材料科学和工程研究进展 第1集PDF电子书下载

第1篇 凝固 1

1 单相合金的胞／枝晶列生长 1

1.1 引言 1

1.2 枝晶列的二种生长形貌 2

1.3 枝晶间距选择机制 4

1.4 枝晶列生长理论模拟 8

1.5 结论 11

参考文献 12

2 共晶凝固 13

2.1 层状共晶的JH模型 13

2.2 层状共晶的自适应(真实)解 16

2.3 共晶生长中的层错 25

2.4 非规则共晶 27

参考文献 28

3.1 引言 30

3 凝固过程中的相(组织)选择 30

3.2 共晶凝固过程中的相选择——共晶区域 31

3.3 包晶凝固过程中的相选择 34

3.4 结论 37

参考文献 37

4 凝固过程中的偏析 39

4.1 偏析及其类型 39

4.2 微观偏析 40

4.3 宏观偏析 41

参考文献 53

5 多元合金凝固与微观组织模拟 55

5.1 引言 55

5.2 多元相图与凝固动力学结合的方法 56

参考文献 65

6 凝固过程中的颗粒的再分布 67

6.1 引言 67

6.2 基本方程 67

6.3 颗粒推斥(或捕捉) 72

6.4 应用 78

第1篇符号表 78

参考文献 79

第2篇 传输现象 82

1 概述 82

2 传输现象的基本概念及输运方程 82

2.1 传输现象的基本概念 82

2.2 输运方程 97

2.3 湍流问题简述 103

2.4 输运方程的求解 104

3 多相传输现象 105

3.1 多相传输的基本概念及特点 105

3.2 多相输运的基本方程 110

4 多孔介质内部的传输现象 118

4.1 多孔介质内的动量传输 118

4.2 多孔介质内的热量传输 120

4.3 多孔介质内的质量传输 122

5 数值模拟在传输现象中的应用 125

5.1 基本方程的离散化方法 125

6 传输原理的工程应用 130

6.1 动量传输在材料工程中的应用 130

6.2 热量传输在材料工程中的应用 135

6.3 质量传输在材料工程中的应用 141

7 小结 144

第2篇 符号表 144

参考文献 147

第3篇 复合材料的界面 150

1 界面反应影响金属／陶瓷润湿性的理论研究 150

1.1 引言 150

1.2 界面反应自由能润湿理论 151

1.3 界面反应产物润湿理论 155

1.4 陶瓷体积变化准则 157

1.5 界面反应润湿新模型 158

2.1 合金元素对Al／Al2O3界面润湿性的影响 160

2 合金元素对铝／陶瓷界面润湿性的影响 160

2.2 合金元素对Al／SiC界面润湿性的影响 164

3 Al／SiC界面的结合机制 168

3.1 Al／SiC直接结合机制 168

3.2 Al／SiC界面反应结合机制 171

4 氧化铝膜对铝基复合材料润湿行为的影响 179

4.1 铝基复合材料中氧化铝膜的破裂机制研究 180

4.2 氧化铝膜对Al／增强相体系接触角的影响 183

4.3 氧化铝膜对润湿动力学的影响研究 187

5　Al／SiC复合材料中的SiO2层 190

5.1 SiC表面SiO2的研究 190

5.2 纯Al／SiC复合材料中SiO2层的作用及机理 192

5.3 铝合金／SiC复合材料中SiO2层的作用及机理 195

6 小结 197

参考文献 199

1 概述 207

第4篇 表面科学研究技术 207

2 低能电子衍射技术(LEED) 210

2.1 原理及简介 210

2.2 LEED技术对超高真空的要求 210

2.3 LEED中的一些重要概念 212

2.4 LEED的仪器组成 214

2.5　LEED应用简介 215

2.6 反射高能电子衍射技术(RHEED) 216

3.1 光电效应理论 217

3 光电子能谱(XPS-UPS) 217

3.2 光电子能谱的一些基本概念 219

3.3　光电能谱仪 221

3.4 光电子能谱在表面分析中的应用 222

3.5 表面扩展X射线吸收精细结构(SEXAFS)方法 226

4 俄歇电子能谱(AES) 227

4.1 AES简介 227

4.2 俄歇能谱仪及组成简介 228

4.3 俄歇能谱仪的图谱解析及应用 230

5 AES与XPS的比较 232

6 SEELFS与SEXAFS的比较 233

7 程序升温热解脱附谱(TPD) 233

7.1 TPD简介 233

7.2 仪器 235

7.3 TPD的应用 236

8 二次离子质谱(SZMS) 237

8.1 SZMS简介 237

8.2　重要实验的参数 237

8.3 SZMS机制简介 238

8.4　SSZMS仪器组成 239

8.5 SSZMS的应用 240

9 扫描探测显微镜(SPM) 242

9.1 STM简介 242

9.2 STM的设计与仪器介绍 246

9.3 STM的取像方式 247

9.4 原子力场显微镜(AFM) 248

9.5 STM与AFM的应用 250

10 小结 252

参考文献 253

附:英文缩写译义 255

第5篇 摩擦与磨损 256

1 摩擦 257

1.1 摩擦的定义和分类 257

1.2 摩擦理论 258

1.3 影响摩擦的因素 261

2 磨损 265

2.1 磨损的定义和分类 265

2.2 磨损的评定 266

2.3 粘着磨损 267

2.4 磨料磨损 275

2.5 其它磨损类型 287

3 提高材料耐磨性的方法和途径 290

3.1 耐磨材料 291

3.2 表面强化 301

4 小结 316

参考文献 317

第6篇 现代成型技术 321

1 净形薄带连续铸造 321

1.1 发展历史 321

1.2 薄带连续铸造技术 324

1.3 存在的问题 328

1.4 数学模型的研究 337

2 快速原型制造技术 344

2.1 引言 344

2.2 快速原型制造原理与分类 347

2.3 快速原型制造工艺及设备 348

2.4 影响快速成型技术发展的主要技术因素 358

2.5 应用 360

2.6 快速模具制造 363

3.1 引言 367

3 激光焊接熔深的闭环控制 367

3.2 激光焊接的研究现状 368

3.3 激光焊接信号检测研究系统 376

参考文献 390

第7篇 焊接工艺的研究进展及其在新材料焊接中的应用 395

1 概述 395

2 焊接方法及原理 396

3 现代工程中焊接工艺的研究与进展 400

4 焊接在新兴领域的应用 418

5 小结 428

参考文献 429

第8篇 非晶态合金和纳晶材料的制造工艺与研究进展 434

1 概述 434

2 制造工艺 435

2.1 快速凝固技术(RSP) 436

2.2　高能球磨技术 446

3.1 引言 451

3 金属非晶合金的设计 451

3.2 热力学和动力学理论的基本概念介绍 452

3.3 玻璃化形成能力 461

3.4 机械合金化过程中玻璃化形成的成份区间 464

4 大尺寸典型非晶态合金的研究进展 467

4.1 块状Pe基非晶合金系统 468

4.2 锆基块状非晶合金 474

5 小结 477

参考文献 477

第9篇 耐火钢 485

1 概述 485

2 原理 487

2.1 强度损失机理 487

2.2 成分对高温强度的作用 489

2.3 形变热加工 491

2.4 蠕变 492

2.5 微组织 493

2.6 结构力学因素 497

3 一般结构钢的微组织与性能 500

3.1 微组织 500

3.2 力学性能 502

4 日本耐火钢的微组织与性能 506

4.1 微组织 506

4.2　力学性能 514

5 耐火钢设计 521

5.1 智能钢 522

5.2 固溶钢 523

5.3 性能指标 524

5.4 微组织 524

5.5 成分 530

5.6 工艺参数 532

5.7 试验钢的微组织 533

参考文献 534

1 概述 540

第10篇 燃气汽车气瓶的研究进展 540

2 燃气汽车的国内外发展简况 542

3 CNGV(压缩天然气汽车)气瓶的研究和发展概况 544

4 CNGV气瓶的重要标准体系 546

5 对CNGV气瓶的主要性能要求 547

5.1 CNGV气瓶的设计要求 548

5.2 气瓶的开口 551

5.3 对气瓶材料的要求 551

5.4 CNGV气瓶的种类、工艺和比较 555

5.5 CNGN气瓶的使用条件 561

5.6 CNGV气瓶的资质认证试验 563

5.7 全复合材料容器的性能试验结果 564

5.8 CNGV复合材料高压气瓶的应用实践 571

6　CNGV气瓶的失效与预防 572

6.1 CNGV气瓶的失效模式 573

6.2 CNGV气瓶失效的统计分析 573

6.3 全金属CNGV气瓶和复合材料气瓶的失效原因和预防 576

7 气瓶安全分类 577

8 总结 582

参考文献 583

第11篇 汽车结构材料的研究进展和建立有关数据库的重要性 586

1 材料——现代科学和工业技术发展的基础 586

2 材料在汽车工业发展中的重要作用 587

3 材料在我国汽车工业引进技术国产化中的作用 588

4 汽车结构材料现状和研究进展 589

4.1 汽车冲压板材和高强度焊接钢板 590

4.2 矿用汽车用高强度钢板 599

4.3 开发廉价和节能的合金结构钢 609

4.4 扩大各类铸铁的应用 617

4.5 金属基复合材料 618

4.6 工程塑料及树脂基复合材料 620

5 建立合金设计数据库,利用计算机技术设计新材料 622

6 建立材料工艺性能数据库,利用计算机模拟和控制材料与构件的强化及加工过程 622

7 建立材料力学性能数据库充分发挥CAD/CAE/CAM等计算机技术在汽车设计加工和车身更新换代中的作用 624

8 建立失效分析数据库,提高我国汽车零件制造工艺水平,延长其使用寿命 625

9 结论 626

参考文献 627

第12篇 英国新材料与工艺研究近况 629

1 概述 629

2 促进修补人体器官组织的活性生物材料 632

3 材料表面工程 638

3.1 激光表面处理 639

3.2 热喷涂 642

3.3 离子注入 645

3.4 真空表面处理 646

4 复合材料 648

5 英国传统材料研究近况 652

5.1 细小晶粒金属材料 653

5.2 材料中的微织构 654

5.3 多相合金的预测模拟 654

5.6 铸造 655

5.4 陶瓷与金属粉末加工 655

5.5 锻压与薄板金属成形的加工过程及产品模拟 655

参考文献 656

第13篇 用高新技术改造传统材料 659

1 概述 659

2 材料——驱动经济进入21世纪的三人工业之一 661

3 高新技术改造传统材料 664

3.1 钢铁材料制造技术的变革 664

3.3 铁型覆砂制球铁曲轴和轿车用球铁转向节 667

3.4 剪裁拚焊汽车冲压件毛坯(Tailored Blancks) 669

3.5 先进的工艺材料——专配淬火介质 669

3.6 金属内衬复合材料局部增强的压缩天然气汽车的气瓶 670

4 结论 672

参考文献 672

附录A 英国贝尔法斯特女皇大学简介 674

附录B 重庆新材料工程中心简介 675

附录C 海森公司简介 677