材料加工原理（材料科學與工程係列精品教材） 下載 mobi epub pdf 電子書 2024

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內容簡介

本書是為材料科學與工程學科本科生編寫的教材，也適用於機械工程學科材料成形與控製專業。內容包括： 基於液—固轉變的材料加工； 基於氣—固轉變的材料加工； 基於固態轉變的材料加工。這是同類教材中首次采用按材料加工製備過程中的主要相變類型進行的內容分類。教材將在更廣闊的領域為學生打下加工過程中材料成分、組織及性能的形成和變化規律的知識基礎。

作者簡介

李言祥是本書2005年第一版的主編。材料加工原理第一版獲2007北京市高等教育精品教材奬。清華大學材料加工課程2006年獲評國傢精品課，李言祥現在是該課程負責人。

目錄

目錄

第1篇基於液—固轉變的材料加工

1液態金屬與凝固結晶

1.1液態金屬的結構和性質

1.1.1金屬從固態熔化為液態時的變化

1.1.2液態金屬的結構

1.1.3液態金屬的性質

1.2凝固結晶熱力學和動力學

1.2.1金屬液—固轉變的熱力學條件

1.2.2均質形核

1.2.3異質形核

1.2.4晶體長大

習題

參考文獻

2液態金屬的流動與凝固傳熱

2.1液態金屬的流動性和充型能力

2.1.1液態金屬流動性與充型能力的基本概念

2.1.2液態金屬的停止流動機理

2.1.3液態金屬充型能力的計算

2.2液態金屬的流動

2.2.1凝固過程中液體流動的分類

2.2.2凝固過程中液相區的液體流動

2.2.3液態金屬在枝晶間的流動

2.3凝固傳熱

2.3.1鑄造過程中的傳熱

2.3.2焊接過程中的傳熱

習題

參考文獻

3凝固過程與組織控製

3.1凝固過程概述

3.1.1凝固過程簡介

3.1.2凝固過程中的溶質分配與傳質

3.2單相閤金的凝固

3.2.1平衡凝固

3.2.2近平衡凝固

3.2.3界麵穩定性與晶體形態

3.3多相閤金的凝固

3.3.1共晶閤金的凝固

3.3.2偏晶閤金的凝固

3.3.3包晶閤金的凝固

3.4凝固組織控製

3.4.1普通鑄件的凝固組織與控製

3.4.2定嚮凝固組織控製

3.4.3焊縫凝固組織控製

3.4.4快速凝固

習題

參考文獻

目錄

材料加工原理

4熔體質量控製

4.1氣體與液態金屬的相互作用

4.1.1氫與液態金屬的相互作用

4.1.2氮與液態金屬的相互作用

4.1.3氧與液態金屬的相互作用

4.2熔渣與液態金屬的相互作用

4.2.1熔渣及其特性

4.2.2活性熔渣對金屬的氧化

4.2.3脫氧處理

4.2.4滲金屬反應

4.2.5脫硫與脫磷

4.3液態金屬的處理與保護

4.3.1液態金屬的淨化處理

4.3.2液態金屬的細化處理

4.3.3液態金屬的變質處理

4.3.4液態金屬的保護

習題

參考文獻

5凝固缺陷

5.1偏析

5.1.1微觀偏析

5.1.2宏觀偏析

5.2氣孔

5.2.1析齣性氣孔

5.2.2侵入性氣孔

5.2.3反應性氣孔

5.2.4氣孔的有害作用及防止措施

5.3非金屬夾雜物

5.3.1非金屬夾雜物的來源和類型

5.3.2非金屬夾雜物的影響

5.3.3控製非金屬夾雜物的措施

5.4縮孔與縮鬆

5.4.1金屬的收縮

5.4.2縮孔與縮鬆的形成

5.4.3影響因素和防止措施

5.5應力與裂紋

5.5.1金屬凝固過程中的內應力

5.5.2凝固裂紋

習題

參考文獻

第2篇基於氣—固轉變的材料加工

6氣—固轉變基礎

6.1氣體與固體

6.1.1氣體分子運動論

6.1.2固體錶麵的特點

6.1.3物理吸附和化學吸附

6.1.4吸附幾率、吸附(弛豫)時間和吸附等溫綫

6.2薄膜的生長模式

6.2.1核形成與生長

6.2.2連續薄膜的生長

6.3薄膜的外延生長

6.3.1晶格匹配與外延缺陷

6.3.2外延薄膜的成分控製

6.3.3外延生長的特點

6.4非晶薄膜

6.5薄膜的內部應力與附著強度

6.5.1熱應力和生長應力

6.5.2附著力

6.6颱階覆蓋率

習題

參考文獻

7物理氣相沉積Ⅰ——真空蒸發鍍膜

7.1真空蒸發原理

7.1.1真空蒸發物理過程

7.1.2蒸發熱力學

7.1.3殘餘氣體對蒸發過程的影響

7.1.4蒸發粒子在襯底的沉積

7.2物質的蒸發特性及膜厚分布

7.2.1點蒸發源

7.2.2小平麵蒸發源

7.2.3細長平麵蒸發源

7.2.4環狀蒸發源

7.2.5蒸發源與襯底的相對位置

7.3蒸發源的類型

7.3.1電阻蒸發源

7.3.2電子束蒸發源

7.3.3高頻感應蒸發源

7.3.4激光熔融蒸發源

7.4特殊的真空蒸發

7.4.1分子束外延法

7.4.2電弧蒸發法

7.4.3熱壁法

7.4.4離子鍍

習題

參考文獻

8物理氣相沉積Ⅱ——濺射鍍膜

8.1濺射原理

8.1.1濺射過程

8.1.2濺射機理

8.1.3濺射特性

8.1.4輝光放電

8.2濺射技術

8.2.1二極直流濺射

8.2.2射頻濺射

8.2.3磁控濺射

習題

參考文獻

9化學氣相沉積

9.1概述

9.2化學氣相沉積基本原理

9.3化學氣相沉積熱力學

9.4化學氣相沉積動力學

9.5化學氣相沉積成膜的影響因素

9.6常用化學氣相沉積工藝簡介

9.6.1常壓和低壓化學氣相沉積

9.6.2等離子體化學氣相沉積

9.6.3金屬有機化閤物氣相沉積

9.6.4激光(誘導)化學氣相沉積

9.7幾種常用薄膜的製備

9.7.1二氧化矽(SiO2)薄膜

9.7.2氮化矽(Si3N4)薄膜

9.7.3氮化鈦(TiN)薄膜

9.7.4矽化鎢(WSix)薄膜

9.7.5多晶矽薄膜

9.7.6金屬薄膜

習題

參考文獻

第3篇基於固態轉變的材料加工

10塑性成形的物理基礎

10.1冷塑性成形

10.1.1單晶體的塑性變形機理

10.1.2多晶體的塑性變形機理

10.1.3閤金的塑性變形

10.1.4冷塑性變形對組織性能的影響

10.2熱塑性成形

10.2.1軟化

10.2.2熱塑性變形機理

10.2.3閤金的熱塑性變形

10.2.4熱塑性變形對組織性能的影響

10.3超塑性成形

10.3.1超塑性變形的特點

10.3.2超塑性變形的類型

10.3.3超塑性變形對組織性能的影響

10.3.4超塑性變形機理

10.4塑性和變形抗力的影響因素

10.4.1塑性指標和塑性圖

10.4.2塑性的影響因素

10.4.3提高塑性的途徑

10.4.4變形抗力及其影響因素

習題

參考文獻

11塑性成形的力學基礎

11.1基本假設

11.2應力分析

11.2.1外力、內力、應力和點的應力狀態

11.2.2直角坐標係中一點的應力狀態

11.2.3張量

11.2.4任意斜麵上的應力

11.2.5主應力及應力張量不變量

11.2.6主切應力和最大切應力

11.2.7應力球張量和應力偏張量

11.2.8八麵體應力和等效應力

11.2.9應力莫爾圓

11.2.10應力平衡微分方程

11.3應變分析

11.3.1應變的概念

11.3.2應變與位移的關係

11.3.3應變張量分析

11.3.4應變協調方程

11.3.5平麵問題和軸對稱問題

11.3.6應變增量和應變速率

11.3.7有限變形

11.4屈服準則

11.4.1Tresca屈服準則

11.4.2Mises屈服準則

11.4.3屈服準則的幾何錶示

11.4.4兩屈服準則的統一錶達式

11.5本構方程

11.5.1塑性應力應變關係

11.5.2彈性應力應變關係

11.5.3塑性變形的增量理論

11.5.4塑性變形的全量理論

11.6塑性成形問題求解方法

11.6.1主應力法

11.6.2主應力法的應用——長矩形闆鐓粗時的變形力和平均壓力

習題

參考文獻

12粉末冶金原理

12.1概述

12.2粉末的製備及錶徵

12.2.1粉末的製備

12.2.2粉末的錶徵

12.3粉末的成形

12.3.1成形前粉末的預處理

12.3.2粉末壓製成形原理

12.4粉末的燒結

12.4.1燒結的基本過程

12.4.2燒結的熱力學問題

12.4.3燒結驅動力

12.4.4物質遷移及燒結動力學

12.4.5燒結過程的孔隙變化

12.5粉末冶金材料的結構、特性及工程應用

12.5.1粉末冶金材料的性能特點

12.5.2粉末冶金材料的工程應用

習題

參考文獻

前言/序言

　　前言

　　材料是可以用來製造産品的物質，是人類社會發展的物質基礎。把材料製造成産品的過程和方法就是材料加工。因為物質産品總有一定的形狀和尺寸，所以材料加工也稱為成形製造。材料加工的方法韆變萬化，不同的材料需要用不同的適宜加工方法，同樣的材料製造不同的産品也需要用不同的適宜加工方法。成形製造屬機械工程學科。在製造學科領域，材料在製造成産品過程中的尺寸、外形、錶麵狀態和最終性能是其主要的關注和控製內容。材料加工關注製造過程中材料內部成分、組織和性能的變化，其學科屬性是材料學科，屬於材料工程。本書以金屬材料為主要加工對象，根據加工過程中材料經曆的主要相變，分為基於液—固轉變的材料加工；基於氣—固轉變的材料加工和基於固態轉變的材料加工三篇。這種按材料加工過程中經曆的主要相變類型進行內容分類的結構，將使學習者更好地瞭解製造過程中材料成分、組織及性能的形成和變化規律及其材料學原理。

　　本書的編寫目的是為瞭適應學科調整的要求。《材料加工原理》前一版本齣版於2005年。當時是為瞭適應清華大學學科調整，即將原來的鑄造、鍛壓、焊接等專業閤並成機械工程專業，所以《材料加工原理》包含瞭《鑄件形成原理》《塑性加工原理》和《焊接冶金原理》的內容。

　　隨著清華大學材料學院的成立，原機械工程係的材料加工工程學科轉入材料學院。材料學院與機械工程係在學科定位，整體培養方案等方麵有很大差彆。所以，材料加工原理教材需要重新編寫，內容需做較大調整，以適應材料學院的培養要求。

　　本書是為材料科學與工程學科本科生編寫的教材，也可作為機械工程學科材料成形與控製專業的教學參考書。教材將在更廣闊的領域為學生打下加工過程中材料成分、組織及性能的形成和變化規律的知識基礎。這是同類教材中首次采用按材料加工製備過程中的主要相變類型進行的內容分類。

　　本書由李言祥主編（第1篇主編及第1、2、3章撰稿），李文珍（第4章初稿，第3篇主編），硃躍峰（第5章初稿，第2篇主編）副主編，趙明（第6、7、8章初稿編寫），鞏前明（第9、12章初稿編寫），張華偉（第10、11章初稿編寫）參加編寫。

　　編者

　　2017年3月

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