BF-激光制备先进材料及其应用-刘其斌,徐鹏 冶金工业出版社 9787502472283 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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刘其斌，徐鹏 著

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• 激光加工
• 先进材料
• 材料科学
• 冶金
• BF-激光制备
• 刘其斌
• 徐鹏
• 冶金工业出版社
• 9787502472283
• 材料制备
• 应用研究

店铺： 华裕京通图书专营店

出版社： 冶金工业出版社

ISBN：9787502472283

商品编码：29775445622

包装：平装

出版时间：2016-05-01

图书基本信息
图书名称	激光制备先进材料及其应用	作者	刘其斌,徐鹏
定价	64.00元	出版社	冶金工业出版社
ISBN	9787502472283	出版日期	2016-05-01
字数	280000	页码	218
版次	1	装帧	平装

内容简介

《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。

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目录

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文摘

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序言

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《先进材料的激光制备与性能调控》 内容梗概 本书是一部系统阐述激光技术在先进材料制备、改性及应用领域的前沿研究与实践的学术专著。全书围绕“激光制备”与“先进材料”两大核心，深度剖析了不同类型先进材料（如纳米材料、金属材料、陶瓷材料、高分子材料、复合材料及生物材料等）在激光作用下的独特制备机理、性能演变规律，以及由此衍生的广泛应用前景。本书旨在为材料科学、工程技术、激光技术等领域的科研人员、工程技术人员、研究生及相关专业的高年级本科生提供一本权威、全面、深入的参考书籍。 第一章 绪论：激光技术与先进材料的交叉融合 本章将首先简要回顾激光技术发展的历程及其在科学研究和工业生产中的重要地位。随后，深入探讨先进材料的概念及其在当今科技进步中的关键作用，重点介绍当前材料科学领域面临的挑战以及对高性能、功能化材料的迫切需求。在此基础上，本书的核心议题——激光技术与先进材料的交叉融合——将得到详细阐释。我们将分析激光在材料制备、加工和改性方面所展现出的独特优势，如高能量密度、高方向性、高单色性、高相干性等，以及这些优势如何为突破传统材料制备瓶颈、实现材料性能的精细调控提供可能。本章还将概述本书的整体框架和主要内容，为读者构建一个清晰的学习路线图。 第二章 激光与物质相互作用的物理机制 本章是理解激光制备先进材料的基础。我们将从微观层面深入剖析激光与不同物质（固体、液体、气体）发生相互作用的物理过程。内容将涵盖： 光吸收与光热效应： 激光能量如何被材料吸收，转化为热能，并导致材料熔化、汽化、烧蚀等现象。将详细介绍吸收系数、瑞利散射、米氏散射等关键概念，以及不同波长激光与不同材料的相互作用特性。 光致电离与等离子体形成： 在高强度激光辐照下，物质可能发生电离，形成高温高密度的等离子体。本章将探讨激光诱导击穿光谱（LIBS）的原理，以及等离子体在材料合成中的作用。 非线性光学效应： 介绍在高强度激光场下可能出现的自聚焦、二次谐波产生、参量放大等现象，以及这些效应在特定材料制备过程中的应用。 相变与微结构演化： 激光的快速加热与冷却过程如何引发材料的固-液-固相变，导致晶粒细化、非晶态形成、相分离等微结构变化，并进而影响材料的宏观性能。 力学效应： 激光烧蚀过程中产生的应力、冲击波以及声波等力学效应，及其对材料表面的形貌和结构的影响。 第三章 激光辅助先进纳米材料的制备 纳米材料因其独特的尺寸效应和量子效应，在催化、能源、电子、医药等领域展现出巨大的应用潜力。本章将重点介绍利用激光技术制备各类先进纳米材料的方法： 激光烧蚀法制备金属纳米颗粒： 详细介绍在溶液或惰性气体环境中，利用不同类型激光（如纳秒、皮秒、飞秒激光）辐照块体金属，产生烧蚀、蒸发、凝结等过程，最终形成尺寸可控、形貌多样的金属纳米颗粒。讨论激光参数（能量密度、脉冲宽度、重复频率）和环境介质对纳米颗粒形貌、尺寸分布及表面等离激元共振特性的影响。 激光诱导化学气相沉积（LCVD）制备纳米线/碳纳米管： 阐述激光作为热源或激发源，在特定气体环境中引发化学反应，沉积形成纳米线、纳米管等一维纳米材料。重点介绍其工作原理、工艺流程以及控制生长取向和直径的方法。 激光等离子体诱导法制备氧化物/半导体纳米颗粒： 介绍利用激光烧蚀金属靶材或其化合物，在反应性气体或溶液中形成等离子体，进而合成氧化物、硫化物、硒化物等半导体纳米材料。 激光退火法对纳米材料性能的调控： 探讨激光退火如何优化纳米材料的晶体结构、减少缺陷、提高结晶度，从而提升其光学、电学、催化等性能。 激光辅助纳米复合材料的构建： 介绍如何利用激光将不同纳米材料或纳米材料与宏观基体进行复合，制备功能化的纳米复合材料。 第四章 激光制备与改性金属先进材料 金属材料是工业的基础，而激光技术为金属材料的精密加工和性能提升提供了新的途径。本章将聚焦于激光在金属材料领域的应用： 激光熔覆（Laser Cladding）： 详细阐述激光熔覆的原理、工艺流程及影响因素。介绍其在金属构件表面强化（如耐磨、耐腐蚀涂层）、修复以及异种金属连接等方面的应用。重点讨论激光参数、送粉速率、扫描速度等对熔覆层组织、性能及结合强度的影响。 激光增材制造（3D打印）金属部件： 深入介绍选择性激光烧结（SLS）和选择性激光熔化（SLM）等技术在金属零件制造中的应用。分析激光能量分布、扫描策略、铺粉质量等对打印件的致密度、力学性能、精度及表面质量的影响。讨论不同金属合金（如不锈钢、铝合金、钛合金、高温合金）的激光增材制造技术特点。 激光表面处理技术： 介绍激光淬火、激光调质、激光再结晶等表面强化技术。分析激光快速加热和冷却如何改变金属表面层的相组成、晶粒尺寸和内应力，从而显著提高其硬度、耐磨性和疲劳寿命。 激光焊接与切割： 概述激光在金属精密焊接和切割中的优势，如高效率、高精度、热影响区小等。讨论不同激光器类型及参数对焊接接头质量和切割截面质量的影响。 激光诱导材料表面微纳结构： 介绍利用飞秒或皮秒激光在金属表面刻蚀出周期性或非周期性的微纳结构，以实现超疏水、减反射、吸波等特殊功能。 第五章 激光在陶瓷先进材料制备与应用 陶瓷材料以其优异的耐高温、耐腐蚀、高硬度等特性，在航空航天、能源、电子等领域扮演着重要角色。本章将探讨激光在陶瓷材料领域的应用： 激光烧结陶瓷： 详细介绍激光烧结技术（如选择性激光烧结）在陶瓷粉末致密化过程中的应用。分析激光能量、烧结温度、停留时间等参数对陶瓷件的致密度、微观结构和力学性能的影响。 激光制备陶瓷涂层： 介绍激光熔覆技术在制备陶瓷耐磨、耐腐蚀涂层上的应用，以及激光辅助制备功能性陶瓷涂层（如热障涂层、生物陶瓷涂层）。 激光诱导陶瓷表面改性： 探讨激光处理如何改变陶瓷材料的表面形貌、引入表面缺陷或进行表面元素掺杂，以改善其硬度、韧性、导电性或生物相容性。 激光加工陶瓷： 概述激光在陶瓷材料精密切割、钻孔、打磨等加工过程中的应用，以及其优于传统加工方式的特点。 激光诱导陶瓷微观结构形成： 介绍利用激光引发陶瓷粉体之间的化学反应或物理相变，制备具有特定微观结构（如多孔陶瓷、纳米晶陶瓷）的先进陶瓷材料。 第六章 激光制备与改性高分子及复合材料 高分子材料因其轻质、柔韧、易加工等特点，在国民经济的各个领域得到广泛应用。复合材料则通过结合不同材料的优势，实现性能的飞跃。本章将重点关注激光在该领域的应用： 激光固化与交联高分子： 介绍激光作为能量源，在光引发剂的作用下，实现液体单体或预聚物的快速聚合固化，形成三维结构。重点关注激光在3D打印（光固化3D打印）中的应用，及其在制备复杂高分子结构件方面的优势。 激光表面改性高分子： 探讨激光如何改变高分子材料的表面形貌、化学成分和物理性质，以提高其粘附性、亲疏水性、耐磨性或生物相容性。 激光辅助制备高分子复合材料： 介绍如何利用激光将纳米填料、短纤维等分散或集成到高分子基体中，制备高性能的纤维增强复合材料、纳米复合材料等。 激光加工与连接高分子及复合材料： 概述激光在切割、焊接、打孔等加工高分子及复合材料中的应用，以及其高精度、低热损伤的特点。 激光诱导高分子材料的降解与功能化： 探讨利用激光对高分子材料进行选择性分解，实现精细图案化加工，以及激光诱导化学反应，实现高分子材料的功能化改性。 第七章 激光制备与改性生物医用材料 生物医用材料关乎人类健康，其生物相容性、可降解性、力学匹配性等性能至关重要。激光技术在此领域提供了前所未有的精密加工和功能化手段。 激光微纳加工生物材料： 介绍激光如何用于精确制造具有特定微观结构（如多孔支架、微通道）的生物医用材料，以促进细胞生长、组织再生。 激光诱导生物材料表面功能化： 探讨激光如何将生物活性分子（如生长因子、药物）固定在材料表面，或通过激光诱导表面化学反应，赋予材料抗菌、抗炎等功能。 激光辅助组织工程支架构建： 介绍利用激光3D打印技术，根据患者个体需求，构建复杂形状和精细结构的组织工程支架，以模拟体内微环境。 激光在生物传感器和诊断器件中的应用： 介绍激光如何用于微流控芯片的制造，以及用于构建光信号检测或光激励响应的生物传感器。 激光辅助药物递送系统： 探讨利用激光触发药物释放，实现靶向、按需的药物递送。 第八章 激光制备先进材料的应用实例与前沿进展 本章将汇集前面各章节所述的激光制备先进材料的技术，展示其在各个领域的实际应用，并展望未来的发展趋势。 航空航天领域： 介绍激光制备的轻质高强金属合金、耐高温陶瓷涂层、高性能复合材料在航空发动机、飞机结构等方面的应用。 能源领域： 探讨激光制备的纳米催化剂、光伏材料、储能材料等在太阳能电池、燃料电池、电池等方面的应用。 电子信息领域： 展示激光制备的半导体材料、导电高分子、纳米电子器件在微电子、光电子、显示技术等方面的应用。 生物医学领域： 再次强调激光在组织工程、药物递送、诊断器件、植入物等方面的突破性进展。 环境与可持续发展： 介绍激光制备的催化剂、吸附材料在环境污染治理、废水处理等方面的应用。 第九章 激光制备先进材料面临的挑战与未来展望 任何一项新兴技术的发展都伴随着挑战。本章将对当前激光制备先进材料所面临的技术瓶颈、成本问题、环境影响等进行客观分析，并提出未来可能的研究方向和发展趋势。 技术挑战： 如激光能量的精确控制、材料的相容性、工艺的稳定性与可重复性、大规模生产的挑战等。 成本与效率： 探讨如何降低激光制备设备的成本，提高生产效率，使其更具商业竞争力。 环境与安全： 评估激光制备过程中的能源消耗、废弃物处理以及潜在的安全风险，并提出相应的解决方案。 多尺度、多功能集成： 展望未来激光制备技术将朝着更精细的尺度控制、更复杂的功能集成方向发展。 智能化与自动化： 探讨人工智能、大数据等技术与激光制备的深度融合，实现工艺的智能化优化和生产过程的自动化。 结论 本书力求全面、深入地展现激光技术在先进材料制备与应用领域所展现出的强大生命力和广阔前景。通过对激光与物质相互作用机理的深入解析，以及对各类先进材料激光制备技术的详细介绍，本书为读者提供了一个系统性的知识框架。随着激光技术的不断进步和材料科学的飞速发展，激光制备先进材料必将在未来的科技创新和产业升级中发挥越来越重要的作用。

评分☆☆☆☆☆

拿到这本关于激光制备先进材料的书，我感觉像是开启了一扇通往未来制造技术的大门。书的封面设计简洁有力，色调沉稳，一看就知道是专业领域的深度之作。作为一名长期关注新材料领域的工程师，我深知传统材料制备工艺的局限性，因此对能利用激光这种高精度、高能量密度的工具来“雕琢”新材料的理论和实践充满好奇。我尤其期待书中能对激光与材料相互作用的物理机制有深入的剖析，比如等离子体形成、熔融、凝固过程中的微观结构演变。如果能结合具体的案例，比如高熵合金、功能梯度材料或特定晶体结构的形成，那就更好了。毕竟，理论的深度决定了我们理解和优化工艺的上限。期待书中不仅有“是什么”，更有“为什么”和“怎么做”的详尽阐述，这将直接关系到我们能否将实验室成果转化为工业级应用。我希望它能提供一套完整的从材料设计到工艺参数设定的思考框架，而不是零散的知识点堆砌。

评分☆☆☆☆☆

这本书的厚度暗示了内容的详实程度，这对于想要深入研究激光与材料相互作用机理的读者来说是极大的福音。我个人对激光在极端条件下的材料加工尤为感兴趣，比如在真空或惰性气氛下进行超快激光烧蚀以制备纳米颗粒或量子点。这本书是否能提供关于激光等离子体光谱诊断、残余应力无损检测等先进表征手段的介绍？这些表征技术是验证和优化制备过程的关键。此外，一个好的技术书籍应该包含大量的实验数据和图表，用以支撑其理论论点，而非空泛的理论推导。我希望能看到详尽的实验结果对比，例如不同激光工艺下制备的同种材料的力学性能曲线、微观形貌照片和能谱分析，这些细节才是真正体现作者研究水平和指导读者实践的宝贵财富。

评分☆☆☆☆☆

这本书的排版和装帧给人一种踏实可靠的感觉，一看就是经过精心打磨的学术专著。我关注的重点在于“应用”层面。先进材料的制备固然重要，但最终还是要落实到具体的器件性能提升上。我希望书中能详细探讨激光熔覆、激光增材制造（L-PBF/DED）等技术在解决特定工程难题时的优势和挑战。例如，如何通过调控激光扫描速度、能量密度和粉末进料率，来控制制备出的部件的残余应力、孔隙率以及晶粒尺寸，进而影响其疲劳强度和耐腐蚀性。如果能有关于不同激光源（如皮秒、飞秒超快激光）对材料表面改性和薄膜沉积效果的对比分析，那就太棒了。我非常看重这种将理论物理、材料科学与精密工程紧密结合的论述方式，因为它直接指导了我们如何利用激光这一“魔术之手”创造出性能卓越的下一代构件。

评分☆☆☆☆☆

读任何一本技术书籍，我都会仔细考察作者的学术背景和研究深度，这直接决定了内容的权威性。对于激光制备这样前沿且快速发展的领域，信息的时效性和前瞻性至关重要。我希望这本书不仅仅是对现有技术的总结，更要能展望未来几年内可能出现的颠覆性技术。例如，人工智能或机器学习在优化激光工艺参数中的应用潜力，或者新型激光源（如分布式激光器）在扩大制造规模上的前景。同时，书中对“制备”和“应用”之间的桥接是否足够坚固也令人关注。很多技术在实验室里很漂亮，一旦放大生产就面临散热、成本和质量控制的巨大挑战。我期待书中能坦诚地讨论这些工程化障碍，并提出切实可行的解决方案或研究方向，而不是回避实际生产中的“脏活累活”。

评分☆☆☆☆☆

从这本书的标题来看，它似乎横跨了基础研究和工程实践的广阔领域，这正是我所需要的。我一直困惑于如何系统性地理解激光制备过程中“相变”的复杂性。材料在极短时间内经历的剧烈热循环，其内部微结构的演变规律是极其非线性的。我期待书中能提供清晰的相图或相变动力学模型，帮助读者理解为何在特定的激光参数下会出现某种特定的晶体结构或缺陷。另外，对于“先进材料”的定义，书中是否能给出明确的界定和分类，例如是专注于结构材料、功能材料还是能源材料？如果它能涵盖如何利用激光技术对现有材料进行表面功能化处理，实现自修复、超疏水或催化活性的提升，那这本书的价值会进一步凸显。我更倾向于那些能提供跨学科视角、将热力学、流体力学与材料学融会贯通的论述。