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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