对每一个机械构件的功能和原理都有了全新的认识。比如，对于一个简单的轴承，它不仅仅是转动的部件，书中详细阐述了它的承载能力、摩擦特性、润滑要求，以及如何根据不同的工况来选择合适的轴承类型。这种细致入微的分析，让我深深折服。我特别欣赏书中对“可靠性设计”的强调，这不仅仅是保证产品的功能性，更是对用户生命安全和财产的负责。书中提到的各种失效模式和预防措施，让我对机械设计的严谨性有了更深的体会。即使是一些看起来不起眼的零件，背后都凝聚了设计师无数的心血和智慧。读这本书，让我不再仅仅是看到一个机械设备，而是能开始思考它的内在运作机制，它的优劣之处，以及可能存在的改进空间。这种洞察力的提升，对我来说是无价的。

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我必须说，《机械设计基础》这本书完全颠覆了我对机械设计的刻板印象。我之前以为它是一本枯燥乏味的教科书，充满了公式和图表，但事实完全不是这样！这本书的讲解方式非常灵活，它不仅仅是理论的堆砌，更是将理论与实践紧密结合。书中举了很多现实生活中的案例，比如汽车的转向系统、飞机的起落架等等，通过这些例子来解释复杂的机械原理，让我感觉非常直观。我尤其喜欢书中关于“公差与配合”的讲解，这部分内容看似微小，却直接关系到机械零件的装配精度和整体性能。书中通过各种图示和数据，清晰地展示了不同公差等级对产品的影响，让我对“细节决定成败”有了更深刻的理解。读完这本书，我感觉自己看事物的角度都发生了变化，以前只是看到产品的外观，现在则能透过表面，去探究其内部的机械原理和设计智慧。这让我觉得非常有趣，也充满了探索的乐趣。

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这本书的魅力在于它的“深度”与“广度”并存。它没有故弄玄虚，而是以一种非常实在的方式，将机械设计的核心内容一一呈现。我之前对机械制图一直有些头疼，觉得那些线条和符号简直是天书，但《机械设计基础》中的制图部分，通过非常清晰的图例和循序渐进的讲解，让我豁然开朗。我开始理解了各种视图的含义，各种尺寸标注的意义，以及如何通过图纸来准确地表达设计意图。除了制图，书中对于材料力学的讲解也让我印象深刻，它不像纯粹的理论书籍那样枯燥，而是紧密联系实际应用，讲解了不同材料的性能以及在机械设计中的应用场景。我最喜欢的是书中对于“安全性”的强调，这不仅仅是设计的功能性，更是对生命安全的保障。书中提出的各种安全设计原则和措施，让我对机械产品的可靠性有了更深的认识。读完这本书，我感觉自己不仅学到了知识，更培养了一种严谨的设计思维和对工程负责的态度。

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这本书简直是一部机械设计的“百科全书”，内容之详实，讲解之透彻，让我叹为观止。我一直对工程学抱有浓厚的兴趣，但苦于没有一个好的入门途径。《机械设计基础》恰好填补了我的这一需求。书中从最基本的机械零件讲起，比如螺纹、键、销等等，然后逐步深入到更复杂的机构，如齿轮传动、连杆机构等。每个部分的讲解都极其详尽，不仅解释了原理，还涉及了材料的选择、强度计算、以及失效分析等关键环节。我尤其欣赏书中对于“效率”和“能耗”的重视，这不仅是技术的要求，更是对可持续发展的责任体现。书中提到的各种优化设计方法，让我看到了机械设计在节能环保方面的巨大潜力。读这本书，我感觉自己仿佛置身于一个巨大的机械世界，每一个零件都在诉说着自己的故事，每一个机构都在展现着生命的活力。这让我对工程师这个职业充满了敬意。

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