Metal-Polymer Nanocomposites pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:John Wiley & Sons Inc

作者:Nicolais, Luigi (EDT)/ Carotenuto, Gianfranco (EDT)

出品人:

页数:324

译者:

出版时间:2004-10

价格:425.00 元

装帧:HRD

isbn号码:9780471471318

丛书系列:

图书标签:

• Metal Nanoparticles
• Polymer Composites
• Nanocomposites
• Materials Science
• Nanotechnology
• Mechanical Properties
• Thermal Properties
• Electrical Properties
• Surface Modification
• Dispersion

好的，这是一本关于先进结构材料设计与性能调控的专业学术著作的详细图书简介，完全不涉及“Metal-Polymer Nanocomposites”的内容： --- 结构陶瓷与高熵合金的界面科学及极端环境服役行为研究 导言：面向下一代工程需求的材料前沿 当前，航空航天、核能、深空探测以及高性能计算等尖端领域对服役材料提出了前所未有的严苛要求。传统的单相或简单复合材料已难以满足这些极端条件下的热稳定性、抗辐照损伤、高比强度及尺寸稳定性需求。本书聚焦于复杂结构体系——特别是高性能陶瓷基复合材料（CMC）与高熵合金（HEA）——在极端温度、高能粒子辐照、高应力耦合作用下的界面行为、微观结构演化及其宏观性能的关联性，旨在为下一代关键战略材料的设计与应用提供坚实的理论基础和实验指导。 本书结构严谨，内容深入前沿，是材料科学家、结构工程师、以及相关专业高年级研究生和研究人员的案头必备参考书。 --- 第一部分：功能陶瓷与复合材料的微观结构调控 第一章：超高温陶瓷（UHTCs）的晶格缺陷工程与热物理性能 本章深入探讨了四硼化物（如 $ ext{ZrB}_2$, $ ext{HfB}_2$）和碳化物（如 $ ext{SiC}$, $ ext{HfC}$）在高温下的局域原子排布、点缺陷（空位、间隙原子）的形成能与迁移机制。重点分析了通过精确控制烧结气氛和添加稀土元素（如钇、镧）对晶界结构和电子态密度的影响，进而阐明这些微观变化如何精确调控材料的导热性、电导率以及在$2000^circ ext{C}$以上环境下的化学稳定性。特别关注了氧化动力学中固态扩散与气相传输的竞争模型。 第二章：纤维增强陶瓷基复合材料（CMCs）的增韧与断裂韧性提升 CMCs是实现轻量化、耐高温结构的关键。本章详细分析了不同纤维（如 $ ext{SiC}$ 纤维、碳纤维）与基体（如 $ ext{SiC}$, 氧化铝）之间的界面本征结合强度、润湿性以及界面涂层技术（如 $ ext{PyC/BN}$ 结构）。核心内容包括： 1. 界面滑移与裂纹偏转机制：通过分子动力学模拟预测了界面间隙和粘接能对裂纹扩展路径的影响。 2. 三维编织与短纤维铺层策略：探讨了复杂织物结构如何有效实现裂纹桥联和多次偏转，从而将脆性材料的断裂韧性（$K_{ ext{IC}}$）提升至传统陶瓷的数倍。 3. 热膨胀失配的残余应力分析：利用X射线衍射（XRD）和电子背散射衍射（EBSD）技术对不同温度下冷却过程中产生的残余应力分布进行定量化评估。 第三章：先进陶瓷粉体制备与致密化过程的动力学控制 本章聚焦于如何通过控制粉体的粒径分布、形貌以及烧结过程中的烧结动力学来实现高纯度、高致密度的结构陶瓷制造。详细阐述了： 1. 反应烧结与液相烧结：对比分析了不同烧结助剂（如 $ ext{Y}_2 ext{O}_3$）对液相粘度、晶粒长大的抑制作用，以及实现近理论密度的烧结路径。 2. 放电等离子烧结（SPS）的快速致密化：探讨了电场、高压电流在极短时间内诱导的快速晶粒生长抑制机制，以及对缺陷结构的控制效果。 --- 第二部分：高熵合金（HEAs）的构效关系与多尺度设计 第四章：高熵合金的设计原理、热力学稳定性和相变行为 高熵合金（HEAs）因其高混乱度（高熵效应）而展现出独特的性能。本章首先系统梳理了基于费米能级、 $Omega$ 参数、 $delta$ 参数等判据的单相（FCC/BCC）固溶体设计准则。 重点研究内容包括： 1. 非理想混合与局部有序：使用高分辨透射电镜（HRTEM）分析 $ ext{CrMnFeCoNi}$ 等体系中潜在的短程有序结构（如 $ ext{L1}_2$ 析出相）的形成能和对硬度的影响。 2. 准晶相与间金属相的控制：讨论了通过改变主族元素比例诱导不稳定性，实现高性能 $sigma$ 相或准晶相析出的相图调控策略。 第五章：高熵合金的塑性变形机理与叠层致密化 与传统合金不同，HEAs的塑性变形机制高度依赖于其复杂晶格结构。 1. 位错运动与高应力场：利用晶体塑性有限元（CPFEM）模拟了高熵组分导致的应力波动对位错源启动、交叉滑移及缠结行为的影响，解释了其超高屈服强度来源。 2. 孪晶诱发塑性（TWIP）与变形诱发相变（TRIP）效应：针对富含锰（Mn）的高熵体系，详细分析了孪晶的萌生速率、双晶界（DBE）的吸收能力，以及其在保证高强度的同时赋予的优异延展性。 3. 叠层致密化（Stacking Fault Energy, SFE）调控：量化了SFE对加工硬化率的指数级影响，并提出了利用成分调控SFE以优化深冲或高应变率成形性能的方案。 第六章：高熵合金在极端高温下的蠕变与断裂 高温环境是检验HEAs服役性能的关键。本章集中分析了在高温（$800^circ ext{C} sim 1200^circ ext{C}$）下HEAs的慢应变率响应。 1. 扩散蠕变与应力松弛：分析了体扩散、晶界扩散在不同微观结构（如晶粒尺寸、晶界杂质）下的控制作用，建立蠕变速率与应力指数的关系模型。 2. 高温脆性与界面稳定性：研究了高温下 $ ext{Ni}$-富集或 $ ext{Cr}$-富集区域的偏聚对晶界强度的弱化机制，并提出了通过微合金化来“钉扎”晶界、抑制高温脆性断裂的策略。 --- 第三部分：界面科学与多场耦合作用下的服役行为 第七章：辐照损伤机理与材料的抗辐照性能优化 在核反应堆和粒子加速器等环境中，高能粒子（中子、离子）的轰击是材料退化的主要原因。 1. 初级轰击事件（PKA）与缺陷簇的形成：利用蒙特卡洛模拟（如 $ ext{TRIDYN}$）确定不同能量粒子在陶瓷和合金中产生的能量沉积密度和初始空位-间隙对的产生效率。 2. 缺陷在晶界处的迁移与湮灭：通过第一性原理计算，评估了界面能垒对空位或 $ ext{He}$ 气泡在晶界处迁移、聚集形成空洞的速率影响。 3. 抗辐照晶粒细化与固溶强化：探讨了特定高熵合金中“熵效”如何降低辐照下缺陷的迁移率，从而有效抑制辐照引起的晶粒粗化。 第八章：热-机械-化学耦合作用下的材料失效模式 实际服役环境往往是多场耦合的复杂体系。 1. 热腐蚀与氧化行为：分析了超高温陶瓷在富硫、富氧气氛下，由于熔融产物形成薄膜导致的加速腐蚀机制，以及如何通过界面氧化物保护层（如 $ ext{SiO}_2$ 钝化层）来提高抗性。 2. 热震与循环载荷下的疲劳寿命预测：结合有限元分析（FEA）和损伤累积模型，评估了由快速升降温导致的循环热应力在陶瓷基体和纤维界面上的疲劳裂纹萌生与扩展。 --- 结论与展望 本书总结了在结构陶瓷和高熵合金领域取得的最新进展，并指出了未来研究的方向，包括：原位（in-situ）表征技术在极端条件下的应用、人工智能辅助下的材料设计（Materials Informatics）以及复杂梯度功能材料的制备新路径。我们相信，对这些先进结构材料界面科学的深刻理解，将是推动关键战略技术突破的基石。

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