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| 內容簡介： |
《功能涂层再制造基础》是战略性新兴领域“十四五”高等教育教材体系——“先进功能材料与技术”系列教材之一，涵盖了功能涂层再制造技术的基础理论、关键工艺、应用案例等内容，涉及材料科学、表面工程、机械工程、化学工程等多个学科。本书图文并茂，拥有丰富的实际应用案例，具有重要的教育意义和实用价值。
本书从功能涂层再制造基本理念出发，介绍了功能涂层的基本特征与损伤行为；基于现有各类去除与修复技术，分别叙述了不同去除/修复工艺参数对再制造功能涂层的影响，并详细介绍了再制造功能涂层结构、性能完整性的定义及其无损检测方法，最后通过典型案例描述了功能涂层再制造技术的应用场景。
本书可作为各大高校与科研机构的专业教材，也能为再制造领域从业人员提供技术参考。
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| 關於作者： |
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沈一洲，教授，博士生导师，国家高层次青年人才，国家首批“博新计划”人才，江苏省“优青”基金获得者，江苏省“青蓝工程”优秀骨干教师，南京航空航天大学“长空学者”，新加坡南洋理工大学博士后，主要从事材料表界面加工与应用研究。主持国家自然科学基金重点项目/面上项目/青年基金、国家重点研发计划课题、某前沿创新项目/某领域基金、国家某重大专项课题、江苏省国际合作创新项目、江苏省自然科学基金、航空科学基金、南航杰出人才培育基金等；研究成果被Advances in Engineering、科技日报等媒体杂志报道，入选全球前2%顶 尖科学家榜单（2022/2023）。 在表/界面科学与工程领域，出版学术专著1部，科普著作1部，以第 一/通讯作者发表了80余篇高水平学术论文，其中7篇IF>10（含Nature子刊），封面论文2篇，SCI高被引论文3篇，他引超4000次；先后申请国家发明专利40余项，其中PCT国际发明专利2项，美国专利2项，已授权20项，登记软件著作权5项。担任J.Bionic.Eng.、Coatings、J.Renew.Mater.、表面技术等期刊青年编委、多个国际/全国学术组织委员；研究成果获江苏省科学技术二等奖、军事科学技术进步二等奖、日内瓦国际发明展特别金奖/银奖、江苏省复合材料学会科学技术一等奖、江苏省材料学会科学技术一等奖、江苏省科协优秀论文二等奖、江苏省航空航天学会科学技术一等奖、美国GE通用电气公司科技创新三等奖等。
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| 目錄：
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1绪论1
1.1功能涂层再制造的发展概况1
1.1.1功能涂层发展历程1
1.1.2功能涂层环境损伤2
1.2功能涂层再制造的基本内涵3
1.2.1基本概念3
1.2.2技术内涵3
1.3功能涂层再制造的应用4
1.3.1航空航天领域4
1.3.2车辆及轨道交通领域5
1.3.3核电及石化领域5
1.3.4高端装备制造领域5
1.3.5其他领域5
1.4功能涂层再制造技术面临的挑战6
1.4.1基础理论挑战6
1.4.2技术工艺挑战6
1.4.3装备研制挑战6
思考题7
参考文献7
2功能涂层基础8
2.1功能涂层的概述与分类8
2.2隐身涂层9
2.2.1结构组成9
2.2.2功能特征14
2.2.3应用基础19
2.3隔热涂层21
2.3.1结构组成21
2.3.2功能特征24
2.3.3应用基础27
2.4防冰涂层28
2.4.1结构组成28
2.4.2功能特性31
2.4.3应用基础36
2.5其他功能涂层38
2.5.1结构组成38
2.5.2功能特性39
2.5.3应用基础41
思考题42
参考文献42
3功能涂层环境损伤43
3.1功能涂层机械磨损43
3.1.1涂层磨损的概念43
3.1.2环境条件对磨损的影响规律46
3.1.3摩擦损伤模拟与加速试验方法49
3.2功能涂层腐蚀损伤51
3.2.1功能涂层腐蚀损伤的概念与分类51
3.2.2腐蚀的热力学与动力学基础55
3.2.3腐蚀损伤模拟与加速试验方法57
3.3功能涂层层间断裂损伤59
3.3.1涂层层间断裂的概念与分类59
3.3.2层间断裂力学基础61
3.3.3涂层层间断裂损伤模拟与试验方法64
3.3.4层间断裂损伤的预防对策66
3.4环境多因素耦合导致的涂层损伤66
3.4.1多因素耦合作用基础66
3.4.2环境多因素耦合损伤原理67
3.4.3涂层损伤评估与综合防护71
思考题72
参考文献72
4功能涂层清洗去除73
4.1物理清洗去除73
4.1.1物理清洗去除原理73
4.1.2物理清洗去除参数的影响83
4.2化学清洗去除85
4.2.1化学清洗去除原理86
4.2.2化学清洗去除参数的影响91
4.2.3化学清洗去除的优缺点94
4.3激光清洗去除94
4.3.1激光清洗去除原理94
4.3.2激光参数的影响规律98
4.3.3激光清洗去除的优缺点103
4.4复合清洗去除104
4.4.1几种常用复合清洗去除104
4.4.2复合清洗去除的优缺点106
4.4.3复合清洗去除的实际应用106
思考题107
参考文献107
5功能涂层修复108
5.1冷喷涂修复108
5.1.1冷喷涂的基本原理108
5.1.2冷喷涂修复工艺113
5.2热喷涂修复119
5.2.1热喷涂的基本原理119
5.2.2热喷涂修复的动力学理论122
5.2.3热喷涂修复工艺123
5.3气相沉积修复126
5.3.1气相沉积技术的热力学原理126
5.3.2气相沉积修复中的晶体生长理论132
5.4其他修复方法134
5.4.1激光熔覆134
5.4.2等离子喷涂135
5.4.3磁控溅射136
5.4.4电弧喷涂138
思考题139
参考文献139
6功能涂层再制造表面与界面140
6.1涂层去除后表面140
6.1.1涂层残留率140
6.1.2表面粗糙度142
6.1.3表面自由能145
6.1.4表面润湿性148
6.2再制造的表面151
6.2.1表面平整度151
6.2.2表面致密度153
6.2.3表面连续性155
6.3再制造表面155
6.3.1黏附机理155
6.3.2表面活性剂应用159
6.3.3界面结合强度163
思考题172
参考文献1737再制造功能涂层力学性能174
7.1涂层力学基础174
7.1.1弹性模量与刚度175
7.1.2蠕变与疲劳特性177
7.2涂层表面性能180
7.2.1表面硬度180
7.2.2表面强度187
7.2.3表面韧度193
7.3环境对涂层力学性能的影响规律194
7.3.1温度效应与热稳定性195
7.3.2苛刻环境下涂层稳定性199
思考题206
参考文献206
8再制造涂层的功能完整性207
8.1再制造隐身涂层207
8.1.1电磁波基本理论208
8.1.2电磁波的吸收机制210
8.1.3电磁波的损耗机制211
8.2再制造隔热涂层214
8.2.1热传导理论214
8.2.2热导率计算218
8.2.3热损耗形式221
8.2.4低热导率现象223
8.2.5隔热特性影响因素223
8.3再制造防冰涂层224
8.3.1界面润湿性理论224
8.3.2冰的形核与生长229
8.3.3界面低冰黏附233
8.3.4防冰特性影响因素236
8.4其他再制造涂层237
8.4.1腐蚀防护原理237
8.4.2涂层磨损行为240
8.4.3耐腐蚀与耐磨损特性的影响因素242
思考题245
参考文献245
9功能涂层无损检测246
9.1超声波无损检测246
9.1.1超声波的传播与反射246
9.1.2超声波无损检测分类249
9.1.3超声波无损检测设备与技术253
9.2射线无损检测257
9.2.1射线成像检测258
9.2.2计算机射线成像检测259
9.2.3计算机层析成像检测261
9.2.4中子成像262
9.2.5热红外检测264
9.2.6射线无损检测应用266
9.3电磁波无损检测267
9.3.1电磁波与涂层的相互作用267
9.3.2电磁波无损检测分类269
9.3.3电磁波无损检测应用270
思考题271
参考文献271
10功能涂层再制造典型案例272
10.1隐身涂层再制造典型案例272
10.1.1隐身战机273
10.1.2隐身舰船275
10.1.3其他隐身装备277
10.2隔热涂层再制造典型案例280
10.2.1航天器隔热280
10.2.2建筑设施隔热282
10.2.3汽车装配隔热283
10.3防冰涂层再制造典型案例284
10.3.1航空领域防冰285
10.3.2民航飞机防冰288
10.3.3能源领域防冰289
10.3.4交通运输防冰290
10.4耐磨与耐蚀涂层再制造典型案例291
10.4.1航空航天领域292
10.4.2模具制造293
10.4.3工程机械设备294
10.4.4石油运输开采295
思考题296
参考文献296
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| 內容試閱：
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《功能涂层再制造基础》面向高等学校新工科建设和工程教育深化改革，积极探索、创新求变，以培养适应和引领新一轮科技革命和产业变革的卓越工程科技人才为目标，为高端装备制造等新兴领域提供人才储备与技术指导。以“中国制造2025”为抓手，大力发展再制造产业，实施高端再制造、智能再制造、在役再制造，全面支撑新兴领域的技术进步和产业升级。本教材瞄准先进功能涂层再制造，着重介绍先进功能涂层再制造原理、工艺、完整性等，使读者由浅入深地掌握功能涂层再制造技术的理念与内涵，了解功能涂层再制造技术工艺及性能评价方法，培养功能涂层再制造创新意识与工程实践能力。
本教材共10章。第1章绪论，概述功能涂层再制造的发展历程、基本内涵、应用情况以及目前面临的挑战；第2章功能涂层基础，详细介绍隐身涂层、隔热涂层以及防冰涂层等先进功能涂层的结构组成、功能特性以及应用基础；第3章功能涂层环境损伤，分别介绍功能涂层的机械磨损、腐蚀损伤、层间断裂损伤以及多因素耦合损伤的原理与模拟试验方法；第4章功能涂层清洗去除，在介绍物理与化学去除技术的基础上，详细介绍激光清洗去除原理与工艺特点，并且概述各类复合清洗去除技术；第5章功能涂层修复，全面介绍不同修复工艺技术，包括冷喷涂、热喷涂、气相沉积及其他修复方法；第6章至第8章包含功能涂层再制造表界面、再制造功能涂层力学性能以及再制造功能涂层的功能完整性，从概念定义、工艺方法以及影响规律等不同方面详细介绍再制造功能涂层的理论基础；第9章功能涂层无损检测，介绍多种先进功能涂层无损检测技术的原理与应用；第10章功能涂层再制造典型案例，概述部分装备先进功能涂层的再制造实例。此外，每个章节都设有教学要求与思考题等内容，帮助老师和学生更好地了解功能涂层再制造基础知识，更快地迈入功能涂层再制造工艺世界。
本教材涉及各种功能涂层再制造技术原理、工艺分析、性能评价以及典型案例，对人们理解认识再制造基础、把握技术工艺、延长装备寿命以及减少资源消耗都具有重要意义。本教材除了可供高等院校相关专业师生开展课程学习外，还可供企业单位机械工程、材料工程等学科的科研人员参阅。
本教材由南京航空航天大学沈一洲教授主编，统筹教材内容的编写和修订，南京航空航天大学材料科学与技术学院对教材的编写与出版提供了大力支持，博士研究生何兆儒、朱伟鑫和熊卫彪，硕士研究生宋爽爽、沈智聪、周祥皇和周泽星等在资料收集、文字编写和图表绘制等方面付出了辛勤劳动，编者对以上单位和个人表示由衷的感谢。
因编者水平有限，且功能涂层再制造技术与工艺涉及内容广泛，书中不妥或疏漏之处在所难免，恳请读者批评指正。
沈一洲
2024年6月于南京
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