激光制备先进材料及其应用 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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刘其斌，徐鹏 著

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• 材料科学
• 材料工程
• 激光技术
• 表面工程
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• 纳米材料
• 功能材料
• 应用研究

店铺： 博学精华图书专营店

出版社： 冶金工业出版社

ISBN：9787502472283

商品编码：29729349829

包装：平装

出版时间：2016-05-01

基本信息

书名:激光制备先进材料及其应用

：64.00元

售价：43.5元,便宜20.5元,折扣67

作者:刘其斌,徐鹏

出版社：冶金工业出版社

出版日期：2016-05-01

ISBN：9787502472283

字数：

页码：218

版次：1

装帧：平装

开本：16开

商品重量：0.4kg

编辑推荐

内容提要

《激光制备先进材料及其应用》以激光技术在材料科学与工程中的应用为基础，详细论述了利用激光制备先进材料的方法。内容包括：激光与材料的交互作用；激光制备耐热耐蚀复合材料涂层；激光制备金属基复合材料耐磨涂层；激光制备梯度生物医学陶瓷材料涂层；激光制备形状记忆合金涂层；激光制备纳米材料；激光制备电子功能陶瓷；激光制备高熵合金涂层。
　　《激光制备先进材料及其应用》适于从事这一新兴领域的教师、工程技术人员及研究生和高年级大学生选用。

目录

作者介绍

文摘

序言

现代社会与未来发展：跨越式科技进步的驱动力 在当今这个日新月异的时代，科技的进步如同潮水般汹涌而来，深刻地改变着人类社会的方方面面。从我们日常使用的智能手机，到探索宇宙的深空探测器，再到治愈疾病的尖端医疗技术，这一切的背后都离不开一系列基础科学和工程技术的突破。而其中，对材料科学的深入研究和创新应用，更是构筑了现代社会高效运转的基石，并为我们描绘出更加激动人心的未来图景。 这本书并非聚焦于某一特定高科技领域的制造工艺，而是旨在引领读者深入理解那些塑造我们所处世界，并驱动其不断向前发展的核心科技领域。我们将一同探索一系列能够带来跨越式进步的科学理念和工程技术，它们不仅是当下许多前沿应用的基石，更将成为未来社会实现可持续发展、应对全球性挑战的关键。 一、 信息时代的基石：计算与通信的演进 我们生活在一个信息爆炸的时代，信息的产生、存储、传输和处理能力以前所未有的速度增长。这一切的根源，在于计算和通信技术的持续革新。 超越摩尔定律的计算范式： 传统的计算能力增长模式（即摩尔定律）正面临物理极限的挑战。本书将探讨超越经典计算的新兴计算范式，例如量子计算。我们将深入理解量子比特（qubit）的奇特性质，如叠加态和纠缠态，以及它们如何赋予量子计算机在特定问题上指数级的计算优势。我们还将介绍量子算法（如Shor算法和Grover算法）的应用前景，以及它们可能对密码学、药物发现、材料模拟等领域产生的颠覆性影响。此外，类脑计算作为一种模仿人脑神经网络结构的计算模式，也将是本书探讨的重要内容。通过研究神经元和突触的工作原理，类脑计算有望实现更高效、更低功耗的智能处理，为人工智能的未来发展开辟新道路。 下一代通信网络： 信息时代的脉搏在于通信的效率和速度。本书将回顾和展望通信技术的演进，从传统的铜线到光纤，再到当前的5G，以及未来的6G。我们将探讨光通信的原理，包括光信号的产生、传输、调制和解调，以及其在高带宽、低延迟通信中的关键作用。同时，我们将深入研究无线通信的未来发展趋势，如更高的频谱利用率、更广泛的网络覆盖、以及物联网（IoT）和车联网（V2X）等新兴应用的支撑技术。书中还会涉及分布式网络架构，如边缘计算和去中心化网络，它们将如何重塑信息的处理和交互方式，为实现真正的泛在智能和无缝连接奠定基础。 二、 智能的觉醒：人工智能与机器学习的深化 人工智能（AI）不再是科幻小说中的概念，而是正在深刻影响我们生活和工作的现实。本书将从更深层次的角度剖析人工智能和机器学习的核心原理及其发展趋势。 深度学习的革新与演进： 深度学习作为当前人工智能领域最成功的技术之一，其强大的模式识别和学习能力已经渗透到图像识别、自然语言处理、语音识别等各个领域。我们将解析深度神经网络（DNN）的结构和工作机制，包括卷积神经网络（CNN）、循环神经网络（RNN）及其变体（如LSTM和Transformer）。本书将重点探讨深度学习模型的设计、训练和优化策略，以及如何处理海量数据以提升模型的性能。 更泛在、更具可解释性的AI： 除了传统的监督学习和无监督学习，本书还将关注强化学习，即通过试错来学习最优策略的技术，它在机器人控制、游戏AI等领域展现出巨大潜力。同时，我们还将探讨迁移学习和小样本学习，它们使得AI模型能够在数据量有限的情况下也能快速适应新任务，大大降低了AI的应用门槛。更重要的是，我们将深入讨论可解释性AI（XAI）的重要性。随着AI在关键决策领域的应用日益广泛，理解AI做出决策的原因变得至关重要。本书将介绍XAI的一些前沿研究方向，例如LIME、SHAP等模型解释方法，以及如何构建更加透明、可信赖的AI系统。 AI与人类的协同共生： AI的发展并非为了取代人类，而是为了增强人类的能力。本书将探讨AI如何与人类协同工作，提升效率和创造力。例如，在个性化教育领域，AI可以根据学生的学习特点和进度提供定制化的学习方案；在医疗健康领域，AI辅助诊断能够提高诊断的准确性和效率，并为个性化治疗提供支持；在科学研究领域，AI可以加速新材料的发现、优化实验设计，从而推动科学进步。 三、 绿色与可持续的未来：能源与环境的科技革命 面对日益严峻的环境挑战和对清洁能源日益增长的需求，科技创新在其中扮演着至关重要的角色。本书将聚焦于那些能够引领我们走向绿色、可持续未来的能源和环境技术。 颠覆性的能源技术： 核聚变： 作为一种有望提供几乎无限的清洁能源的终极技术，可控核聚变的进展一直是人类的梦想。本书将深入浅出地介绍核聚变的基本原理，如托卡马克装置和惯性约束聚变，以及目前国际上主要的核聚变研究项目（如ITER）的进展和面临的挑战。我们还将探讨核聚变能源商业化应用的前景和意义。 下一代太阳能技术： 太阳能作为一种清洁、可再生的能源，其技术仍在不断突破。本书将介绍高效太阳能电池的最新发展，包括钙钛矿太阳能电池、有机太阳能电池等，它们在提高能量转换效率、降低生产成本方面展现出巨大潜力。同时，我们还会关注聚光太阳能和浮动太阳能等创新应用模式。 先进储能技术： 能源的稳定供应离不开高效的储能技术。本书将探讨固态电池、锂硫电池、钠离子电池等新型电池技术，它们在能量密度、安全性、循环寿命等方面有望超越现有锂离子电池。此外，氢能源作为一种清洁的二次能源，其制备、储存、运输和应用的关键技术，以及燃料电池的发展也将是本书的重要组成部分。 环境修复与污染治理： 科技在应对环境污染方面同样发挥着关键作用。本书将介绍先进的污水处理技术，如膜分离技术、高级氧化技术等，以及它们如何实现对工业废水和生活污水的有效净化。我们还将关注空气污染治理的创新方法，例如高效的催化剂、新型的除尘技术等。碳捕获、利用与封存（CCUS）技术作为应对气候变化的重要手段，其原理、发展现状和未来潜力也将得到详细阐述。此外，生物修复技术，即利用微生物或植物来降解污染物，也将是书中探讨的一个方向。 四、 跨越生命的界限：生物技术与健康科学的未来 生命科学的飞速发展正以前所未有的方式改变着我们对健康、疾病以及生命本身的认知。本书将深入探讨那些正在重塑生物技术和健康科学格局的前沿领域。 基因编辑与精准医疗： 基因编辑技术，尤其是CRISPR-Cas9系统，为我们提供了精确修改基因序列的能力，为治疗遗传性疾病、开发新型疗法带来了革命性的可能。本书将深入介绍基因编辑的原理、技术细节，以及其在疾病治疗、育种改良等方面的应用前景和伦理挑战。精准医疗作为以个体基因组信息为基础的个性化医疗模式，将贯穿本书对生物技术的探讨。 合成生物学与生物制造： 合成生物学旨在设计和构建新的生物部件、设备和系统，或重新设计现有的自然生物系统，以实现新的功能。本书将介绍如何利用合成生物学来设计和制造新型药物、生物燃料、生物材料等，从而推动生物制造的发展，为工业生产带来更加绿色和可持续的解决方案。 再生医学与组织工程： 再生医学的目标是修复或替换受损的组织和器官，以恢复其正常功能。本书将探讨干细胞技术在再生医学中的应用，包括诱导多能干细胞（iPSCs）的生成和分化，以及它们在疾病建模和细胞治疗中的潜力。组织工程则通过结合细胞、生物材料和生长因子来构建功能性组织，为器官移植和创伤修复提供新的途径。 神经科学与脑科学的突破： 对人类大脑的理解是科学领域最艰巨的挑战之一。本书将介绍脑科学的最新进展，包括神经成像技术、脑机接口（BCI）的发展，以及它们如何帮助我们理解大脑的奥秘，并为治疗神经系统疾病（如阿尔茨海默症、帕金森病）提供新的思路。脑机接口的应用，从辅助残障人士恢复运动功能，到增强人机交互的体验，都将是本书探讨的重点。 五、 探索未知：空间科学与前沿物理的视野 人类对宇宙的探索从未停止，而对物质基本规律的追求也驱动着我们不断突破认知的边界。本书将带领读者走进空间科学和前沿物理的奇妙世界。 深空探测与宇宙奥秘： 随着航天技术的不断发展，人类的触角已经延伸到太阳系内外。本书将回顾和展望深空探测任务，包括对行星、小行星、彗星以及太阳系的探索，以及它们为我们带来的关于宇宙起源、生命存在可能性的重要发现。系外行星的搜寻与研究，以及对宇宙大尺度结构的探索，也将是本书重点关注的内容。 引力波与宇宙观测： 引力波探测作为一项颠覆性的天文观测手段，极大地拓展了我们观测宇宙的能力。本书将介绍引力波的产生原理、探测技术（如LIGO、Virgo），以及引力波观测如何帮助我们理解黑洞合并、中子星碰撞等极端宇宙事件，并为检验广义相对论提供新的证据。 宇宙学与暗物质/暗能量： 宇宙的膨胀、结构的形成以及最终命运，是宇宙学研究的核心问题。本书将探讨宇宙微波背景辐射的意义，以及它如何揭示宇宙的早期信息。同时，暗物质和暗能量作为宇宙的大部分组成部分，其本质仍然是未解之谜。本书将介绍目前主流的暗物质和暗能量模型，以及正在进行的观测和实验，试图揭开它们的神秘面纱。 基础物理学的探索： 在微观世界，粒子物理学的进展不断刷新我们对物质基本构成和相互作用的认识。本书将简要介绍标准模型的成就，以及希格斯玻色子的发现。同时，我们还将探讨超弦理论、圈量子引力等试图统一量子力学和广义相对论的理论框架，以及它们可能带来的对时空本质的深刻理解。 结语 这本书所探讨的科技领域，虽然各自独立，但又相互关联，共同构成了驱动人类社会进步的强大引擎。信息技术的飞速发展为其他学科提供了强大的计算和通信支持；人工智能的进步能够加速科学发现的进程；能源和环境技术的革新关乎人类文明的可持续性；生物技术的突破则直接关系到人类的健康与福祉；而对宇宙和物质本质的探索，则不断拓展着我们认知的边界。 本书旨在为广大读者提供一个全面、深入的视野，去理解这些正在深刻改变我们世界的科技力量。我们希望通过详实的介绍和严谨的论述，激发读者对科学探索的热情，并鼓励大家积极思考如何利用这些先进技术，共同创造一个更加美好、更加繁荣、更加可持续的未来。这并非一本关于特定制造方法的指南，而是一次关于人类智慧如何重塑世界、驱动未来的思想之旅。

评分☆☆☆☆☆

这本书的装帧设计很有吸引力，封面采用了深邃的蓝色调，配上醒目的白色标题，让人一眼就能感受到其专业与前沿的气息。刚拿到手的时候，我特别留意了前言部分，作者用一种近乎诗意的笔触描绘了材料科学的广阔前景，让人对接下来要探索的内容充满了期待。不过，当我翻阅到具体的技术章节时，发现内容深度确实达到了专业级别，涉及了光与物质相互作用的复杂机理，以及从纳米尺度到宏观性能的转变过程。例如，关于脉冲激光在材料改性中的时间分辨机制论述得极为细致，即便是背景知识较为扎实的同行，也需要反复揣摩才能完全领会其精髓。我特别欣赏作者在理论推导过程中，没有过多地堆砌复杂的数学公式，而是巧妙地结合了清晰的物理图像和实验数据进行阐释，使得原本晦涩难懂的概念变得相对直观。然而，对于初次接触这个领域的读者来说，可能需要有较强的物理和光学基础才能顺畅阅读，某些章节的知识密度略显过高，建议配合其他基础教材一起阅读，可能效果更佳。整体而言，这是一本为领域内研究人员和高年级学生量身打造的硬核参考书，阅读过程像是在攀登一座知识的高峰，每一步都充满挑战，但登顶后的视野也无比开阔。

评分☆☆☆☆☆

这本书的学术深度令人印象深刻，它毫不避讳地触及了该领域内尚未完全解决的难题，这反而是其高价值的体现。作者没有将所有结论描绘得完美无瑕，而是坦诚地指出了现有模型在描述极端条件下的激光等离子体行为时的局限性，并提出了未来可能的研究方向。这种批判性的思维和对未知领域的探索精神，是激励年轻学者投入科研的最好方式。特别是在讨论超快激光与物质相互作用的非线性效应时，书中对阿秒脉冲在半导体中的光电离机制的分析，非常深入和透彻，引用了最新的量子动力学模拟结果作为支撑。对于我个人而言，最大的收获在于作者对于“尺度效应”的系统性梳理，如何确保实验室微米级制备出的材料性能能够在公斤级放大生产中得以保持，这始终是工程化道路上的拦路虎，而书中提供了多维度的思考路径。唯一的遗憾是，由于篇幅所限，对于特定应用场景（如生物医学植入物或航空航天热防护涂层）的详细性能测试数据展示相对较少，希望后续版本能在这方面进行补充。

评分☆☆☆☆☆

阅读此书的过程，颇有一种沉浸在尖端实验室里的感觉。作者的叙事风格非常严谨，但又不失工程学特有的务实和精准。它不像某些学术专著那样高高在上，而是努力弥合理论物理与工程实践之间的鸿沟。例如，在介绍激光熔覆技术时，作者不仅给出了热力学模型，还详细列举了影响熔池动力学的关键变量，如激光功率密度、扫描速度与粉末进给量的配比，并用表格形式汇总了不同参数组合下的典型组织形貌，这种可操作性极强的内容，对于设备工程师来说是无价之宝。书中对“过程监控与反馈控制”的论述也很有远见，探讨了如何集成光谱分析和机器视觉技术来实时修正激光焦点漂移等问题，这体现了作者对未来智能制造趋势的把握。如果说有什么可以改进的地方，或许是在非金属材料，特别是陶瓷复合材料的应用案例上可以再增加一些篇幅，目前侧重于金属材料的篇幅稍显突出。但即便如此，这本书也成功地搭建起了一座通往高性能材料快速原型制造的桥梁，是技术转化团队必备的案头工具。

评分☆☆☆☆☆

这本书的结构安排体现了作者对材料制备流程的深刻理解。它并非简单地罗列各种技术，而是构建了一个逻辑严密的知识体系，从基础的激光源特性分析入手，逐步深入到特定材料体系（如高熵合金、二维材料等）的制备工艺参数优化，最后落脚于实际应用案例的展示。我尤其关注了其中关于“缺陷工程”的那一章，作者详细阐述了如何通过精确调控激光烧蚀过程中的能量沉积速率和冷却速度，来控制材料内部的晶格畸变和相变，这对追求极致性能的应用领域来说，简直是宝典级的指导。书中引用的文献资料非常新颖，很多都是近两三年的前沿成果，这确保了内容的时效性，避免了许多老旧教材中常见的知识滞后问题。美中不足的是，在讨论某些复杂多相材料的界面控制时，图示略显简化，如果能增加更多高分辨透射电镜（HRTEM）的原始截面对比图，相信能更直观地展示微观结构的变化。总的来说，这本书的价值在于它提供了一个从“如何做”到“为什么这样做”的完整认知框架，对于指导实验设计和解决实际生产中的瓶颈问题具有极强的指导意义。

评分☆☆☆☆☆

这本书的文字表达力是其一大亮点，尽管主题高度专业化，但作者依然保持了一种清晰、流畅的行文风格，读起来并不像是在啃一本枯燥的教科书。它更像是一位经验丰富的大师在与你进行一对一的学术交流，会不时插入一些个人见解和行业“黑话”的解释。例如，在描述薄膜沉积过程中可能出现的“钉扎效应”时，作者用了一个生动的比喻来解释原子迁移的势垒问题，一下子就让这个抽象的概念具体化了。此外，书中对各种诊断和表征手段的集成应用描述得非常到位，强调了光学测量在原位监测中的不可替代性，推荐的几种关键光谱分析方法的选择标准非常实用。我个人是做材料基础研究的，这本书拓宽了我对“应用”边界的认知，让我意识到理论创新必须与实际制造流程紧密结合才能产生真正的价值。可以说，这是一本兼具深度、广度和应用指导性的综合性著作，它不仅是知识的载体，更是一份激发创新思维的引爆点。