中子和同步辐射在工程材料科学中的应用 [Neutrons and Synchrotron Radiation in Engineerinq Materials Science] 下载 mobi epub pdf 电子书 2024

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内容简介

　　中子和同步辐射技术是工程材料结构分析的一对互补的物理分析方法，能够无损地对材料表面区域和体相的微结构信息进行研究。与传统实验室的X射线相比，利用同步辐射和中子能使空间分辨率和可探测信息的深度增加几个量级，为新材料和复合材料微结构的分析带来新进展，满足工程材料研究不断增长的需求。中子和同步辐射在物理学和其他自然科学领域已应用多年。伴随着在反应堆、散裂源和电子储存环上建立的专门的材料科学应用装置的发展，以及适用于复杂工程材料微结构研究的实验技术的发展，中子和同步辐射的应用吸引了工作在大学、研究所和工业界的材料学家和工程师们。中子和同步辐射在工程材料科学研究中*主要的实验技术包括衍射、小角散射和断层成像。《中子和同步辐射在工程材料科学中的应用》的第一部分对工程材料学基础，以及中子和同步辐射的产生与特性等背景知识进行了介绍；第二部分介绍了中子和同步辐射在工程材料研究中使用的衍射、散射和成像等方法的详细信息；第三部分介绍了该领域中出现的新方法；第四部分提供了中子和同步辐射在工业上应用的例子。《中子和同步辐射在工程材料科学中的应用》将会成为在工程材料科学研究领域应用中子和同步辐射技术的入门参考书，将会促进学生、科研人员和工程技术人员在该研究领域的深入研究和发展兴趣。
　　《中子和同步辐射在工程材料科学中的应用》适合相关专业研究人员、教师和学生、工程材料产业界的研究人员参考使用。

内页插图

目录

译者序
前言
第一部分 概述
第1章 工程材料的显微结构和特性
1．1 引言
1．2 显微结构
1．2．1 晶体缺陷
1．2．2 晶界（相界）和孪晶
1．2．3 沉淀相和弥散物
1．3 显微结构及性能
1．4 显微结构的表征
参考文献
第2章 工程材料中的内应力
2．1 定义
2．1．1 应力张量、应变张量和弹性张量
2．1．2 定义，残余应力
2．2 宏观和微观残余应力的产生
2．2．1 主要成型过程中残余应力的形成
2．2．2 热处理过程中残余应力的形成
2．2．3 成型过程中残余应力的形成
2，2．4 切削加工中残余应力的形成
2．2．5 焊合过程中的残余应力
2．2．6 涂层中残余应力的形成
2．3 相关内容
2．3．1 温度变化引发残余应力形成或释放导致的失效
2．3．2 静态和动态机械加载对失效零部件上残余应力的影响
2．3．3 腐蚀环境中残余应力对工件失效的影响
2．3．4 残余应力对耐磨性的影响
参考文献
第3章 工程材料的织构与织构分析
3．1 引言
3．2 极图
3．3 实验室尺度上的织构测量
3．3．1 X射线衍射
3．3．2 电子衍射
3．4 大型设备织构测量
3．4．1 中子衍射
3．4．2 同步X射线在织构分析中的应用
参考文献
第4章 光子和中子的物理性能
4．1 引言
4．2 X射线光子和中子与单个原子的相互作用
4．2．1 中子
4．2．2 X射线
4．3 原子集群的X射线光子和中子的散射
参考文献
第5章 辐射源
5．1 中子的产生和特性
5．1．1 引言
5．1．2 中子的产生
5．1．3 谱仪
参考文献
5．2 同步辐射的产生和特性
5．2．1 引言
5．2．2 同步辐射的特性
5．2．3 同步辐射光源
5．2．4 展望：自由电子激光器
5．2．5 总结
参考文献

第二部分 方法
第6章 用于内应力分析的衍射方法介绍
……
第三部分 新出现的方法
第四部分 工业应用
索引

前言/序言

　　中子和同步辐射X射线均具有高穿透能力，其衍射、散射和成像技术在工程材料领域中具有重要的作用。二者在工程材料科学的研究中的应用主要包括内应力测量、织构测量、材料的制备、加工过程（变形、结晶、再结晶、相变）和服役过程的原位研究，在实现无损研究的同时，能够提供比传统实验研究方法更高的空间分辨、更短的时间尺度分辨的微结构信息。一般情况下，中子主要与材料中的原子核相互作用，而同步辐射X射线主要与原子核外的电子相互作用，二者的结构信息正好互补，因此中子与同步辐射的结合将大大提升新一代工程材料的研发和创新。
　　中国大陆目前拥有3台同步辐射装置：北京同步辐射装置、合肥光源和上海光源。20世纪90年代建成使用的北京同步辐射装置和合肥光源分别为第一代和第二代同步辐射装置。2009年建成的上海光源是先进的第三代同步辐射装置，其首批7条光束线站已经投入使用，并迅速成为我国大陆先进光源的主力。上海光源在中能区亮度已达到国际先进水平，成功迈出了我国在同步辐射光源领域走向国际先进水平的第一步。但是国内在高能同步辐射光源方面仍与世界先进水平有着很大的差距，严重制约了我国在国家安全和工程材料等方面自主创新能力的提升。2009年初，在我国新建一台高能同步辐射光源的方案得到了相关专家和广大用户的强烈支持。目前，该方案已被列入《国家重大科技基础设施建设中长期规划（2012-2030年）》，“十二五”期间开展高能同步辐射光源预研工作，以支撑“十三五”期间正式建设高能同步辐射光源。高能同步辐射光源的建设可以和国内现有光源在能量上实现互补，提供高亮度的高性能硬X射线。另一方面，位于广东东莞的中国散裂中子源正在紧锣密鼓地建设中，将于2018年建成完工。中国散裂中予源将成为发展中国家拥有的第一台散裂中子源，并进入世界四大散裂中子源行列，将为国内外科学家提供世界一流的中子科学综合实验研究装置。先进的散裂中子源与同步辐射光源建成之后，将成为我国基础科学研究和新材料研发的最重要平台，大大推动我国在国家安全和工程材料等方面的快速发展和自主创新能力的大幅度提升，在支撑国家创新驱动发展战略方面发挥重要的作用。
　　在稳步推进中国散裂中子源和高能同步辐射光源建设的同时，培育和扩大用户群体、提升用户利用中子和同步辐射开展研究工作的水平是充分发挥装置实验研究能力和优势的重要前提条件，以保证在装置建成投入使用之时，能够较快地产出优秀的创新成果。散裂中子源和高能同步辐射光源对于我国的广大科研人员来说还是相对比较陌生的，为了帮助大家更快、更好地了解并掌握中子与高能同步辐射在工程材料科学领域中的应用，并吸引新的研究人员进入该领域，中国科学院高能物理研究所、物理研究所和北京科技大学三个单位的相关专家共同翻译了这本书。本书的第一部分对工程材料科学基础和中子与同步辐射的产生及特性方面的知识进行了综述，为具有自然科学、材料科学和工程科学背景的读者提供必要的基础知识；第二部分详细介绍了应用于工程材料表征的先进的中子和同步辐射衍射、散射和成像方法；第三部分介绍了该学科领域的新方法；第四部分举例介绍了中子和同步辐射在工业中的应用。
　　希望本书中文版的翻译出版能够促进国内工程材料科学等相关领域的研究人员对中子和同步辐射相关实验技术和方法的认识和了解，能够引领他们将研究工作更多地与中子和同步辐射结合起来，为我国工程材料学科等相关领域的发展做出重要贡献。
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