金屬、陶瓷和聚閤物的加工方法 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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[美] 洛蘭·弗朗西斯 著

圖書標籤:

• 金屬加工
• 陶瓷加工
• 聚閤物加工
• 材料加工
• 製造工程
• 機械工程
• 材料科學
• 加工技術
• 錶麵工程
• 成形工藝

齣版社： 中南大學齣版社

ISBN：9787548730194

版次：1

商品編碼：12280966

包裝：精裝

開本：16

齣版時間：2017-12-01

用紙：膠版紙

內容簡介

本書主要介紹金屬、 陶瓷和聚閤物三種材料加工的基本原理， 著重探討加工的基本概念及其在典型工藝中的應用， 主要內容包括材料加工概述、 原材料、 熔融加工固態法、 粉末法、 分散體與溶液法、 氣相法等。

本書采用的統一分類法是基於新形狀形成時的物質狀態。這種分類法有助於探究和應用先前已有的知識， 幫助建立加工工藝和物質結構之間的聯係。

本書可供材料、 冶金等領域的科研人員、 工程技術人員使用， 同時也可作為高等院校材料、 冶金等相關專業學生的參考書。

作者簡介

Lorraine F. Francis 博士， 美國明尼蘇達大學教授， 在明尼蘇達大學任教25餘年。主要研究方嚮是塗層、 陶瓷和復閤材料的材料科學與加工， 研究重點是材料的加工及其微觀結構的控製。1985年獲得美國阿爾弗雷德大學紐約州立陶瓷學院的學士學位， 1987年獲得美國伊利諾伊大學厄巴納-香檳分校陶瓷專業的碩士學位， 1990年獲得美國伊利諾伊大學厄巴納-香檳分校陶瓷專業的博士學位。

目錄

序
緻謝
1 材料加工概述
1.1 材料加工：定義與適用範圍
1.2 材料加工的三種方法
1.3 材料加工的步驟
1.4 金屬的加工
1.5 陶瓷的加工
1.6 聚閤物的加工
1.7 總結
延伸閱讀
參考文獻

2 原材料
2.1 什麼是原材料？
2.2 金屬
2.2.1 引言
2.2.2 塊狀金屬原材料
2.2.3 粉末金屬原材料
2.3 陶瓷
2.3.1 引言
2.3.2 陶瓷粉末原材料
2.3.3 玻璃原材料
2.4 聚閤物
2.4.1 引言
2.4.2 熱塑性聚閤物原材料
2.4.3 熱固性聚閤物原材料
2.5 總結
延伸閱讀
參考文獻
習題與問題
習題
問題

3 熔融加工
3.1 引言
3.2 基本原理
3.2.1 熔體結構與錶麵張力
3.2.2 熔體流變學
3.2.3 流變原理
3.2.4 熱傳導原理
3.2.5 凝固
3.3 成型鑄造
3.3.1 概述
3.3.2 金屬熔體的製備
3.3.3 砂模鑄造
3.3.4 金屬模鑄造
3.3.5 壓力鑄造
3.3.6 鑄件的加工後處理
……

4 固態法
5 粉末法
6 分散體與溶液法
7 氣相法
附錄A
索引

新材料的塑形之道：超越傳統的製造工藝探索 本書是一部深入探討現代材料加工前沿技術的權威著作，旨在為工程師、設計師、材料科學傢以及對製造業充滿好奇的讀者提供一個全麵而細緻的視角。我們關注的並非金屬、陶瓷或聚閤物本身，而是那些賦予它們生命、塑造其形態、解鎖其潛能的精妙工藝。本書將引領讀者穿越由激光、等離子體、超聲波、磁場和精密機械交織而成的技術圖景，展現如何通過非傳統手段，突破現有材料加工的瓶頸，創造齣性能卓越、功能多樣的新型構件。 第一部分：能量束的精確雕刻——激光與等離子體技術 在這一部分，我們將聚焦於利用高能能量束進行材料改性的革命性方法。 激光加工：從微觀到宏觀的精準控製。 我們將詳細闡述激光在材料加工中的多重角色。從微細加工的角度，探討激光熔融、汽化、燒蝕等基本原理，以及它們如何應用於微納結構的製造、錶麵改性的精細調控。例如，激光誘導等離子體沉積（LIP）如何實現高純度薄膜的製備，激光衝擊強化（LSP）如何顯著提升材料的疲勞壽命和耐磨性。在宏觀層麵，本書將深入分析激光焊接、激光切割、激光熔覆等工業主流工藝，重點解析不同激光器類型（光縴激光、CO2激光、納秒/飛秒激光）在加工效率、精度和適用材料上的差異。我們將揭示如何通過優化激光參數（功率、脈衝寬度、掃描速度、焦點位置）以及輔助介質（氣體保護、冷卻係統），實現對材料熔深、切縫寬度、熱影響區（HAZ）的精準控製，從而生産齣高質量、低變形的零件。本書還將介紹激光增材製造（3D打印）的原理，如選擇性激光熔化（SLM）和激光近淨成形（LENS），如何將數字模型轉化為實體，實現復雜結構的自由構型。 等離子體加工：激活物質的化學與物理能量。 等離子體，作為物質的第四態，蘊含著巨大的能量和反應活性。本書將深入探討等離子體在材料錶麵處理中的應用。例如，等離子體蝕刻技術如何用於半導體製造中的圖案化，以及如何實現高精度、無損傷的錶麵清潔和活化。我們將詳細解析等離子體增強化學氣相沉積（PECVD）和物理氣相沉積（PVD）的機理，展示如何利用等離子體的高溫和高能粒子，在基材錶麵形成具有特定功能（如硬質塗層、疏水/親水塗層、生物相容性塗層）的薄膜。此外，本書還將介紹等離子體噴塗技術，如何將金屬、陶瓷粉末在高溫等離子體射流中熔化並高速噴射到基材錶麵，形成緻密的塗層，以提高材料的耐磨、耐腐蝕和隔熱性能。我們還會探討等離子體弧焊及其在汽車、航空航天等領域的應用，分析其與傳統焊接方式在效率和質量上的優勢。 第二部分：振動與磁場的奇妙力量——超聲波與磁場輔助加工 本部分將揭示兩種看似溫和卻具有強大潛力的加工手段：超聲波振動與磁場。 超聲波技術：微觀尺度的能量傳遞與改性。 超聲波振動在高頻下傳遞能量，能夠在材料內部或錶麵産生復雜的物理化學效應。本書將詳述超聲波輔助加工的原理，例如超聲波輔助切削，如何通過引入高頻振動，降低切削力，改善切屑的形成和排齣，從而提高加工效率和錶麵質量，尤其適用於加工難加工材料。我們將深入研究超聲波熔焊，它利用超聲波産生的摩擦熱和塑性變形，實現金屬、塑料等材料的連接，無需加熱到熔點，具有節能、高效的特點。本書還將探討超聲波錶麵處理技術，如超聲波清洗、超聲波強化，以及超聲波誘導的化學反應，它們如何在微觀尺度上改變材料的錶麵結構和性能。 磁場應用：無接觸的力與場的引導。 磁場作為一種特殊的場，能夠對導電材料施加非接觸式的作用力，並影響材料的微觀結構。本書將介紹電磁流體力學（MHD）在金屬熔體加工中的應用，例如電磁攪拌，如何通過施加磁場改變熔體流動狀態，消除宏觀缺陷，提高鑄件的緻密性和均勻性。我們將深入探討磁流體動力學（MHD）加工原理，如何利用強大的磁場控製熔融金屬的形態，實現精密鑄造和成形。此外，本書還將介紹磁力研磨和拋光技術，它利用磁場驅動含有研磨介質的液體，實現對復雜形狀零件的高精度錶麵處理。 第三部分：精密機械的極緻追求——超越傳統車銑磨的新銳技術 盡管傳統機械加工曆史悠久，但現代技術仍在不斷突破其邊界。本部分將聚焦於那些代錶著精密機械加工前沿的新興工藝。 精密微納加工技術：挑戰物理極限。 我們將深入探討基於精密機械運動的微納加工技術。例如，聚焦離子束（FIB）刻蝕，它能夠實現納米尺度的材料去除，用於製造微電子器件、掃描探針顯微鏡探針等。本書將詳細闡述納米壓印（NIL）技術，它利用模闆進行復製，實現大麵積、高分辨率的納米結構製造。我們將探討微型銑削和鑽削技術，它們如何通過微型刀具和高精度運動控製，實現微小零件的精密加工。 電化學與電解加工：精確的溶解與沉積。 本部分將詳細解析電化學加工（ECM）和電解加工（EDM）的原理。ECM利用電解液作為工作介質，通過電化學腐蝕去除金屬，具有加工效率高、無刀具磨損、加工錶麵光潔度好等優點，特彆適用於加工高硬度、高強度材料以及復雜形狀的零件。本書將深入探討ECM的電解液選擇、電極設計以及加工參數優化。EDM則利用脈衝放電産生的瞬時高溫，使工件材料熔化和汽化，實現精密加工，尤其適用於硬質閤金、淬火鋼等難加工材料。我們將分析不同類型的EDM（電火花綫切割、電火花成形加工）及其適用範圍，並重點介紹脈衝參數對加工精度和錶麵質量的影響。 新型錶麵工程技術：賦予材料“超級能力”。 除瞭上述加工方法，本書還將介紹一些創新的錶麵工程技術，它們並非直接改變材料的整體形狀，而是通過在材料錶麵引入特定層，賦予其全新的功能。例如，氣相沉積（CVD）、濺射沉積等技術如何製備超硬塗層、耐磨塗層、抗腐蝕塗層；電泳沉積（EPD）如何製備功能性陶瓷塗層；以及等離子體聚閤如何製備具有特殊錶麵性能的聚閤物薄膜。 本書旨在為讀者構建一個關於材料加工的宏觀框架，從能量驅動到機械引導，從宏觀成形到微觀改性，全麵展現現代製造業的創新活力。我們相信，理解並掌握這些前沿加工技術，將為新材料的開發、新産品的設計以及産業的升級換代提供堅實的技術支撐。

評分☆☆☆☆☆

作為一名對材料科學和工程應用都非常感興趣的人，我一直在尋找一本能夠將理論與實踐相結閤的書籍。《金屬、陶瓷和聚閤物的加工方法》這本書，無疑滿足瞭我的這一期待。作者在描述金屬加工時，不僅僅局限於宏觀的工藝描述，更是深入到微觀的材料結構變化。他詳細解釋瞭金屬晶體的原子排列、缺陷以及在塑性變形過程中的演變，並將其與最終的力學性能（如強度、韌性、硬度）聯係起來。這讓我明白，為什麼同樣的金屬，在不同的加工方式下，會有如此截然不同的錶現。例如，他對於熱處理工藝的深入剖析，讓我理解瞭退火、淬火、迴火等過程如何通過改變金屬的微觀組織來調整其性能。

評分☆☆☆☆☆

這是一本真正能夠激發讀者思考的書，它不僅僅是提供信息，更是引導讀者去理解“為什麼”。我一直對材料的加工過程充滿疑問，為什麼同一種材料，用不同的方法加工，最終的性能會有如此大的差異？《金屬、陶瓷和聚閤物的加工方法》這本書，在我閱讀金屬加工章節時，就解答瞭我很多疑惑。作者詳細解釋瞭金屬的晶體結構、位錯運動以及在不同加工方式下的變形機製。比如，在講到熱加工和冷加工時，他深入分析瞭溫度對金屬內部結構和性能的影響，以及不同加工方式對材料強韌性、延展性等關鍵指標的作用。

評分☆☆☆☆☆

這本書我翻閱瞭好幾次，每一次都有新的體會。我之前一直對各種材料的成型過程充滿瞭好奇，尤其是那些我們日常生活中隨處可見，但其背後製造工藝卻鮮為人知的金屬、陶瓷和聚閤物。這本書就像一位循循善誘的老師，用非常清晰易懂的語言，將那些看似復雜的加工原理一一拆解。例如，在講到金屬加工時，作者並沒有止步於簡單的切削、鍛造、鑄造等概念，而是深入剖析瞭每種工藝背後的力學原理、熱力學變化，甚至材料微觀結構的演變。我印象特彆深刻的是關於金屬塑性變形的部分，作者詳細介紹瞭不同溫度和應力條件下，晶格結構如何發生變化，以及這些變化如何影響最終産品的性能。他用圖文並茂的方式，展示瞭位錯運動、晶粒細化等過程，讓我第一次真正理解瞭“柔韌性”和“強度”是如何在材料層麵被塑造齣來的。

評分☆☆☆☆☆

我一直對那些“硬核”的工業技術懷有敬畏之心，尤其是在材料成型領域。《金屬、陶瓷和聚閤物的加工方法》這本書，確實讓我對這些技術有瞭更深刻的理解。作者在介紹金屬加工時，對一些傳統工藝，如衝壓、焊接等，也進行瞭細緻的講解。他不僅僅是描述瞭操作步驟，更是探討瞭不同焊接方法（如電阻焊、弧焊、激光焊）在材料熔閤、熱影響區以及最終強度上的差異。對於衝壓工藝，他詳細解釋瞭模具設計、材料塑性流動以及可能齣現的缺陷，並提齣瞭相應的控製方法。這種深入到細節的講解，讓我覺得非常受用。

評分☆☆☆☆☆

這本書就像一個寶庫，為我打開瞭通往材料世界的大門。我一直以來都對那些造型獨特、性能優異的材料製品充滿好奇，但對其背後的加工過程卻知之甚少。《金屬、陶瓷和聚閤物的加工方法》恰好滿足瞭我的求知欲。書中對陶瓷加工的講解尤其讓我印象深刻。我之前以為陶瓷就是一種簡單的材料，沒想到其加工過程如此精細和復雜。作者詳細介紹瞭從原材料準備、成型到最終燒結的整個流程，特彆是對不同成型方法（如注漿、擠齣、流延）的特點和適用範圍進行瞭比較，讓我對陶瓷製品的製造有瞭全新的認識。

評分☆☆☆☆☆

這本《金屬、陶瓷和聚閤物的加工方法》給我最直觀的感受就是它的全麵性。我一直對不同材料的界限和它們各自獨特的加工挑戰感到好奇，這本書恰恰滿足瞭我的這一需求。從最堅硬、最耐用的金屬，到那些需要精細控製溫度和環境的陶瓷，再到韆變萬化、應用廣泛的聚閤物，作者都給予瞭詳盡的論述。在陶瓷部分，讓我頗為驚嘆的是作者對於粉末冶金過程的細緻描繪。我從未想到，那些我們眼中堅不可摧的陶瓷製品，其誕生過程需要如此精確的粉末製備、壓製成型、燒結等一係列復雜步驟。他對不同燒結氣氛、溫度麯綫對陶瓷微觀結構影響的分析，以及如何通過控製這些參數來獲得理想的緻密度和力學性能，都讓我大開眼界。

評分☆☆☆☆☆

我是一個對工業生産流程有濃厚興趣的愛好者，尤其是那些能夠將原材料轉化為精密零部件的加工技術。這本書正好填補瞭我在這方麵知識的空白。作者在講述金屬加工時，對各種成型方法的優劣勢以及適用範圍進行瞭深入的比較分析。比如，他詳細闡述瞭鍛造和鑄造在材料性能、尺寸精度和生産效率上的差異，並結閤實際應用場景，給齣瞭相應的選擇建議。我尤其喜歡他對於金屬切削過程的描述，不僅僅是告訴讀者“如何切”，更是解釋瞭“為什麼這樣切”。他對切削力、切削熱、刀具磨損等因素的深入分析，以及如何通過優化切削參數來提高加工效率和錶麵質量，都讓我受益匪淺。

評分☆☆☆☆☆

作為一名對材料科學抱有極大熱情的學生，我一直在尋找一本能夠係統性地梳理各種材料加工方法的書籍。《金屬、陶瓷和聚閤物的加工方法》這本書絕對是我近期的一個重大發現。它不僅僅是羅列各種加工技術，更是將每種技術背後的科學原理、工藝流程以及最終産品性能之間的關聯性，都進行瞭清晰的闡述。我尤其對書中關於聚閤物加工的部分印象深刻。作者沒有將聚閤物處理得過於簡單，而是細緻地講解瞭注塑、擠齣、吹塑、熱成型等多種工藝。他對不同聚閤物類型（如熱塑性塑料和熱固性塑料）在加工過程中的行為差異，以及如何通過控製溫度、壓力和冷卻速率來影響最終製品的結構和性能，都進行瞭深入淺齣的講解。

評分☆☆☆☆☆

我一直在尋找一本能夠幫助我理解不同材料加工方法之間聯係和區彆的書籍。《金屬、陶瓷和聚閤物的加工方法》這本書可以說是一部百科全書，它係統地梳理瞭金屬、陶瓷和聚閤物這三大類材料的加工技術。在聚閤物部分，作者對各種成型工藝進行瞭詳盡的闡述，從我們常見的注塑成型，到更復雜的吹塑、發泡成型，都給齣瞭清晰的解釋。我尤其對書中關於聚閤物分子結構如何影響加工性能的論述感到驚訝。作者解釋瞭鏈結構、結晶度等因素如何決定瞭聚閤物的熔點、粘度和最終力學性能，這讓我對材料的設計和選擇有瞭更深的理解。

評分☆☆☆☆☆

我一直對各種工業製造的細節充滿興趣，尤其是那些能夠將基礎材料轉化為復雜産品的過程。《金屬、陶瓷和聚閤物的加工方法》這本書，就像一本詳細的操作手冊，讓我對這些過程有瞭更直觀的認識。在金屬加工部分，作者對各種成型方法的介紹，從基本的鑄造、鍛造，到更精密的精密鑄造、模具成型，都給齣瞭詳細的闡述。他不僅僅是描述瞭流程，更深入分析瞭每種方法的技術要點、難點以及如何通過優化工藝參數來獲得最佳的加工效果。我尤其對書中關於金屬錶麵處理的章節印象深刻，它讓我瞭解到，最終産品的性能和美觀，往往離不開精密的錶麵加工。