材料制备新技术

本书特色

《材料制备新技术》是普通高等教育材料成型及控制工程系列规划教材之一。

内容简介

本书以新材料的制备、组织结构特点、性能特征、应用及发展前景为重点，分别介绍了快速凝固技术、喷射成形技术、机械合金化技术、半固态金属加工技术、非晶态合金制备技术、准晶材料制备技术、纳米材料制备技术、自蔓延高温合成技术、激光快速成形技术等内容，尽可能将目前已有的新材料制备技术从理论到实际中的应用较全面、系统地进行阐述，力争通俗易懂，使读者能够高效、深入地学习新材料的制备技术。
本书可作为高等院校材料成型及控制工程、金属材料工程、材料科学与工程及相近专业本科学生的专业基础课使用的教材，亦可作为材料学及材料加工工程专业硕士研究生使用的教材，还可供材料领域科研人员和相关工程技术人员参考。

节选

相关资料

插图：1.4.3束流表层急冷法用激光束、电子束和离子束等方法可进行表面层快速熔凝，常用的是激光快速熔凝。大致可分为两类：①只改变组织结构，不改变成分，如表面上釉、表面非晶化等；②既改变成分，又改变组织结构，如表面合金化、表面喷涂后激光快速熔凝、离子注入后激光快速熔凝等。这种工艺是以很高能量密度的激光束（约107w／cm2）在很短的时间内（10-12～10-2 s）与金属交互作用，这样高的能量足以使金属表面局部区域很快加热到几千摄氏度以上，使之熔化甚至气化，随后通过尚处于冷态的基座金属的吸热和传热作用，使很薄的表面熔化层又很快凝固，冷却速率达105～108K／s。以用脉冲固体激光器为例，当脉冲能量为100J，脉冲宽度为2～8ms时，峰值功率可达到12.5～50kW，如光斑直径为2mm，峰值功率密度可达400～1700kw／cm2。若是2kw输出的连续激光器，功率密度可达70kW／cm2。另外已有激光转镜扫描，使宽度达到20mm左右。提高激光快速熔凝冷却速率的*重要两个因素是增大被吸收热流密度和缩短交互作用时间。用其他急冷法只能获得稳定的晶体，用10-12s的激光脉冲快速熔凝，就能获得非晶硅。粗略地说，被吸收热流密度增加10倍或交互作用时间减小为原来的1l／100，都相当于使熔池深度减小为原来的1／10，凝固速率增加10倍，液相中温度梯度提高10倍和冷却速率提高100倍。20世纪80年代又发展出激光快速冷凝，已能用此新工艺制备出试验用的直径13.2cm、厚3.2cm的涡轮盘坯，它是用激光作热源，将合金一层一层堆凝上去，冷却速率为106K／s。