Magnesium, Magnesium Alloys, and Magnesium Composites pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:

作者:Gupta, M.; Gupta, Manoj; Sharon, Nai Mui Ling

出品人:

页数:257

译者:

出版时间:2011-3

价格:954.00元

装帧:

isbn号码:9780470494172

丛书系列:

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• 英语
• 材料学
• 工程科学
• 镁
• 镁合金
• 镁复合材料
• 材料科学
• 金属材料
• 轻质材料
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• 复合材料
• 工程材料

《现代结构材料：从陶瓷到智能复合材料》 内容简介 本书系统而深入地探讨了现代工程领域中一类至关重要的结构材料——高性能陶瓷、先进金属间化合物以及功能性与智能复合材料。作为一本面向材料科学、机械工程、航空航天以及土木工程等领域的高年级本科生、研究生以及专业研究人员的综合性教材与参考手册，本书旨在提供对这些尖端材料的微观结构、宏观性能、制备工艺、力学行为以及实际应用的全面理解。 第一部分：高性能工程陶瓷的科学与技术 本部分专注于当前工业应用中不可或缺的氧化物、非氧化物以及复合陶瓷材料。 第一章：工程陶瓷基础 详细阐述了陶瓷材料的晶体结构特点、化学键合性质及其与宏观性能（如高硬度、高耐磨性、优异的耐腐蚀性）之间的内在联系。讨论了陶瓷的本征缺陷（点缺陷、位错、晶界）如何影响其机械和电学性能。重点分析了高温对陶瓷性能的影响，包括蠕变和相变敏感性。 第二章：先进结构陶瓷 深入研究了最具代表性的结构陶瓷，如氧化铝（Al₂O₃）、氧化锆（ZrO₂，特别是其增韧机制——相变增韧）、碳化硅（SiC）和氮化硅（Si₃N₄）。对SiC和Si₃N₄在高温下的抗氧化行为、热震性能进行了详尽的论述，并结合具体应用（如涡轮机叶片、耐火材料）分析了其设计考量。 第三章：陶瓷的制备与加工 覆盖了从粉体制备到最终成型的全过程。详细介绍了粉体制备技术（如溶胶-凝胶法、共沉淀法），成型技术（如干压、注浆成型、热压铸造）以及至关重要的烧结过程（液相烧结、固相烧结、反应烧结）。强调了孔隙率控制、晶粒尺寸调控对最终材料性能的决定性作用。 第二部分：金属间化合物与高温合金 本部分聚焦于那些在极端高温和高应力环境下展现出卓越性能的金属基材料。 第四章：金属间化合物的结构与特性 阐述了金属间化合物（Intermetallics）的定义、晶体结构（如L1₂、B2、TiAl结构）及其独特的化学键合特征。分析了金属间化合物的高比强度、优异的抗蠕变性能以及高温抗氧化性。同时，也探讨了它们普遍存在的脆性问题和实现室温韧化的技术途径，例如通过细化晶粒、引入第二相或改变化学计量比。重点讨论了镍基、钛基和铌基金属间化合物。 第五章：先进高温合金设计原理 系统介绍了镍基、钴基和铁基高温合金的设计哲学。深入剖析了第二相强化机制，特别是γ'相（Ni₃(Al, Ti)）在镍基单晶或定向凝固合金中的作用。讨论了晶界强化、固溶强化以及蠕变断裂的物理机制。对比了传统高温合金与新型高熵合金（HEA）在极端条件下的性能差异与发展潜力。 第三部分：先进复合材料的基体与界面工程 本部分转向复合材料领域，重点关注如何通过复合化手段突破单一材料的性能极限。 第六章：复合材料基础理论与纤维增强体系 回顾了复合材料的力学模型，包括混合律、复合材料板壳理论等。详尽分析了连续纤维增强复合材料的效率，特别是对各向异性材料的分析。深入探讨了碳纤维（CF）、芳纶纤维（AF）和玻璃纤维（GF）的性能特点、表面处理技术以及其在基体（聚合物、金属、陶瓷）中的有效负载和取向控制。 第七章：金属基复合材料（MMC）的制备与性能 详细介绍了金属基复合材料的制备技术，包括固态法（如粉末冶金、扩散连接）、液态法（如搅拌铸造、渗透法）以及原位法。重点分析了SiC颗粒增强铝基合金和碳化硅晶须增强镁基合金在比强度和刚度方面的提升效果。讨论了界面反应控制在防止基体与增强体之间形成脆性化合物中的关键作用。 第八章：陶瓷基复合材料（CMC）的韧化机制 陶瓷基复合材料是解决传统陶瓷脆性问题的关键技术。本章聚焦于CMC的结构设计，特别是纤维增强层状结构（如C/SiC、SiC/SiC）。深入剖析了增强纤维与基体之间的“弱界面”设计原理，解释了如何通过裂纹偏转、桥接和拉出机制实现优异的断裂韧性（KIC）和抗热震能力。 第四部分：功能化与智能材料 本部分涵盖了新兴的、具有感知和响应能力的材料系统。 第九章：智能结构材料与自适应系统 探讨了能够感知外部刺激（如温度、应力、电磁场）并产生相应物理或化学响应的材料。详细介绍了形状记忆合金（SMA）的马氏体相变机制及其在驱动器和传感器中的应用。讨论了压电材料（如PZT）和磁致伸缩材料（如Terfenol-D）在能量采集和主动减振中的最新进展。 第十章：先进复合材料的无损评估与服役行为 最后，本书讨论了如何确保这些复杂结构材料的长期可靠性。涵盖了超声波检测（UT）、声发射（AE）以及热成像等无损检测技术在识别复合材料内部缺陷（如分层、孔隙、纤维断裂）中的应用。分析了疲劳、蠕变和环境腐蚀在先进结构材料服役寿命预测中的作用，并介绍了损伤容限设计理念。 本书结构清晰，理论与工程实践相结合，配有大量详细的图表和案例分析，旨在为读者构建一个坚实的现代结构材料的知识框架。

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我拿到这本书的时候，首先被它严谨的学术风格所吸引。它不像一些科普读物那样轻松易懂，而是充满了方程式、图表和专业术语，这让我意识到这是一本为专业人士量身打造的参考书。我猜想书中会对镁合金的力学性能进行细致的剖析，包括屈服强度、抗拉强度、延伸率、硬度、疲劳强度以及断裂韧性等关键指标。我期望看到不同合金成分、热处理状态以及加工工艺对这些力学性能的影响机制的深入分析。例如，固溶处理、时效处理、退火等热处理过程是如何改变镁合金的微观组织，进而影响其宏观性能的，这应该是书中重点阐述的内容。对于镁合金的强化机制，书中可能会详细介绍固溶强化、沉淀强化、晶界强化以及位错强化等多种方式，并解释它们在不同合金体系中的作用程度。此外，疲劳性能是结构材料的关键性能指标之一，我希望书中能有关于镁合金疲劳寿命预测模型、影响疲劳寿命的微观因素以及提高疲劳性能的途径的讨论。对于断裂韧性，我期待看到裂纹扩展行为的分析，以及如何通过合金设计和加工工艺来改善镁合金的抗断裂能力。书中的图表质量应该也非常高，例如应力-应变曲线、疲劳裂纹扩展速率曲线、断口形貌照片等，这些都将是理解镁合金力学行为的重要依据。我想象书中还会包含一些关于镁合金在特定载荷条件下的行为分析，比如高温下的蠕变性能，以及在不同介质中的腐蚀行为，这些都是实际应用中不可忽视的因素。

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这本书的封面设计就有一种沉稳而专业的学术气息，厚重的纸张和清晰的排版预示着内容的深度。我一直对镁合金及其在轻量化材料领域的应用充满好奇，尤其是在航空航天和汽车工业日新月异的今天。这本书的出现，无疑为我打开了一扇通往镁合金世界的窗口。我设想它会详细介绍镁元素本身的性质，从其原子结构到在地壳中的丰度，再到其在冶金学中的基础地位。然后，它应该会循序渐进地进入镁合金的世界，可能从最基础的二元合金讲起，逐步深入到各种复杂的多元合金体系。我想象书中会有大量的相图分析，解释不同温度和成分下合金的相变行为，这对于理解合金的性能至关重要。此外，晶体学方面的讲解也不可或缺，镁的六方密排结构（HCP）是其独特性能的关键，书中应该会深入探讨HCP结构如何影响镁合金的塑性、强度和加工性能。我期待看到对各种常见镁合金牌号的详尽介绍，比如AZ系列、AM系列，以及可能存在的更先进的合金体系，例如含有稀土元素的镁合金，这些合金往往在耐高温性和耐腐蚀性方面有显著提升。这本书的价值，我认为不仅在于理论知识的传授，更在于其能否为实际应用提供指导。我希望能从中了解到不同镁合金的典型应用场景，比如哪些合金更适合用于制造汽车发动机罩，哪些又更适合用于航空器的结构件。同时，加工工艺的介绍也是我非常看重的部分。镁合金的加工性能与铝合金等传统材料有很大不同，书中应该会涵盖铸造、锻造、挤压、轧制等各种成形方法，并分析不同工艺对合金组织和性能的影响。特别地，对于镁合金的焊接和连接技术，我希望能有深入的探讨，因为这往往是限制其大规模应用的一个技术瓶颈。

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这本书的出版，在我看来，是对镁材料研究领域的一大贡献。它很可能涵盖了镁合金和镁基复合材料的最新研究进展和技术突破。我设想其中会有专门的章节，介绍近年来涌现出的新型镁合金，例如那些具有优异高温性能的镁合金，它们可能含有稀土元素、钇等，用于航空发动机等高温部件。书中还会对这些新型合金的显微组织、相组成以及各项性能进行详细分析，并探讨其潜在的应用前景。我期待看到关于镁合金的智能化设计和性能预测方面的研究进展。随着计算材料学的发展，通过模拟和数据分析来预测合金性能已经成为可能。书中可能会介绍相关的计算模型和方法，以及它们在镁合金开发中的应用。此外，对于镁基复合材料，我希望看到关于其先进制备技术和高性能化研究的最新成果。例如，纳米颗粒增强的镁基复合材料、梯度功能材料以及多尺度增强的镁基复合材料等。书中可能会介绍这些先进复合材料的独特性能优势，以及它们在高性能结构件、生物医学材料等领域的潜在应用。我希望书中能够引用最新的学术论文和专利信息，以体现其内容的“前沿性”。同时，我也会关注书中是否提及了镁合金在绿色制造和可持续发展方面的研究，例如如何降低能耗、减少污染，以及如何实现镁合金的回收利用。

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这本书的出版，在我看来，将填补一个重要的知识空白，尤其是关于镁基复合材料的实际应用方面。我设想书中会有专门的章节，详细介绍镁基复合材料的失效机理。任何材料在实际应用中都有其局限性，了解材料的失效模式对于优化设计和延长使用寿命至关重要。我希望书中能够深入分析镁基复合材料在各种载荷条件下的失效模式，例如拉伸断裂、压缩屈曲、疲劳断裂、冲击损伤以及界面脱粘等。书中应该会详细阐述增强体、基体以及界面之间的相互作用如何影响复合材料的失效过程。例如，增强体断裂、基体开裂、界面裂纹扩展以及增强体与基体之间的脱粘等。我期待看到关于如何通过材料设计和工艺优化来提高镁基复合材料的抗失效能力的研究。例如，如何选择合适的增强体和基体材料，以及如何优化界面结合，以提高复合材料的韧性和抗疲劳性能。书中可能会引用大量的实验数据和失效分析结果，来直观地展示不同失效模式。此外，我也希望书中能提及镁基复合材料在高温、低温以及腐蚀环境下失效行为的分析，这些都是实际应用中不可忽视的因素。

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这本书的篇幅，让我猜测它的内容会非常详尽，可能涵盖镁及其合金和复合材料的方方面面。我尤其关注镁合金的焊接性能。镁合金由于其高活性和低熔点，焊接起来比铝合金更具挑战性。我希望书中能够详细介绍各种镁合金的焊接方法，如钨极惰性气体保护焊（TIG）、熔化极惰性气体保护焊（MIG）、激光焊以及电阻焊等，并分析不同焊接方法对镁合金组织和性能的影响。书中应该会详细阐述镁合金焊接过程中容易出现的问题，例如气孔、裂纹、烧穿以及氧化夹渣等，并提供相应的解决方案。我期待看到关于镁合金焊接接头区域的显微组织演变过程的分析，例如热影响区的晶粒粗化、焊缝区域的相变以及气孔的形成机制。书中可能会提供一些关于焊接工艺参数优化，如焊接速度、电流、电压、气体保护流量以及焊丝选择等，以获得高质量的焊接接头。此外，我希望书中能够提及镁合金焊接接头的力学性能测试，例如拉伸强度、弯曲性能以及疲劳性能，并与母材的性能进行对比。对于镁基复合材料，我希望能看到关于其焊接性能的特殊讨论，因为增强体和基体之间的界面可能会在焊接过程中发生变化，影响接头的性能。

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我拿到这本书的厚度和内容简介，就觉得它是一本系统性很强的学术专著。对于研究者而言，它应该是一个宝库。我预想书中会对镁合金的微观组织进行深入的剖析。镁合金的微观结构，例如晶粒尺寸、晶界特征、第二相粒子分布以及位错结构等，对其宏观性能有着决定性的影响。我希望书中能够详细介绍表征镁合金微观结构的各种技术，如光学显微镜、扫描电子显微镜（SEM）、透射电子显微镜（TEM）、X射线衍射（XRD）以及电子背散射衍射（EBSD）等，并展示不同技术下获得的微观组织图像。书中应该会重点分析晶粒细化技术如何提高镁合金的强度和塑性，以及晶界强化机制的作用。我期待看到关于镁合金中第二相粒子（如Mg_17_Al_12等）的形成、分布和形态对其性能的影响的深入讨论。例如，如何通过合金化和热处理来控制第二相粒子的尺寸和分布，以优化镁合金的力学性能。此外，我希望书中能够介绍镁合金在变形过程中，例如在拉伸或压缩载荷下，位错运动和形核行为的微观机制。对于镁基复合材料，我期待看到关于增强体与基体界面区域微观组织特征的详细描述，以及这些界面结构如何影响复合材料的力学行为。

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从书名来看，这本书的定位应该是比较高端的，可能是作为学术研究的参考书。我预计它会非常深入地探讨镁合金的凝固过程。镁合金在凝固过程中，其组织形成与最终的宏观性能密切相关。我希望书中能够详细介绍镁合金的凝固理论，包括形核、长大以及枝晶生长等基本过程。我期待看到关于不同镁合金成分对凝固行为的影响的分析，例如合金元素的加入如何改变熔点、潜热以及共晶转变等。书中应该会详细介绍镁合金铸造过程中遇到的凝固缺陷，如缩松、气孔、夹杂以及晶粒粗化等，并分析这些缺陷的形成机理。我希望书中能够提供关于如何通过控制凝固过程来改善镁合金组织和性能的方法，例如快速凝固技术、定向凝固技术以及晶粒细化技术等。对于镁基复合材料，我期待看到关于其凝固过程的特殊讨论，例如增强体在凝固过程中的行为，如沉降、浮升以及界面反应等。书中可能会介绍如何通过控制凝固过程来优化增强体在基体中的分布和界面结合，以获得高性能的复合材料。此外，我希望书中能够提及镁合金凝固过程的数值模拟方法，以帮助工程师更好地理解和控制凝固过程。

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这本书的标题就点明了其核心内容，我个人对镁合金的加工性能一直充满疑问。相比于铝合金，镁合金的加工窗口似乎更窄，而且容易出现各种缺陷。我希望这本书能够详细阐述镁合金的加工工艺，特别是其在塑性加工过程中的行为。我猜想书中会深入探讨镁合金在铸造方面的各种技术，包括砂型铸造、金属型铸造、压铸等，并分析不同铸造工艺对镁合金组织和性能的影响。对于压铸而言，镁合金因其低熔点和良好的流动性而具有优势，书中应该会详细介绍压铸过程中涉及到的模具设计、浇注系统、压力控制以及冷却速度等关键参数。我希望书中能够解释为何镁合金在压铸过程中容易产生气孔和缩松，以及如何通过优化工艺参数来减少这些缺陷。除了铸造，我更关心镁合金的塑性加工，例如挤压和轧制。镁合金的加工温度相对较高，并且在高温下容易氧化和发生晶粒粗化。书中应该会详细介绍镁合金在热挤压和热轧过程中的变形机制，以及如何通过控制温度、应变速率和变形量来获得所需的组织和性能。我期望看到关于镁合金在高温加工过程中可能出现的加工硬化、动态回复和动态再结晶等现象的解释。此外，镁合金的锻造性能也是一个重要的研究方向，书中应该会介绍冷锻、温锻和热锻等工艺，并分析它们对镁合金微观结构和宏观性能的影响。我希望书中能够提供一些关于镁合金加工变形的数值模拟方法，以帮助工程师更好地理解和优化加工过程。

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这本书的章节设置，从封面上给我的感觉是逻辑性很强，由浅入深。我推测它会从基础的镁元素介绍开始，然后逐步深入到镁合金的各个方面。其中，我尤其感兴趣的是关于镁基复合材料的部分。复合材料凭借其优异的比强度和比刚度，在现代材料科学中占据着越来越重要的地位。我希望书中能够详细介绍镁基复合材料的制备技术，例如将陶瓷纤维（如碳纤维、氧化铝纤维、碳化硅纤维）或颗粒（如碳化硅颗粒、氧化铝颗粒）引入镁基体中，以及这些增强体如何通过界面相、尺寸效应等机制来提高镁合金的综合性能。我期待看到关于不同类型增强体与镁基体之间的界面结合情况的讨论，因为界面是决定复合材料性能的关键。书中可能会介绍各种增强体的特性，以及它们对镁基体合金力学性能、热学性能以及耐磨性能的影响。例如，碳纤维增强镁合金通常具有极高的比强度和比刚度，非常适合用于航空航天结构件。而碳化硅颗粒增强镁合金则可能在耐磨性和硬度方面表现出色。我希望书中能够对不同增强体在镁基体中的分散均匀性、取向控制以及界面反应进行深入的分析。此外，制备工艺也是复合材料研究的重要环节，我希望书中能够涵盖粉末冶金法、熔渗法、挤压法等多种制备技术，并分析它们各自的优缺点以及对复合材料性能的影响。对于镁基复合材料的性能表征，我期待看到相关的测试方法和数据，例如拉伸试验、弯曲试验、冲击试验以及疲劳试验等，以及如何通过这些测试来评估复合材料的性能。

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我一直觉得镁元素在自然界中虽然丰富，但作为结构材料的应用却相对小众，这其中肯定有其独特的原因和挑战。这本书，我预想会从根本上解答这些疑问。它应该会对镁合金的耐腐蚀性进行深入的探讨。我猜想书中会详细介绍镁合金在不同腐蚀介质中的腐蚀机理，包括电化学腐蚀、缝隙腐蚀、点蚀以及应力腐蚀开裂等。镁的电化学电位非常低，使其成为一种活泼的金属，容易发生氧化腐蚀。书中应该会详细分析镁合金阳极腐蚀过程中发生的电化学反应，以及合金元素和杂质对腐蚀行为的影响。我期待看到关于镁合金表面处理技术和防护措施的介绍，比如钝化处理、阳极氧化、有机涂层、金属涂层等，以及这些防护措施在提高镁合金耐腐蚀性方面的有效性。书中可能会引用大量的实验数据和腐蚀曲线，来直观地展示不同镁合金在不同环境下的腐蚀速率。此外，我也希望书中能提及镁合金在海洋环境、工业大气环境以及接触性腐蚀等特定应用场景下的腐蚀行为分析。对于镁基复合材料，我希望能看到关于其耐腐蚀性的特殊讨论，因为增强体和基体之间的界面可能成为腐蚀的薄弱环节。书中可能会介绍如何通过优化界面设计和表面处理来提高镁基复合材料的耐腐蚀性能。

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