《材料工程基礎(chǔ)》是為適應(yīng)材料科學與工程學科發(fā)展和創(chuàng)新型工程人才培養(yǎng)的需求而編寫的,書中整合了材料制備與加工應(yīng)用涉及的基本原理、共性技術(shù)和材料性能評價所需的工程知識。全書共分為7章。第1章緒論,介紹材料工程的內(nèi)涵;第2章材料的氣態(tài)生長理論與技術(shù),介紹用物理氣相沉積和化學氣相沉積方法制備材料;第3章材料的液態(tài)成型原理與技術(shù),介紹金屬的凝固原理與成型技術(shù),陶瓷、玻璃、聚合物的液態(tài)成型原理與技術(shù);第4章材料的塑性成型理論與技術(shù),介紹金屬、陶瓷和聚合物制備和塑性變形原理與成型技術(shù);第5章材料的固相反應(yīng)與粉末燒結(jié)技術(shù),介紹固相反應(yīng)原理與粉末燒結(jié)理論,以及各種先進的燒結(jié)技術(shù);第6章材料制備新技術(shù),重點對單晶生長理論與技術(shù)、纖維與復合材料的制備技術(shù)和增材制造技術(shù)進行了系統(tǒng)闡述;第7章材料的服役環(huán)境與失效分析,重點闡述在腐蝕、摩擦磨損、疲勞和輻照環(huán)境下材料的結(jié)構(gòu)損傷、性能變化與失效機理。
本書可作為高等學校材料類專業(yè)本科和研究生的教材,也可供材料領(lǐng)域的科研工作者和工程技術(shù)人員參考。
第1章 緒論
1.1 材料科學與工程概要 001
1.2 材料的制備工藝與技術(shù) 002
1.3 材料的加工技術(shù) 003
1.4 材料設(shè)計與材料基因工程 004
習題 005
第2章 材料的氣態(tài)生長理論與技術(shù)
2.1 氣相生長理論 006
2.1.1 蒸發(fā)-凝聚 006
2.1.2 晶體形核與生長 007
2.1.3 生長理論 008
2.2 物理氣相沉積 010
2.2.1 定義與原理 010
2.2.2 真空蒸鍍 010
2.2.3 濺射鍍膜 012
2.2.4 離子鍍 014
2.2.5 不同類型PVD方法的比較 016
2.2.6 影響PVD的工藝因素 017
2.3 化學氣相沉積 019
2.3.1 定義與原理 019
2.3.2 CVD系統(tǒng) 019
2.3.3 CVD分類 019
2.3.4 CVD的工藝與特點 020
2.3.5 影響CVD的工藝因素 022
2.3.6 CVD的應(yīng)用 023
2.3.7 PVD與CVD的比較 024
習題 025
第3章 材料的液態(tài)成型原理與技術(shù)
3.1 流體及其基本物理性質(zhì) 026
3.1.1 流體與流動相關(guān)基本概念 026
3.1.2 簡單模型流動分析 030
3.2 金屬的液態(tài)成型基礎(chǔ) 032
3.2.1 液態(tài)金屬凝固理論 032
3.2.2 金屬液態(tài)成型技術(shù) 042
3.3 陶瓷的液態(tài)成型 054
3.3.1 注漿成型 054
3.3.2 熱壓鑄成型 058
3.3.3 漿料原位凝固成型 059
3.3.4 流延成型 063
3.4 玻璃的液態(tài)成型 066
3.4.1 玻璃的主要成型性質(zhì) 066
3.4.2 玻璃的液態(tài)成型方法 070
3.5 聚合物的液態(tài)成型 074
3.5.1 高分子溶液的性質(zhì) 074
3.5.2 注塑成型 075
3.5.3 流延成型 077
3.5.4 涂覆成型 078
習題 080
第4章 材料的塑性成型理論與技術(shù)
4.1 塑性成型理論 081
4.1.1 金屬的塑性變形機理 081
4.1.2 陶瓷的塑性變形機理 083
4.1.3 聚合物的塑性變形機理 084
4.2 金屬的塑性成型 086
4.2.1 金屬的塑性成型理論基礎(chǔ) 086
4.2.2 金屬塑性成型技術(shù) 090
4.3 陶瓷的可塑成型 113
4.3.1 旋壓成型 114
4.3.2 滾壓成型 114
4.3.3 擠壓成型 117
4.3.4 車坯成型 118
4.3.5 塑壓成型 118
4.3.6 注射成型 119
4.3.7 軋膜成型 121
4.3.8 其它成型方法 122
4.4 聚合物的塑性成型 123
4.4.1 熱成型 123
4.4.2 中空吹塑 129
4.4.3 拉幅薄膜成型 134
4.4.4 波紋管制造技術(shù) 137
習題 138
第5章 材料的固相反應(yīng)與粉末燒結(jié)技術(shù)
5.1 固相反應(yīng)理論 140
5.1.1 固相反應(yīng) 140
5.1.2 固相反應(yīng)動力學方程 141
5.1.3 影響固相反應(yīng)的因素 148
5.2 粉末燒結(jié)理論 150
5.2.1 燒結(jié)及相關(guān)基本概念 151
5.2.2 固相燒結(jié) 154
5.2.3 液相燒結(jié) 160
5.2.4 晶粒生長與二次再結(jié)晶 165
5.2.5 影響燒結(jié)的因素 172
5.3 先進燒結(jié)技術(shù)及其發(fā)展 175
5.3.1 無壓燒結(jié)方法 176
5.3.2 壓力燒結(jié) 176
5.3.3 放電等離子體燒結(jié) 179
5.3.4 微波燒結(jié) 181
5.3.5 爆炸燒結(jié) 182
5.3.6 閃燒 183
習題 185
第6章 材料制備新技術(shù)
6.1 單晶 186
6.1.1 單晶生長及特征 186
6.1.2 單晶制備技術(shù) 188
6.1.3 集成電路芯片的主要工藝 200
6.2 纖維 204
6.2.1 纖維的定義 204
6.2.2 纖維的分類 205
6.2.3 纖維的性能 206
6.2.4 纖維的制備技術(shù) 206
6.2.5 纖維的加工工藝 210
6.2.6 纖維制品的應(yīng)用 212
6.3 復合材料 214
6.3.1 復合材料的定義 214
6.3.2 復合材料的發(fā)展史 214
6.3.3 復合材料的命名和分類 215
6.3.4 復合材料的特點 216
6.3.5 復合材料設(shè)計原理與方法 217
6.3.6 復合材料的成型工藝與方法 219
6.3.7 復合材料的應(yīng)用 225
6.4 增材制造 227
6.4.1 增材制造概述 227
6.4.2 增材制造的技術(shù)特點 229
6.4.3 增材制造的工藝 230
6.4.4 增材制造的應(yīng)用領(lǐng)域 234
6.4.5 增材制造的發(fā)展趨勢 236
習題 236
第7章 材料的服役環(huán)境與失效分析
7.1 腐蝕環(huán)境下材料結(jié)構(gòu)和性能的變化與失效機理 238
7.1.1 金屬材料的腐蝕 238
7.1.2 無機非金屬材料的腐蝕 240
7.1.3 高分子材料的腐蝕 243
7.2 摩擦磨損環(huán)境下材料結(jié)構(gòu)和性能的變化與失效機理 245
7.2.1 黏著磨損 245
7.2.2 磨粒磨損 248
7.2.3 沖蝕磨損 250
7.2.4 微動磨損 253
7.2.5 腐蝕磨損 256
7.2.6 疲勞磨損 257
7.3 疲勞環(huán)境下材料結(jié)構(gòu)和性能的變化與失效機理 258
7.3.1 疲勞斷裂失效的基本形式和特征 258
7.3.2 疲勞斷口形貌及其特征 261
7.3.3 疲勞斷裂的類型與鑒別 265
7.3.4 疲勞斷裂的原因與預(yù)防措施 269
7.4 輻照環(huán)境下材料結(jié)構(gòu)和性能的變化與失效機理 271
7.4.1 輻照損傷概述 271
7.4.2 輻照損傷的早期階段 272
7.4.3 輻照產(chǎn)生點缺陷的反應(yīng) 273
7.4.4 其它類型的輻照損傷 277
7.4.5 輻照誘發(fā)的尺寸變化 278
7.4.6 高溫下的輻照效應(yīng) 279
7.4.7 輻照對力學性能的影響 279
習題 280
參考文獻