新书推荐 | 零基础材料加工概论 | 材料科学与工程著作系列

学术   科学   2024-12-17 09:27   北京  


零基础入门,通晓材料加工方法和技术

零基础材料加工概论

石章智 编著

物质是世界的基础,材料加工使物质转变为有用的材料,成为人类社会的基石。材料学科的主干是材料的“成分—加工—结构—性能—服役—回收”,材料的性能由结构决定,结构的本质是原子的排列方式,原子的种类和比例就是材料的成分,加工是调控原子排列方式的技术和艺术,具有举足轻重的作用。

材料是经过加工的物质,与信息和能源并称为现代社会三大支柱。埋在地里的石头是物质,被人打磨抛光之后,就成为挂于颈上的美玉,乃是材料产品。《礼记·学记》云:玉不琢,不成器;人不学,不知道。前一句生动诠释了好的材料加工方法是将物质转变为好材料的关键,后一句展现了材料加工的文化内涵。“百炼成才”的“炼”,“千锤万凿出深山”的“锤”,都是材料加工方法。我们从材料加工中悟道成长。


零基础材料加工概论

作者:石章智 编著
书号:978-7-04-062900-2
定价:79.00元

内容丰富,技术详尽
本书详细介绍了多种材料加工技术,包括铸造、增材制造、粉末冶金、塑性成形和表面工程五大类,以及复合材料、生物医用材料、多孔材料三大类新材料的成分、组织结构、性能及其制备加工方法。这些内容不仅为读者提供了全面的材料加工知识体系,还为他们打开了通往高精尖产业的大门,使他们能够更深入地了解材料加工技术在现代工业中的应用。

眼见为实,直观易懂

书籍巧妙地结合了中国大学MOOC平台上的“材料加工概论”课程视频资源,使读者能够“眼见为实”,更加直观地理解材料加工的奥秘。特别是MOOC平台上的“铸造美好生活”系列视频,通过一系列趣味横生的实例,如草莓、西瓜冰棍、订婚金戒指以及飞鸟铜炉的铸造等,生动展示了铸造技术的魅力与应用。这些视频不仅让观众在轻松愉快的氛围中学习到了铸造技术的基本原理和操作流程,还激发了他们对材料科学的浓厚兴趣和探索精神。


课程优质,思政融合

与本书相应的“材料加工概论”MOOC课程不仅在教学质量上表现出色,还成功地将课程思政与材料专业教育深度融合。通过该课程的学习,读者不仅能够掌握材料加工的基础知识,还能够增进爱国、爱校、爱专业之情,树立专业报国之志。该课程先后入选了北京高校优质本科重点课程和北京市课程思政示范课程,充分证明了其在教学质量和思政教育方面的卓越表现。


资源丰富,学习便捷

为了方便读者获取更多的学习资源,我们特别提供了MOOC课程的链接(https://www.icourse163.org/course/USTB-1461178171)。读者只需点击该链接,即可轻松进入课程页面,观看视频、阅读资料、参与讨论,与来自全国各地的学习者和爱好者共同交流学习心得。这种便捷的学习方式不仅满足了读者的个性化学习需求,还为他们提供了与业界精英直接对话的机会。



内容简介

本书系统介绍了铸造、增材制造、粉末冶金、塑性成形、材料复合、表面工程等大类加工技术,在每个大类技术中又介绍了系列小类技术。本书以产品制造为导向,以液态加工、固态加工和表面加工的顺序安排大类技术;以技术创新为脉络将小类技术合为整体,着重分析技术共性,以“突破共性,创新技术”为培养创新思维的主要理念,梳理“从0到1”和“从1到100”的创新思路,有助于读者扩展知识面、提升创新能力和科学素质。

本书内容深浅适当,生动有趣,不仅能让非材料专业的读者了解材料加工,为“材料+”交叉创新打下坚实的基础,也能让材料专业的读者更全面深入地掌握从原料到产品所涉及的主要材料加工技术。


全书目录

1材料加工与人类社会

1.1 非常小器中的材料加工

1.1.1 从“二八大杠”到碳纤维自行车

1.1.2 从越野车轮到火星车轮

1.1.3 从鲁珀特之泪到手机屏幕玻璃

1.2 大国重器中的材料加工

1.2.1 从武装直升机到中国高铁列车

1.2.2 从万米深潜器到大型客机

1.2.3 从法老匕首到中国超级LNG载运船

本章小结

思考题与习题

参考文献


2 铸造

2.1 凝固基础

2.1.1 形核

2.1.2 生长

2.2 铸造技术

2.2.1 砂型铸造

2.2.2 熔模铸造

2.2.3 永久型铸造

2.2.4 离心铸造

2.2.5 连续铸造

本章小结

思考题与习题

参考文献


3 增材制造

3.1 液态成形增材制造技术

3.1.1 熔丝沉积成形

3.1.2 电弧增材制造

3.1.3 激光增材制造

3.1.4 电子束增材制造

3.1.5 溶液增材制造

3.1.6 立体光固化成形

3.1.7 数字光处理

3.2 固态成形增材制造技术

3.2.1 三维印刷

3.2.2 薄材叠层快速成形

3.2.3 构筑成形

3.3 增材制造材料的组织性能

3.3.1 增材制造共性问题及其解决办法

3.3.2 增材制造金属材料的组织性能

3.3.3 增材制造陶瓷材料的组织性能

3.3.4 增材制造聚合物材料的组织性能

本章小结

思考题与习题

参考文献


4 粉末冶金

4.1 粉末冶金奇物论

4.2 粉末制备

4.2.1 固相制粉

4.2.2 液相制粉

4.2.3 气相制粉

4.3 粉末特性

4.3.1 粉末形状和尺寸

4.3.2 粉末化学成分

4.3.3 粉末后处理

4.3.4 安全和健康

4.4 粉末成形

4.4.1 粉末模压成形

4.4.2 粉末等静压成形

4.4.3 粉末轧制成形

4.4.4 粉末挤压成形

4.4.5 粉末注射成形

4.5 粉末烧结

4.5.1 烧结:从高温到低温

4.5.2 闪速烧结

4.5.3 液相烧结

本章小结

思考题与习题

参考文献


5 塑性成形

5.1 (超)塑性变形基础

5.1.1 塑性与超塑性

5.1.2 (超)塑性力学行为

5.1.3 (超)塑性变形机理

5.1.4 失效断裂机理

5.2 (超)塑性成形技术

5.2.1 轧制成形

5.2.2 旋压成形

5.2.3 拉深成形

5.2.4 挤压成形

5.2.5 拉拔成形

5.2.6 锻造成形

5.2.7 气压成形

5.2.8 液压胀形

5.3 大塑性变形技术

5.3.1 叠轧

5.3.2 等径角挤压

5.3.3 往复挤压

5.3.4 高压扭转

本章小结

思考题与习题

参考文献


6 复合材料及其制备

6.1 复合材料的类型

6.1.1 颗粒(0D)复合材料

6.1.2 纤维(1D)复合材料

6.1.3 层状(2D)复合材料

6.1.4 体(3D)复合材料

6.2 复合材料的制备

6.2.1 连铸复合

6.2.2 塑性变形复合

6.2.3 浸渍复合

6.2.4 渗入复合

6.2.5 自蔓延复合

6.3 复合材料的连接

6.3.1 机械连接

6.3.2 胶接

6.3.3 焊接

本章小结

思考题与习题

参考文献


7 表面工程

7.1 表面功能化

7.1.1 自清洁表面

7.1.2 超亲水表面

7.2 表面加工技术

7.2.1 表面热处理

7.2.2 表面塑性变形

7.2.3 电镀和化学镀

7.2.4 气相沉积

7.2.5 喷涂

7.2.6 表面黏涂技术

7.2.7 复合表面技术

7.3 表面性能及分析测试

7.3.1 表面物理性能

7.3.2 表面化学性能

7.3.3 表面力学性能

本章小结

思考题与习题

参考文献


8 生物医用材料及其制备

8.1 医用金属材料

8.1.1 医用惰性金属材料

8.1.2 医用可降解金属材料

8.2 医用高分子材料

8.2.1 医用惰性高分子材料

8.2.2 医用可降解高分子材料

8.2.3 医用仿生高分子材料

8.3 医用陶瓷材料

8.3.1 医用生物惰性陶瓷材料

8.3.2 医用生物活性陶瓷材料

本章小结

思考题与习题

参考文献


9 多孔材料及其制备

9.1 多孔材料基础

9.1.1 孔结构

9.1.2 孔致性能变化

9.2 气凝胶

9.2.1 星尘捕手材料的性能与结构

9.2.2 从果冻悟出的超临界干燥法

9.3 医用多孔金属材料

9.3.1 医用多孔六方金属材料

9.3.2 医用多孔金属材料的表面处理

9.4 泡沫材料

9.4.1 传热与减震

9.4.2 泡沫复合材料

9.4.3 泡沫材料的制备

9.5 其他多孔材料及其制备

9.5.1 分子筛

9.5.2 有机框架材料

9.5.3 多孔碳材料

本章小结

思考题与习题

参考文献


索引

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作者简介

石章智,北京科技大学教授、博士生导师,国家级青年人才。主讲“材料加工概论”和“材料力学性能”等课程。从事医用可降解金属材料及植入器械的设计制备与服役评价研究。兼任中国有色金属学会青年工作委员会副秘书长,担任Journal of Materials Science & Technology等学术期刊青年编委。获授权发明专利40余项,在Advanced Materials等高水平学术期刊发表论文90余篇。曾获全国有色金属优秀青年科技奖、北京市教学比赛一等奖、北京市高等教育教学成果奖二等奖、北京高校教师教学创新大赛二等奖。为北京市青年教学名师、北京市课程思政教学名师、北京高校优秀公共课主讲教师、全国高校黄大年式教师团队成员。


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