耐火材料的損毀及其抑製技術(第二版)

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具體描述

本書根據國內外最新研究成果和作者多年的研究成果編著而成,係統地闡述瞭耐火材料的損毀以及對損毀因素的控製,重點介紹耐火材料非連續損毀、熔渣對耐火材料熔解蝕損過程、高溫氣體對耐火材料的腐蝕以及耐火材料在高溫減壓下的揮發/氧化損耗等。其中,對耐火材料的非綫形斷裂和熔渣侵蝕對耐火材料熔解過程的影響進行瞭詳盡的分析和討論。同時,還探討瞭對耐火材料諸損毀因素的控製,並為設計和開發新型耐火材料提齣瞭閤理建議。

  本書可供耐火材料及其相關專業的科研人員、工程技術人員閱讀,也可供大專院校有關專業師生參考。
 
好的,這是一本關於 航空航天結構材料 的圖書簡介,旨在全麵介紹該領域的關鍵概念、設計原理、製造工藝以及先進材料的應用與性能評估。 --- 航空航天結構材料:原理、設計與應用(第三版) 圖書概述: 《航空航天結構材料:原理、設計與應用(第三版)》是一部深度聚焦於支撐現代航空航天器安全與高效運行的核心工程材料的綜閤性專著。本書旨在為材料科學傢、結構工程師、空氣動力學專傢以及相關專業的研究生提供一個全麵、前沿且實用的知識體係。隨著航空航天技術對更高比強度、更優抗疲勞性能和更強環境適應性的持續追求,本書係統梳理瞭傳統材料的局限性,並重點闡述瞭新一代高性能材料的研發、錶徵與實際應用。 本書內容涵蓋瞭從基礎材料科學原理到復雜結構設計與失效分析的全過程,強調材料性能與結構設計的協同優化。第三版在繼承前兩版紮實理論基礎的同時,融入瞭近十年來在先進復閤材料、增材製造技術以及極端環境下材料行為研究方麵的最新進展。 核心內容詳述: 第一部分:航空航天結構材料基礎與性能錶徵 本部分為全書的理論基石,詳細迴顧瞭工程材料的基本力學行為、熱力學特性以及在極端載荷條件下的響應機製。 第1章:航空航天環境與材料需求 本章首先界定瞭現代航空器(如高超聲速飛行器、新一代噴氣式客機)和航天器(如衛星、深空探測器)所麵臨的嚴酷服役環境,包括:高空低溫、真空、高熱流密度、空間輻射、以及長時間的循環載荷。隨後,提齣瞭對結構材料的核心要求:高比強度、高比模量、優異的抗蠕變性能、抗熱氧老化能力以及對疲勞和斷裂的抵抗力。 第2章:金屬材料的強化與韌化 重點分析瞭航空航天級鋁閤金、鈦閤金和高溫鎳基(鎳鈷基)高溫閤金的微觀結構演變及其對宏觀性能的影響。深入探討瞭固溶強化、析齣強化、晶界強化等傳統強化機製,並詳細論述瞭如何通過控製冷卻速率、熱處理工藝來優化這些閤金的組織結構,以平衡強度與韌性的矛盾。特彆關注瞭疲勞裂紋的萌生與擴展機製,以及如何通過錶麵處理(如噴丸、激光衝擊)來誘導殘餘壓應力,提高構件的抗疲勞壽命。 第3章:陶瓷基復閤材料(CMCs)的性能與挑戰 陶瓷基復閤材料因其極高的工作溫度潛力成為下一代航空發動機熱端部件和高超聲速飛行器防熱結構的首選材料。本章詳細闡述瞭碳化矽縴維增強碳化矽基體(SiC/SiC)復閤材料的製造技術(如化學氣相滲透CVI、液相浸漬/反應燒結RIM/RS),以及其非綫性斷裂機製。討論瞭如何通過縴維鋪層設計和基體孔隙率控製來提高斷裂韌性,並分析瞭氧化氣氛下高溫腐蝕對長期服役性能的影響。 第4章:結構粘接與連接技術 在減輕重量的需求下,結構膠粘劑在連接不同類型材料(如金屬與復閤材料)中扮演瞭關鍵角色。本章介紹瞭環氧樹脂、聚酰亞胺等高性能膠粘劑的化學結構、固化動力學,以及粘接接頭的力學性能測試方法。重點討論瞭濕熱環境對膠層強度的劣化效應,以及超聲波無損檢測技術在評估膠層界麵完整性方麵的應用。 第二部分:先進復閤材料設計與製造 本部分深入探討瞭當前航空航天領域應用最為廣泛且發展最快的材料體係——縴維增強復閤材料(FRCs)。 第5章:高性能縴維與基體材料 詳細對比瞭碳縴維(高模量型與高強度型)、芳綸縴維以及玻璃縴維的力學和物理特性。在基體方麵,重點剖析瞭熱固性樹脂(如雙馬來酰亞胺BMI、環氧樹脂)、熱塑性樹脂(如PEEK、PEKK)的加工特性、耐熱性能和抗溶劑性。分析瞭縴維與基體界麵化學鍵閤對復閤材料整體性能的決定性影響。 第6章:鋪層設計理論與各嚮異性力學 全麵介紹瞭復閤材料層閤闆的經典疊層理論(經典層閤闆理論CLT)。推導瞭材料物性(如楊氏模量、泊鬆比、剪切模量)在主方嚮和任意方嚮上的轉換公式。本章詳細解釋瞭鋪層順序(Quasi-isotropic, Balanced, Unbalanced)對結構抗彎、抗扭和抗剪切性能的影響,並探討瞭鋪層失效模式,如基體開裂、分層和縴維斷裂的相互作用。 第7章:復閤材料的製造工藝與質量控製 本書詳細介紹瞭主流的復閤材料製造技術:預浸料熱壓罐成型(Autoclave Processing)、樹脂傳遞模塑(RTM)和真空輔助樹脂轉移模塑(VARTM)。著重分析瞭工藝參數(如溫度、壓力麯綫、脫泡過程)對復閤材料孔隙率和縴維體積含量的影響。此外,引入瞭在綫監測技術,如介電分析(DEA)和紅外熱成像,用於實時監控固化過程和缺陷的識彆。 第三部分:新興技術與結構應用 本部分聚焦於推動航空航天結構創新的前沿技術和案例分析。 第8章:航空航天增材製造(AM)材料與工藝 探討瞭選擇性激光熔化(SLM)和電子束熔化(EBM)等金屬增材製造技術在製造復雜幾何結構件(如渦輪葉片、冷卻通道)中的優勢。重點分析瞭增材製造過程中特有的快速凝固導緻的微觀組織特性(如柱狀晶生長、殘餘應力)以及由此帶來的與傳統鑄鍛件在疲勞性能上的差異。涉及先進的增材製造用鈦閤金粉末和鎳基高溫閤金粉末的冶金特性。 第9章:結構健康監測(SHM)與智能材料 介紹瞭將傳感器技術集成到結構內部以實現實時狀態監測的前沿方法。討論瞭基於光縴布拉格光柵(FBG)傳感器監測應變和溫度、以及利用壓電材料進行模態分析和損傷定位的技術。分析瞭形狀記憶閤金(SMA)和電活性聚閤物在主動結構控製和形狀適應性翼型中的潛在應用。 第10章:失效分析與壽命預測 本章提供瞭係統性的失效分析流程,涵蓋瞭從宏觀檢查到微觀錶徵的完整步驟。深入探討瞭疲勞、蠕變、熱/機械耦閤載荷下的纍積損傷模型。特彆針對復閤材料的漸進式失效建模進行瞭詳細闡述,並結閤實際案例,演示瞭如何利用有限元分析(FEA)軟件平颱對材料的退化過程進行精確的壽命預測。 讀者對象: 本書適閤於材料科學、機械工程、航空宇航工程等專業領域的高年級本科生、研究生以及從事航空發動機、飛機結構、火箭和衛星研製的工程技術人員和研究人員。 本書特點: 深度與廣度兼備: 理論推導嚴謹,同時涵蓋瞭最新的工程實踐與案例。 跨學科融閤: 有機結閤瞭材料學、斷裂力學、製造工藝和結構設計。 麵嚮未來: 大幅增加瞭對增材製造、功能梯度材料和先進復閤材料的篇幅。 ---

著者信息

作者簡介

王誠訓


  教授級高級工程師,享受國務院特殊津貼。1942年3月生,湖南衡南人。1968年畢業於武漢鋼鐵學院(現武漢科技大學)化工係矽酸鹽專業,同年8月分配於包頭鋼鐵公司耐火材料廠。1978年12月調入遼寜鎂礦公司工作。曾先後任包鋼耐火材料廠生産副廠長、廠長,遼寜鎂礦公司生産副經理、總工程師等職。主要從事耐火材料生産,技術和研究、應用開發工作。曾獲一項國傢科技成果奬(三等奬)和多項部、省、市科技成果奬。在《耐火材料》《國外耐火材料》上發錶過數十篇論文。主要專著有《MgO-C質耐火材料》《ZrO2復閤耐火材料》《耐火材料的損毀及其抑製技術》《耐火澆注料及其技術發展》等15本書。
 

圖書目錄

1 耐火材料的損毀形態

2 耐火材料的斷裂強度

 2.1 概況
 2.2 耐火材料結構對強度的影響
 2.3 熱震對耐火材料強度的影響
 2.4 耐火材料強度的統計評價

3 耐火材料的非連續損毀
 3.1 對熱震和熱剝落的抵抗
 3.2 材料裂紋及裂紋長度
   3.2.1 臨界溫度差(ΔTc)
   3.2.2 相關裂紋長度
 3.3 裂紋擴展的控製
 3.4 耐火材料的脆性斷裂
   3.4.1 耐火材料的結構和類型
   3.4.2 耐火材料的脆性斷裂解釋
 3.5 耐火材料非綫形斷裂
   3.5.1 耐火材料非綫形斷裂結構
   3.5.2 耐火材料非綫形斷裂結構的判斷
   3.5.3 耐火材料非綫形斷裂的評價
   3.5.4 耐火材料Rc值同抗熱震性的關係
   3.5.5 耐火材料最佳非綫形斷裂結構的設計
   3.5.6 提高耐火材料非綫形性能的途徑
 3.6 耐火材料的蠕變斷裂
   3.6.1 蠕變及蠕變動力學
   3.6.2 耐火材料的蠕變
   3.6.3 耐火材料蠕變斷裂機理
 3.7 耐火材料熱疲勞及其對蝕損的影響
   3.7.1 理論基礎
   3.7.2 耐火材料E模數與溫度的關係
   3.7.3 一次急冷熱震與熱疲勞
   3.7.4 熱疲勞監測
   3.7.5 耐火材料熱疲勞壽命
 3.8 耐火材料抗機械衝擊性

4 熔渣導緻耐火材料的損毀
 4.1 熔體–耐火材料的濕潤性
 4.2 熔渣嚮耐火材料內部的浸透與抑製
 4.3 耐火材料的熔解蝕損
   4.3.1 耐火材料的熔解蝕損簡介
   4.3.2 耐火材料錶麵純熔解過程
   4.3.3 耐火材料成分的熔解反應
 4.4 熔渣滲透對耐火材料熔解蝕損的影響
 4.5 滲透和侵蝕平衡的最佳組成設計
 4.6 耐火材料的局部熔損
   4.6.1 局部熔損研究的簡單迴顧
   4.6.2 渣錶麵附近的局部熔損
   4.6.3 渣-金屬界麵附近的局部熔損

5 碳復閤耐火材料的蝕損
 5.1 氧化脫碳
   5.1.1 氣相氧化
   5.1.2 液相氧化
   5.1.3 固相氧化
 5.2 熔渣浸透
 5.3 碳復閤耐火材料的熔解蝕損
 5.4 最佳碳含量設計
 5.5 碳復閤耐火材料的局部熔損及控製
   5.5.1 改良材質
   5.5.2 提高耐火材料中低熔解成分的比例
   5.5.3 開發新材質
   5.5.4 進行熔渣控製
   5.5.5 改變內襯設計
 5.6 MgO-CaO-C耐火材料的蝕損與應用
 5.7 碳質耐火材料蝕損的簡單分析

6 高溫氣體對耐火材料的腐蝕
 6.1 氧化性氣體造成的損毀
 6.2 還原性氣體造成的損毀
 6.3 腐蝕性氣體造成的損毀
   6.3.1 Cl2和HCl造成的損毀
   6.3.2 SO3氣體造成的腐蝕
   6.3.3鹼類造成的腐蝕
 6.4 耐火材料的選擇

7 耐火材料的揮發/氧化損耗
 7.1 耐火材料中氧化物的反應揮發
 7.2 耐火材料在減壓下與鋼水的反應
 7.3 高溫減壓下含碳耐火材料氧化還原反應
參考文獻

 

圖書序言

圖書試讀

用戶評價

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哇,拿到這本《耐火材料的損毀及其抑製技術(第二版)》,真是讓我眼睛一亮!身為一個長期在鋼鐵業打滾的工程師,耐火材料的穩定性絕對是我日常工作中的頭等大事。想想看,少瞭它,整個生產線都可能停擺,那損失可不是幾句話能概括的。這本書的齣現,簡直就像在茫茫大海中看到瞭一座燈塔,指引著我們如何更有效地應對那些惱人的損毀問題。 我特別欣賞書中對於各種損毀機製的深入剖析。它不隻是泛泛地說「會損壞」,而是把氧化的影響、高溫下的侵蝕、機械應力的磨損,甚至是化學反應的破壞,都細細地拆解開來,用清晰易懂的方式呈現。我記得以前在現場,遇到耐火磚龜裂或剝落,往往隻能憑經驗去猜測原因,有時候猜對瞭,有時候卻是徒勞無功。現在有瞭這本書,我彷彿獲得瞭一本「耐火材料的診斷手冊」,能夠更精準地找齣問題根源,而不是頭痛醫頭、腳痛醫腳。 而且,這本「第二版」感覺真的有下功夫更新。書中提到的案例和技術,都貼近瞭當前的工業應用。我在閱讀過程中,不斷聯想到自己曾經處理過的幾次棘手狀況,如果當時能有這些知識,肯定能省下不少時間和金錢。像是書裡對於新型耐火材料的介紹,還有那些更先進的錶麵處理技術,都讓我對未來的耐火材料應用充滿瞭期待。總之,這是一本充滿實用價值的參考書,絕對是我們工程師案頭必備的良伴。

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手邊這本《耐火材料的損毀及其抑製技術(第二版)》,我一口氣就翻瞭好幾頁,實在是太引人入勝瞭!作為一個在玻璃窯爐領域工作多年的技術人員,深知耐火材料的好壞,直接關係到窯爐的壽命、能源效率,甚至是產品質量。過去,我們常常為瞭耐火材料的壽命問題而頭痛不已,尋找各種方法來延長使用時間,但總感覺治標不治本。 這本書最讓我驚豔的地方,在於它不是那種隻講理論、不接地氣的學術著作。相反的,它用非常貼近實際操作的語言,把那些複雜的化學物理現象解釋得明明白白。我特別喜歡其中探討高溫下材料結構變化的部分,那些圖片和圖錶,讓我在腦海中能夠清晰地勾勒齣材料內部發生的種種變化。有時候,我們觀察到的損毀現象,例如熔蝕、滲透,其實背後都有著深刻的科學原理,而這本書正好提供瞭這些解答。 更重要的是,它針對不同的損毀機製,提齣瞭具體的抑製對策。從材料的選擇、配方的優化,到施工的細節、日常的維護,都有詳盡的指導。這就好比擁有一位經驗豐富的顧問,隨時都能給予最專業的建議。我在閱讀時,腦中不斷迴想起過去的經驗,發現許多曾經讓我們感到束手無策的問題,在這本書裡都找到瞭可行的解決方案。對於任何從事高溫產業的夥伴來說,這絕對是一本值得收藏的寶典。

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這本《耐火材料的損毀及其抑製技術(第二版)》真的是一本寶藏!我一直在尋找一本能夠係統性地解答我工作中遇到的耐火材料問題的書籍,而這本恰好滿足瞭我的需求。作為一個在玻璃產業,特別是生產高檔玻璃的窯爐操作員,我們對耐火材料的要求可謂是極高的。 書中對於各種高溫環境下的損毀機製,都進行瞭非常細緻的闡述。像是玻璃熔液的侵蝕、高溫氣體的氧化、以及熱衝擊造成的裂紋,書中都提供瞭詳細的解釋,並且用非常清晰的圖示來輔助說明。我特別欣賞書中對於不同成分的玻璃熔液,對耐火材料影響的比較分析,這能幫助我們更好地理解為什麼某些窯爐的耐火材料損耗更快。 更讓我感到興奮的是,書中提齣的抑製技術,都非常具體和實用。它不僅僅是停留在理論層麵,而是給齣瞭很多可操作的建議,例如如何選擇閤適的耐火材料,如何優化窯爐的結構設計,以及如何通過精細化的操作來延長耐火材料的使用壽命。這些知識的獲取,對我日常的工作,無疑是如虎添翼。這本書,絕對是我們在追求高品質玻璃生產道路上的得力助手。

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拿到這本《耐火材料的損毀及其抑製技術(第二版)》,我立馬就愛不釋手瞭!身為一個在水泥窯廠工作多年的資深技術員,對於耐火材料的損耗問題,可說是再熟悉不過瞭。每天都要麵對高溫、高壓、以及各種化學侵蝕,耐火材料的壽命,簡直就是窯爐能否順利運轉的關鍵。 這本書最吸引我的地方,在於它非常深入地探討瞭耐火材料損毀的各種原因。從最初的材料選擇、配方設計,到實際的施工應用、以及日後的維護保養,書中都給予瞭非常詳盡的指導。特別是對於高溫下的熱應力、化學侵蝕、以及機械磨損這些常見的損毀機製,書中都有非常具體的分析,並且輔以大量的圖錶和案例。這讓我能夠更清楚地理解,為什麼耐火材料會損壞,以及損壞的過程是怎樣的。 而且,書中提齣的抑製技術,也讓我耳目一新。它不隻是停留在老生常談的「換塊磚」的層麵上,而是提齣瞭許多更具前瞻性的方法,像是開發新型耐火材料、優化錶麵處理工藝、甚至是利用先進的監測技術來預防損毀。這些技術的應用,對於我們來說,絕對是能夠大幅提升窯爐運轉效率、延長設備壽命的關鍵。總而言之,這是一本內容紮實、實用性極強的專業書籍,對於任何在高溫環境中工作的技術人員,都絕對是必備的參考資料。

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當我拿到這本《耐火材料的損毀及其抑製技術(第二版)》時,我內心是充滿瞭期待的。作為一個在石化產業,特別是反應爐和加熱爐領域工作的技術人員,耐火材料的性能和壽命,直接關係到設備的穩定運行和生產的安全性。 這本書最讓我讚賞的地方,在於它對各種複雜工況下,耐火材料損毀的機理,進行瞭非常深入和係統的分析。從高溫下的化學腐蝕、高壓的機械應力,到碳氫化閤物的滲透和積碳,書中都提供瞭詳盡的解釋,並且輔以豐富的圖錶和案例。我特別喜歡書中關於催化劑或載體材料,在高溫下發生轉變的詳細描述,這對我們處理反應爐內部的損毀問題,非常有幫助。 更重要的是,書中提供的抑製技術,都非常有針對性且實用。它不僅介紹瞭如何選擇和設計更優良的耐火材料,還詳細闡述瞭如何通過優化操作參數、改善氣體環境,以及應用先進的監測和診斷技術來預防和控製損毀。這些知識的獲取,對我們在實際工作中,提高設備的可靠性和生產效率,具有非常重要的指導意義。總之,這是一本內容豐富、實用性強的專業書籍,絕對是我們石化產業從業人員的案頭必備。

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拿到這本《耐火材料的損毀及其抑製技術(第二版)》,我簡直是愛不釋手!作為一個在金屬冶煉廠負責生產技術的工程師,耐火材料的穩定運行,對於我們整個生產過程的效率和質量,有著決定性的影響。過去,我們經常會麵臨耐火材料壽命不長、損毀嚴重的問題,不僅增加瞭維護成本,還影響瞭生產的連續性。 這本書最讓我驚喜的是,它對各種耐火材料損毀的機理進行瞭非常深入的分析。從高溫下的氧化、還原反應,到熔渣的侵蝕、滲透,再到熱應力的影響,書中都進行瞭非常詳細的闡述,並且輔以大量的圖錶和實驗數據。這讓我在理解問題的本質上,有瞭更深刻的認識。我尤其對書中關於不同種類金屬熔液對耐火材料侵蝕的比較分析,感到非常有啟發。 更重要的是,書中所提供的抑製技術,也非常實用和具有前瞻性。它不僅介紹瞭如何選擇和設計更優良的耐火材料,還詳細闡述瞭如何通過改善施工工藝、優化操作條件,以及應用新型的防護塗層來延長耐火材料的使用壽命。這些技術的應用,對我們實際生產中,提高設備的穩定性和降低運營成本,具有非常重要的指導意義。總之,這是一本內容紮實、實用性強的專業書籍,絕對是我們冶煉行業從業人員的必備參考。

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說實話,我對這種專業技術書籍一嚮是抱持著「有則好,無也無妨」的態度。畢竟,很多時候,實際操作的經驗還是最實在的。但這本《耐火材料的損毀及其抑製技術(第二版)》真的顛覆瞭我的看法。它提供瞭一種非常係統化的思維方式,來理解和解決耐火材料的種種問題。 我一直在思考,為什麼我們傳統上對於某些損毀現象的處理方式,有時候效果並不理想。翻開這本書,我纔發現,原來很多時候是我們對損毀機製瞭解不夠深入。書中對於高溫氣體對耐火材料的侵蝕,以及金屬熔液的滲透機製,都做瞭非常細緻的分析。而且,它還探討瞭不同種類的耐火材料,在麵對這些侵蝕時的反應差異。這讓我學到瞭,原來不是所有耐火材料都能適用於相同的環境,選擇閤適的材料,纔是解決問題的第一步。 更讓我讚賞的是,書中不僅僅是點齣問題,還提供瞭實際的解決方案。它介紹瞭各種先進的抑製技術,從材料的改質,到錶麵塗層的應用,甚至是保護性氣體的介入,都做瞭詳細的說明。這些技術的應用,不僅可以延長耐火材料的使用壽命,更能間接提升生產效率,降低維護成本。對於我們這些在現場奮鬥的人來說,這絕對是切實可行的建議,而不是空談的理論。這本書,真的讓我對耐火材料的應用有瞭全新的認識。

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這本《耐火材料的損毀及其抑製技術(第二版)》簡直就是為我們這些在高溫產業打滾的師傅們量身打造的!身為一個在水泥生產線擔任設備維護的領班,每天麵對的就是高溫、粉塵、以及各種化學物質的侵蝕,耐火材料的好壞,直接關係到我們工作的安全和生產的效率。 我最欣賞這本書的地方,就是它把那麼複雜的損毀機製,都講得淺顯易懂。書中那些關於熱應力、化學侵蝕、機械磨損的分析,都非常貼近我們在現場遇到的情況。過去,我們有時候遇到耐火磚破損,隻能憑經驗猜測原因,有時候猜對瞭,有時候卻是白忙一場。現在有瞭這本書,我們能夠更準確地判斷問題的根源,並且找到更有效的解決方法。 更重要的是,書中提齣的抑製技術,都非常實用。它不僅提供瞭如何選擇閤適的耐火材料,還給齣瞭許多關於施工、維護方麵的建議。像是如何正確地烘爐、如何及時修補破損的區域,以及如何預防某些特定類型的損毀。這些知識的獲取,對我們來說,真的是太寶貴瞭。這本書,絕對是我們在現場解決難題的得力助手,推薦給所有在高溫行業的朋友們!

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