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本書從增材製造技術應用出發,內容涉及增材製造用材料科學基礎、增材製造用金屬材料、增材製造用高分子材料、增材製造用陶瓷材料、增材製造用液態光敏樹脂、增材製造用複合材料、增材製造用導電油墨材料、增材製造用生物醫用材料及增材製造用材料的力學性能。通過學習,學生可掌握面向增材製造技術的材料及其製備工藝。
本書內容翔實,圖文並茂,既有理論研究又有實際應用,是一本對增材製造用材料的研究和應用具有實用價值的教材。
本書可作為高等職業院校和普通高等院校機械類或近機械類專業的教材,也可作為相關崗位的培訓教材或供相關工程技術人員學習、參考。
為便於教學,本書配套有電子課件、微課視頻等教學資源,凡選用本書作為授課教材的教師可登錄www.cmpedu.com,註冊後免費下載。
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前言
緒論1
第1章增材製造用材料科學基礎2
11金屬材料科學基礎概述2
111金屬晶體理論基礎2
112實際金屬的晶體結構11
113固溶體18
114中間相20
115相圖的基本知識22
116二元相圖27
12高分子材料科學基礎48
121高分子化合物的化學組成及相對分子質量48
122聚合反應的類型49
123高分子材料的分類和命名49
124高分子鏈的組成與構型51
125高分子化合物聚集態結構52
126高分子合成材料的力學狀態53
13陶瓷材料科學基礎55
131陶瓷材料的分類55
132陶瓷材料的結構56
133陶瓷材料的性能59
第2章增材製造用金屬材料62
21常用的金屬材料62
211鈦合金62
212不銹鋼64
213鋁合金64
214銅合金65
215鈷鉻合金66
216鎳基合金67
217難熔金屬68
22金屬粉末的表徵68
221粉末粒度及粒度分佈68
222化學成分69
223球形度和球形率70
224流動性70
225松裝密度和振實密度71
23金屬粉末的製備72
231真空感應氣霧化(VIGA法)制粉72
232電極感應氣霧化(EIGA法)制粉72
233等離子旋轉電極霧化(PREP法)制粉73
234等離子霧化法(PA法)制粉73
第3章增材製造用高分子材料75
31增材製造用工程塑料75
311ABS76
312PC(聚碳酸酯)77
313PA(聚醯胺、尼龍)77
314PS(聚苯乙烯)78
315PLA(聚乳酸)78
316PVA(聚乙烯醇)79
317PETG79
318TPU (熱塑性聚氨酯彈性體橡膠)80
319PEEK(聚醚醚酮)80
32高分子絲材的製備81
33高分子粉末材料製備方法81
331低溫粉碎法81
332溶劑沉澱法82
第4章增材製造用陶瓷材料84
41增材製造用傳統陶瓷84
411黏土礦物84
412混凝土85
413覆膜砂85
414玻璃85
42增材製造用現代陶瓷86
421氧化鋁陶瓷87
422二氧化矽陶瓷89
423氧化鋯陶瓷91
424碳化矽陶瓷93
425氮化矽陶瓷94
43陶瓷粉體製備工藝96
431機械破碎法粉體製備工藝96
432固相法製備陶瓷粉體98
433液相法製備陶瓷粉體99
434氣相法製備陶瓷粉體101
44陶瓷粉體的表徵與測量102
441粉體的表徵102
442粒度的測試102
第5章增材製造用液態光敏樹脂105
51光敏樹脂材料概述105
52光敏樹脂材料的分類106
53光敏樹脂材料的組成107
54光敏樹脂材料固化機理108
55光敏樹脂的收縮110
56光敏樹脂的合成111
第6章增材製造用複合材料114
61纖維增強複合材料114
611增強纖維種類115
612製備方法116
62高分子粉末複合材料117
621高分子粉末複合材料的種類117
622高分子粉末複合材料的製備方法118
63金屬基複合材料119
631金屬基複合材料的種類119
632金屬基複合材料的製備方法119
第7章增材製造用導電油墨材料121
71導電油墨的種類121
711納米銀導電油墨122
712納米金導電油墨122
713納米銅導電油墨122
714碳納米管導電油墨123
72納米金屬粉末的製備123
721溶膠凝膠法123
722激光誘導化學氣相沉積法124
723水熱法(高溫水解法)124
724液相化學還原法124
725電解法124
73液態金屬導電油墨125
第8章增材製造用生物醫用材料126
81生物醫用金屬材料126
811多孔鈦材料126
812形狀記憶合金127
813貴金屬和純金屬(鉭、鈮、鋯)129
82增材製造用生物醫用高分子材料129
821水凝膠129
822組織工程支架131
83增材製造用生物醫用陶瓷132
831羥基磷灰石133
832磷酸三鈣生物陶瓷134
833生物玻璃134
第9章增材製造用材料的力學性能135
91材料的強度與塑性135
92材料的硬度138
93材料的衝擊韌性141
94材料的疲勞強度143
95材料的斷裂韌性145
參考文獻147
緒論1
第1章增材製造用材料科學基礎2
11金屬材料科學基礎概述2
111金屬晶體理論基礎2
112實際金屬的晶體結構11
113固溶體18
114中間相20
115相圖的基本知識22
116二元相圖27
12高分子材料科學基礎48
121高分子化合物的化學組成及相對分子質量48
122聚合反應的類型49
123高分子材料的分類和命名49
124高分子鏈的組成與構型51
125高分子化合物聚集態結構52
126高分子合成材料的力學狀態53
13陶瓷材料科學基礎55
131陶瓷材料的分類55
132陶瓷材料的結構56
133陶瓷材料的性能59
第2章增材製造用金屬材料62
21常用的金屬材料62
211鈦合金62
212不銹鋼64
213鋁合金64
214銅合金65
215鈷鉻合金66
216鎳基合金67
217難熔金屬68
22金屬粉末的表徵68
221粉末粒度及粒度分佈68
222化學成分69
223球形度和球形率70
224流動性70
225松裝密度和振實密度71
23金屬粉末的製備72
231真空感應氣霧化(VIGA法)制粉72
232電極感應氣霧化(EIGA法)制粉72
233等離子旋轉電極霧化(PREP法)制粉73
234等離子霧化法(PA法)制粉73
第3章增材製造用高分子材料75
31增材製造用工程塑料75
311ABS76
312PC(聚碳酸酯)77
313PA(聚醯胺、尼龍)77
314PS(聚苯乙烯)78
315PLA(聚乳酸)78
316PVA(聚乙烯醇)79
317PETG79
318TPU (熱塑性聚氨酯彈性體橡膠)80
319PEEK(聚醚醚酮)80
32高分子絲材的製備81
33高分子粉末材料製備方法81
331低溫粉碎法81
332溶劑沉澱法82
第4章增材製造用陶瓷材料84
41增材製造用傳統陶瓷84
411黏土礦物84
412混凝土85
413覆膜砂85
414玻璃85
42增材製造用現代陶瓷86
421氧化鋁陶瓷87
422二氧化矽陶瓷89
423氧化鋯陶瓷91
424碳化矽陶瓷93
425氮化矽陶瓷94
43陶瓷粉體製備工藝96
431機械破碎法粉體製備工藝96
432固相法製備陶瓷粉體98
433液相法製備陶瓷粉體99
434氣相法製備陶瓷粉體101
44陶瓷粉體的表徵與測量102
441粉體的表徵102
442粒度的測試102
第5章增材製造用液態光敏樹脂105
51光敏樹脂材料概述105
52光敏樹脂材料的分類106
53光敏樹脂材料的組成107
54光敏樹脂材料固化機理108
55光敏樹脂的收縮110
56光敏樹脂的合成111
第6章增材製造用複合材料114
61纖維增強複合材料114
611增強纖維種類115
612製備方法116
62高分子粉末複合材料117
621高分子粉末複合材料的種類117
622高分子粉末複合材料的製備方法118
63金屬基複合材料119
631金屬基複合材料的種類119
632金屬基複合材料的製備方法119
第7章增材製造用導電油墨材料121
71導電油墨的種類121
711納米銀導電油墨122
712納米金導電油墨122
713納米銅導電油墨122
714碳納米管導電油墨123
72納米金屬粉末的製備123
721溶膠凝膠法123
722激光誘導化學氣相沉積法124
723水熱法(高溫水解法)124
724液相化學還原法124
725電解法124
73液態金屬導電油墨125
第8章增材製造用生物醫用材料126
81生物醫用金屬材料126
811多孔鈦材料126
812形狀記憶合金127
813貴金屬和純金屬(鉭、鈮、鋯)129
82增材製造用生物醫用高分子材料129
821水凝膠129
822組織工程支架131
83增材製造用生物醫用陶瓷132
831羥基磷灰石133
832磷酸三鈣生物陶瓷134
833生物玻璃134
第9章增材製造用材料的力學性能135
91材料的強度與塑性135
92材料的硬度138
93材料的衝擊韌性141
94材料的疲勞強度143
95材料的斷裂韌性145
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