激光加工技术及其应用 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:冶金工业

作者:刘其斌

出品人:

页数:208

译者:

出版时间:2007-8

价格:23.00元

装帧:

isbn号码:9787502443528

丛书系列:

图书标签:

• 12
• 激光加工
• 材料加工
• 制造技术
• 工业应用
• 激光技术
• 精密制造
• 表面处理
• 光电技术
• 先进制造
• 激光设备

现代材料科学与工程进展：连接基础理论与前沿应用的桥梁 （一部全面覆盖材料制备、结构表征、性能优化及新兴材料领域的权威参考书） --- 本书导言：材料创新的驱动力 在二十一世纪，人类社会的每一次重大飞跃——从信息技术的革命到能源结构的转型，再到生物医学的突破——都深刻依赖于新材料的发现与应用。传统材料的局限性日益凸显，驱动着科学界和工程界以前所未有的速度探索新的物质形态、结构设计和功能实现。本书《现代材料科学与工程进展》正是在这一宏大背景下应运而生，它并非聚焦于单一的制造或加工技术，而是旨在提供一个宏观、系统、深入的视角，审视当前材料科学与工程领域的基础理论、先进表征手段、以及新兴应用方向的最新动态与未来趋势。 本书的核心目标是构建一座坚实的桥梁，连接深奥的物理化学基础原理与复杂的工程实际应用需求。我们相信，深刻理解材料的微观结构与宏观性能之间的内在联系，是实现材料功能化和高性能化的关键。 --- 第一部分：材料科学的基础范式重构 (The Paradigm Shift in Materials Fundamentals) 本部分聚焦于材料科学的基石，探讨如何利用计算模拟和理论物理学的新工具，对传统的热力学、动力学和晶体学进行深化理解和拓展。 第一章：基于第一性原理的材料设计与预测 本章将详细阐述密度泛函理论（DFT）及其在预测新材料结构、电子态、相变和反应路径中的应用。重点讨论如何利用高通量计算方法（High-Throughput Screening）快速筛选具有特定电学、磁学或催化性能的候选材料。不同于传统的试错法，本章强调计算模拟在指导实验合成中的前瞻性作用。 第二章：非平衡态材料的动力学控制 材料的许多优异性能源于其处于非平衡态的微观结构。本章深入研究快速冷却、形变、化学气相沉积（CVD）等过程中，原子团簇的成核、生长与弛豫机制。讨论如何利用分子动力学模拟（MD）来解析这些超快过程中的能量传递与结构演化规律，尤其关注玻璃态物质和非晶态合金的构效关系。 第三章：缺陷工程与本征性能调控 材料性能往往由微小的缺陷（如空位、间隙原子、位错和晶界）决定。本章系统梳理了点缺陷、线缺陷和面缺陷的热力学稳定性、迁移率及其对材料机械强度、导电性和离子导电性的影响。重点讨论如何通过精确控制这些缺陷的浓度和分布，实现材料性能的定制化设计，例如在半导体掺杂和固体电解质中的应用。 --- 第二部分：先进材料的结构表征与表征技术前沿 (Advanced Characterization Techniques) 理解材料的“真实面貌”是实现性能优化的前提。本部分详尽阐述了当前最尖端的结构分析与性能测试技术，强调多尺度、原位、实时表征的重要性。 第四章：同步辐射与中子散射在材料研究中的突破 本章着重介绍了同步辐射光源（X射线）和中子源在研究复杂材料结构方面的独特优势。讨论如何利用高能X射线衍射（XRD/PDF）解析纳米材料的局部结构、小角散射（SAXS/SANS）研究软物质和复合材料的介观结构，以及原位X射线吸收谱（XAS）确定催化剂表面的电子态变化。 第五章：高分辨电子显微镜的集成化与智能化 介绍球差校正透射电子显微镜（STEM）在原子尺度成像上的最新进展，特别是同步采集高角度环形暗场像（HAADF）与电子能量损失谱（EELS）的能力。深入探讨如何利用机器学习算法处理海量图像数据，实现对晶格缺陷和界面结构的自动化识别与定量分析。 第六章：原位与动态性能测试平台 传统测试往往在宏观、静态条件下进行，无法反映材料在真实服役环境下的行为。本章聚焦于原位测试技术，包括在电化学池内进行的原位XRD、在拉伸/压缩环境下进行的实时原位TEM，以及在高温高压下对材料反应动力学的监测。强调这些方法如何揭示材料失效的临界机制。 --- 第三部分：前沿功能材料的系统构建与应用 (Frontier Functional Materials) 本部分将视角转向具体的材料体系，探讨如何根据应用需求，系统地设计和合成具有特定功能的新型材料。 第七章：能源转换与存储材料的创新 深入探讨下一代储能技术所需的关键材料。对于锂离子电池，关注固态电解质的界面阻抗问题、高镍正极材料的结构稳定性。在燃料电池领域，分析高效低铂催化剂的载体设计与表面反应机理。对于光伏材料，分析钙钛矿材料的缺陷钝化策略与长期稳定性挑战。 第八章：智能与自适应材料系统 本章涵盖了对环境刺激（如温度、光、电场、应力）做出响应的材料。详细介绍形状记忆合金、压电/焦电陶瓷以及相变高分子材料的工作原理。重点讨论如何通过引入复合结构或构建多级响应机制，实现对响应速度、精度和强度的协同优化。 第九章：先进结构复合材料与界面控制 探讨如何通过设计增强相（如纳米颗粒、碳纳米管、石墨烯片层）与基体（金属、陶瓷、聚合物）之间的界面，实现强度、韧性和轻量化的平衡。关注纤维增强复合材料（FRC）的微观损伤演化模型，以及层状结构设计在提高抗冲击性能中的作用。 第十章：生物兼容性与植入式材料 聚焦于材料与生命系统的交互。讨论生物惰性与生物活性材料的设计原则，包括对表面能、亲疏水性以及细胞粘附位点的精确调控。分析用于药物缓释系统（DDS）的高分子载体材料，及其在体内的降解动力学和生物安全性评估。 --- 第四部分：材料加工的数字化与过程控制 (Digitalization and Process Control) 本部分超越了材料本身的化学成分，关注如何通过精确的物理过程控制，将理论设计转化为实际可用的产品，并引入数字化和智能化制造理念。 第十一章：增材制造（3D打印）中的材料行为 探讨增材制造过程中，材料经历的极端热循环和快速凝固速率对最终组织结构的影响。分析金属激光熔融过程中的液滴飞溅、孔隙形成与残余应力累积的物理模型。讨论如何针对不同的打印技术（如SLM, EBM, DED）优化粉末特性与工艺参数。 第十二章：界面现象与表面工程的精密调控 详细分析薄膜沉积、表面改性和涂层技术（如PVD/CVD、原子层沉积ALD）。重点讨论ALD如何实现对厚度、形貌和化学组成的亚纳米级精确控制，这在微电子器件和高精度光学镀膜中至关重要。强调界面能和表面张力在控制薄膜生长模式（岛屿生长、层状生长）中的核心作用。 第十三章：材料工艺的数字化孪生与优化 介绍“数字孪生”（Digital Twin）概念在材料加工过程中的应用。如何整合实时传感器数据、有限元模拟和机器学习模型，建立对复杂加工过程（如轧制、锻造、烧结）的虚拟映射。讨论闭环控制系统如何根据在线监测结果，即时调整温度、压力或冷却速率，以确保最终产品的性能达标。 --- 结语：材料科学的未来展望 《现代材料科学与工程进展》力求以严谨的科学态度和前瞻的工程视野，为材料学、化学、物理学及相关工程领域的研究人员、工程师和高年级学生提供一本全面、深入且高度实用的参考书。我们相信，材料的未来在于跨学科的深度融合与对微观世界的极致掌控，本书正是为此目标而作的系统性总结与探索。 ---

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这本《激光加工技术及其应用》的书籍，实在是让人耳目一新。我原本以为这会是一本枯燥的技术手册，充满了复杂的公式和晦涩难懂的术语，没想到作者以一种近乎散文诗的笔调，将激光技术的原理娓娓道来。它不仅仅是罗列了各种加工方法，比如切割、焊接、打标，更深入地探讨了光与物质相互作用的微观机制。书中对不同波长激光与材料的耦合效应分析得极其透彻，让我这个非专业人士也能大致领会其背后的物理图像。尤其让我印象深刻的是，作者并未将重点停留在理论的堆砌上，而是花了大量篇幅去描绘激光在航空航天、精密仪器制造等前沿领域的实际应用场景。那些案例分析，图文并茂，清晰地展示了传统加工方式无法企及的精度和效率。它更像是一本引人入胜的科普读物，成功地架起了理论与实践之间的桥梁，让人在阅读过程中不断产生“原来如此”的顿悟感。

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这本书的版式设计和排版质量，绝对是专业书籍中的一股清流。很多技术书籍为了追求信息密度，往往牺牲了阅读的舒适度，文字拥挤，图表混乱不清。但《激光加工技术及其应用》显然在这方面下了大功夫。清晰的章节划分，恰到好处的留白，以及那些高分辨率的显微照片和工艺流程图，都极大地提升了阅读体验。我尤其喜欢它在介绍复杂概念时，穿插使用的那些手绘示意图，它们比生硬的CAD截图标注更能帮助大脑构建空间想象。阅读体验的优化，间接促成了知识的有效吸收。我发现自己可以长时间沉浸其中而不会感到视觉疲劳，这对于一本需要长时间研读的专业书籍来说，是一个巨大的加分项。它让学习不再是一项任务，而成为一种享受。

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我花了大约一个月的时间系统地阅读完此书，感觉自己的技术视野得到了极大的拓展，但这本书的价值远不止于此。它在“管理与安全”方面的论述，体现了一种高度的社会责任感。作者没有回避激光加工中常见的职业健康和环境安全问题，而是用大量的篇幅讲解了光束防护、辐射剂量控制、以及废弃物处理规范。这种将技术能力与工程伦理紧密结合的写作方式，在我看来，才是一流技术著作的标志。它提醒读者，掌握强大的技术力量，必须伴随着严谨的规范和对生命的敬畏。这本书的层次感，从最基础的光学原理，到前沿的应用创新，再到最后的职业安全规范，构成了一个完整而负责任的技术知识体系。

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说实话，我拿到这本书时，心里是带着一丝怀疑的，毕竟“技术及其应用”这个名字听起来太泛了。然而，深入阅读后，我发现这本书的深度远超我的预期。它在系统性上做得非常出色，从激光器的基本原理、光束整形技术，到后期的表面处理和增材制造，内容组织逻辑严密，层层递进。最让我赞赏的是其对“应用”的诠释，它不是简单地罗列设备型号和参数，而是深入剖析了特定工艺选择背后的工程哲学。例如，书中对飞秒激光在超快加工中如何有效抑制热影响区的讨论，分析得极其细致，对比了不同脉冲宽度对材料微观结构重构的影响。这种对细节的执着和对本质的探究，使得这本书不仅适合初学者入门，对资深工程师而言，也是一本极佳的查阅和反思工具书。它提供了一种看待和解决加工难题的全新视角。

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这本书给我最大的震撼是其前瞻性。市场上关于激光技术的书籍不少，但很多内容更新滞后，停留在成熟稳定但可能即将被淘汰的技术上。而这本书显然紧跟了行业发展的最前沿。它不仅详述了当前主流的CO2和光纤激光器技术，还专门辟出章节探讨了诸如碟片激光、皮秒/飞秒超快激光的应用拓展，甚至涉及到了量子级联激光在特殊传感领域的潜在价值。作者对未来十年激光技术的发展趋势有着精准的预判，这对于我们这些需要提前布局研发方向的工程师来说，简直是无价之宝。它提供的是一份“活的”技术地图，指引我们走向未来的高附加值领域，而不是固守昨日的成熟工艺。

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