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10000个科学难题·制造科学卷 
定 价：680 元 丛书名：10000个科学难题
9 7 5 8 7 7 1 0 2 3 1 0 2 读者对象:本书适用于从事制造工程及其交叉领域工作的专业人员 
《10000个科学难题·制造科学卷》是《10000个科学难题》系列丛《10000个科学难题·制造科学卷》的制造科学卷。《10000个科学难题·制造科学卷》的332个制造科学难题是由本领域600余位专家研究、提炼与撰写的，内容覆盖了当今制造科学几乎所有的研究方向，反映了当代经济发展中制造科学的新问题，以及制造科学与多学科交叉产生的新难题。这些难题的汇聚出版，较全面地展示了制造领域所面临的新使命和发展中的科学挑战。由于制造科学属工程科学，难题多从工程现象提出，且具有多学科融合的复杂性。《10000个科学难题·制造科学卷》的作者们为准确提炼科学难题，将科学与工程的关联通过难题内容的逻辑结构予以阐明，这也是《10000个科学难题·制造科学卷》难题的撰写特点。
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自然科学,普及读物,制造工业,普及读物
目录
《10000 个科学难题》序 前言 导入篇 当代极高功能产品挑战制造科学 钟掘 熊有伦 林忠钦 温熙森 虞 烈 朱向阳 段吉安 (3) 热加工的科学挑战与未来 苑世剑 来新民 (12) 高效高性能切削加工面临的技术挑战与科学难题 丁汉 彭芳瑜 黄传真 贾振元 何宁 徐西鹏 (17) 超精密加工：挑战制造精度的极限 李圣怡 (24) 微纳制造的发展与挑战 蒋庄德 (31) 新制造能量的引入将引发制造科学变革的迹象与本质 姜澜 熊伟 徐正扬 胡洁 (36) 现代机电系统中的复杂性科学问题 虞 烈 翟婉明 赵春发 王艾伦 (43) 机器人的未来：从“机器”到“人”的跨越 高峰 郭为忠 (52) 新机构与新机器的发明创造：从“必然王国”到“自由王国” 高峰 郭为忠 (56) 神经控制：假肢研究面临的重大难题 朱向阳 (60) 机械传动科学技术的发展历史与研究进展 秦大同 项昌乐 刘 辉 马 越 刘长钊 (63) 流体传动与控制技术及其科学问题 杨华勇 徐兵 谢海波 傅新 王少萍 龚国芳 邹俊 胡亮 祝毅 (71) 摩擦学：从微观奥秘到工程难题 雒建斌 解国新 (77) 极端制造的强度与寿命调控 涂善东 (86) 专题篇 如何利用热加工缺陷遗传规律提升能源装备大型锻件的可靠性？ 夏明许 李建国 (93) 多约束下塑性变形失稳机理与控制 杨合 李恒 (101) 精密成形全过程多尺度建模仿真 杨合 李宏伟 (105) 材料-结构-功能一体化制造中形性协同调控 杨合 樊晓光 林忠钦 赖一楠 苑世剑 (109) 如何破解大规格熔铸体不均匀凝固成形难题？ 李晓谦 蒋日鹏 (113) 塑性成形过程变形与微观组织直接观察方法 杨合 孙志超 (116) 3D打印中物质界面结合机制与调控方法 史玉升 (120) 多物理场下非均匀体复杂流变行为与表征 何祝斌 苑世剑 (123) 复合材料构件成形过程界面相形态形成机理与调控 贾振元 孙士勇 杨睿 (126) 复杂热处理工艺条件下相变机理与组织预测 韩利战 顾剑锋 (130) 高熵合金凝固行为及其机理 王志军 王锦程 (133) 固态焊合界面微空洞演变行为与力学性能预测 赵国群 喻俊荃 (137) 固体微观尺度塑性本构关系 杨 合 樊晓光 (141) 固相焊接界面原子成键的物理学条件 李京龙 熊江涛 李文亚 (144) 焊接过程复合能场耦合作用机理 吴爱萍 单际国 张洲 (148) 搅拌摩擦焊接过程产热机制及量化表征 刘会杰 胡琰莹 (151) 金属相变诱发塑性机制 顾剑锋 徐 骏 (154) 金属增材制造的热裂行为与定量表征 林 鑫 (157) 空间环境下的熔池传热传质及焊接冶金机理 冯吉才 王厚勤 (161) 热加工过程金属相变热力学/动力学相关性 刘 峰 (165) 如何定量表征有物态变化的淬火介质与工件界面换热行为？ 徐骏 顾剑锋 (169) 蠕变与应力松弛本构的矛盾与统一 湛利华 李恒 杨有良 (173) 如何调控复杂热力耦合作用下微观组织实现高性能塑性成形？ 杨合 高鹏飞 樊晓光 詹 梅 (177) 塑性变形-热处理过程组织遗传演化机理 华林 韩星会 (180) 塑性加工过程的不确定性 杨合 李恒 (183) 塑性微成形尺寸效应与尺度极限 单德彬 徐杰 王春举 郭斌 (187) 陶瓷与金属连接界面反应机制及调控 张丽霞 (190) 提高精密成形极限的变形协调机制与控制 杨合 李宏伟 (194) 微纳器件加工中微观结构原位表征与操控 翟天佑 (197) 液态金属凝固过程微观结构原位表征 王海鹏 魏炳波 (201) 能否实现原子尺度3D 打印？ 李涤尘 (205) 切削刀具的材料设计与几何结构制造 黄传真 刘战强 邹斌 (209) 高速/超高速切削加工的工件材料变形 刘战强 黄传真 王兵 (214) 金属微细切削加工的尺寸效应 何宁 李亮 (222) 复杂薄壁零件铣削加工的振动问题 朱利民 (226) 纤维复合材料切削加工时的多尺度去除机理 贾振元 王福吉 牛斌 (230) 基于实际磨粒工作状态的磨削加工工具与工件作用机理 徐西鹏 黄辉 张飞虎 傅玉灿 巩亚东 (235) 超高速磨削中的速度效应与尺寸效应 丁文锋 傅玉灿 (240) 磨料水射流加工中气-液-固耦合动力学问题 朱洪涛 黄传真 (244) “刚柔相济”的磨粒工具柔性切割加工 黄辉 徐西鹏 (249) 金属基和陶瓷基复合材料精密磨削的表面层形成机理 姚鹏 黄传真 (253) 陶瓷基复合材料超声振动加工延脆性全域切削理论 袁松梅 刘强 (257) 机器人顺应性磨抛加工的刚度匹配与调控 赵欢 严思杰 (261) 加工过程基于大数据的机理分析与演化预测 袁烨 张海涛 (266) “冻”与“动”的极端对抗：极地低温恶劣环境中的精密驱动技术 白清顺 陈明君 张庆春 张飞虎 (269) 纳米切削分子动力学仿真势函数及关键参数应如何选择？ 陈明君 孙雅洲 刘海涛 陈万群 (276) 超精密加工装备与加工过程是如何相互作用的？ 陈明君 孙雅洲 陈万群 刘海涛 (280) 极细的金刚石测量探针制造有精度极限吗？ 宗文俊 孙 涛 (286) 表面石墨烯改性是否能使金刚石刀具增加硬度和寿命？ 宗文俊 孙涛 (292) 如何利用热模压成形技术实现玻璃微透镜阵列的跨尺度制造？ 周天丰 (297) 光学自由曲面为什么难于超精密制造？ 彭小强 (302) 光学表面亚纳米面形精度制造 戴一帆 周 林 (307) “一尘不染”的超洁净制造能实现吗？ 白清顺 张飞虎 石峰 (312) 复杂光学表面形状的纳米精度测量如何溯源？ 戴一帆 陈善勇 (317) 光学非球面的补偿检验有没有万能的补偿器？ 陈善勇 戴一帆 (322) 掠入射镜面的斜率误差测量能否达到纳弧度精度？ 陈善勇 戴一帆 (328) 微结构阵列切削过程的在位测量 居冰峰 (333) 如何实现超精密加工元件亚表面缺陷非破坏性检测？ 居冰峰 (339) 离子注入辅助超精密切削硬脆性材料的刀具寿命能否大幅度延长？ 房丰洲 王金石 (344) 纳米切削与传统切削的机理是否相同？ 房丰洲 赖敏 (348) 是否有可能实现原子尺度的制造？ 房丰洲 (353) 非层状晶体材料能否实现原子级层状去除？ 钱林茂 (357) 如何实现各向异性材料的一致、可控去除？ 钱林茂 陈磊 (360) 材料微观去除：机械化学作用的“联袂演出” 钱林茂 (363) 机械加工纳米结构的尺度能否进入100nm？ 闫永达 耿延泉 (367) 硬脆材料高速、高精度加工难在哪？ 张飞虎 (373) 打破光学设计“玻璃顶”的大口径薄膜透镜可否被制造出来？ 黄文彬 乔文 陈林森 (378) 面向IC 制造的超光滑表面平坦化加工的极限是什么？ 路新春 (384) 亚纳米精度表面制造中原子/分子是如何迁移的？ 路新春 (390) 植入式柔性神经电极生物相容性 常洪龙 李丁 李小平 (395) 微流控芯片中微粒的力学“尺度效应” 常洪龙 寻文鹏 (397) 微纳米尺度下麦克斯韦方程的适用性 黎永前 (399) 仿生微纳结构表面气动减阻行为和原理 苑伟政 王圣坤 周子丹 何洋 马志波 (405) 微纳结构形貌对润湿行为的影响规律 何洋 周庆庆 苑伟政 姜澄宇 (408) 微机电系统制造中的黏附问题 谢建兵 郝永存 苑伟政 (412) 如何实现宏观尺度无缺陷纳米材料自组装？ 虞益挺 苑伟政 (414) 柔性微纳结构制造的异质材料界面特性 马炳和 (417) 碳纳米材料电子器件3D打印过程中的“咖啡环”效应及其抑制方法 罗俊 齐乐华 连洪程 张蕊蕊 (421) 柔性电子微纳电流体动力喷印原理 段永青 黄永安 尹周平 (424) 实现速度-精度融合的微纳3D 打印能场作用机制与行为 郑高峰 吴德志 孙道恒 (428) 纳米样板特征量的可控性机理 王琛英 蒋庄德 (432) 高质量p 型ZnO 纳米线的掺杂机理 李磊 蒋庄德 (435) 表面状态对ZnO 纳米线器件光响应性能的影响机理 李磊 蒋庄德 (438) 纳米薄膜的失效机理 林启敬 蒋庄德 (440) 表面等离激元近场增强器件的纳米制造 田边 张仲恺 蒋庄德 (444) 脱合金成型纳米表面热功能结构的稳定性控制原理 田边 张仲恺 蒋庄德 (447) 微纳谐振器件的多物理场动态耦合机理 赵立波 胡英杰 张家旺 蒋庄德 (449) 超快激光加工三维金属微纳结构中的成型机理 山超 陈烽 (453) 超衍射极限微纳尺度连续相位型光学器件高保形加工机理 杨树明 王通 张国锋 刘 涛 (458) 大深宽比纳米结构制备与测量原理 杨树明 王通 张国锋 刘涛 (462) 跨尺度微纳结构制备与表征 杨树明 王通 张国锋 (465) 后摩尔时代的光刻极限 朱文辉 浦远 (468) 碳基集成电路的制造工艺和发展方向 吕光泉 王卓 朱文辉 (472) 超低介电常数绝缘介质薄膜沉积 吕光泉 王卓 朱文辉 (479) 制造过程中如何实现从电子层面对能量输运过程进行连续实时观测？ 姜澜 曹志涛 王青松 (486) 超快激光纳米制造过程中亚飞秒时间及亚纳米空间下温度和压强的描述 姜澜 胡洁 苏高世 (490) 衍射极限与激光作用最小尺度极限 钟敏霖 (494) 光的波粒二象性对激光微纳制造及跨尺度制造的影响机制 姜澜 韩伟娜 李晓炜 (498) 激光冲击波约束应变强化机理与残余应力场演化规律 张永康 (503) 超快激光金属微深孔加工中的烧蚀机理 梅雪松 (506) 采用激光焊方法制备钢铝异种材料接头 林健 雷永平 (510) 涂覆成形增材制造过程中的力学问题 陈永雄 梁秀兵 (515) 激光/激光-电弧复合焊接接头的可控制备 王晓南 陈长军 (518) 高性能铝合金激光焊接组织性能原位调控 肖荣诗 黄婷 张景泉 (520) 激光表面改性/脱合金复合制备微纳米多孔结构的形貌调控机制 肖荣诗 黄婷 崔梦雅 (523) 金属基陶瓷颗粒增强复合材料超快激光精密均匀刻蚀 肖荣诗 黄婷 张寰臻 (526) 异种合金结合界面增韧机制 姚泽坤 (529) 电弧阴极区的物理化学机制 刘祖明 (532) 激光熔融沉积的表面形貌形成机理 姚建华 杨高林 (535) 多能量场复合加工数学模型建立以及智能控制 姚建华 王梁 (538) 远平衡条件下的加工机理以及材料性能调控 姚建华 李波 (541) 电子束焊接中电子束偏移现象的起源与影响因素 薛家祥 王磊磊 (543) 激光电弧复合焊中电弧和光致等离子体相互作用的起源与机理 薛家祥 王磊磊 (545) 电解加工间隙的分布规律 朱荻 徐正扬 (548) 脉动态电解加工的多物理场作用机制 刘嘉 (552) 高强度、轻质等高性能零件的电铸成形成性问题 朱增伟 (556) 超短脉冲电流电解加工定域性突变机理 曲宁松 (559) 微尺度间隙流场下物质的输运机理 曾永彬 (563) 深海环境下的放电加工 刘永红 (566) 电化学复合加工多种加工效应能量匹配机理 陈远龙 (568) 超声加工的强冲击变形机制 秦 威 姜兴刚 张德远 (571) 超声振动切削过程接触界面材料塑性动力变形和黏弹润滑机理 皮钧 杨光 (575) 金刚石刀具超声辅助超精密车削黑色金属的机理 宫虎 李占杰 (577) 辅助电极法绝缘陶瓷材料电火花加工导电膜的形成与放电加工去除机理 郭永丰 (580) 电火花加工的微观放电蚀除机理 杨晓冬 (583) 微纳放电加工理论及其微细化极限 杨晓冬 (587) 激光与电化学复合加工中多种能量场的交互影响和协同作用机制 张朝阳 (590) 高速电弧放电加工中等离子体在阳极与阴极不同蚀除行为 赵万生 (594) 太空环境下的增材制造 李涤尘 田小永 (596) 超大载荷伺服成形过程的并行驱动与控制 黄明辉 李毅波 (598) 超静定组合结构的多体动力学建模与分析 黄明辉 李毅波 (603) 存在流体润滑介质的两相互运动表面从接触到分离的转捩机制 虞烈 (607) 如何提升大功率无轴推进装置的功率密度？ 严新平 欧阳武 刘正林 (611) 动态与渐变机械装备系统耦合（相关）失效模式的可靠性设计 张义民 (615) 飞行器力学环境的天地一致性 董龙雷 阎桂荣 (619) 复杂大惯量机械系统微弱故障信息提取与分析 黄明辉 陆新江 (622) 复杂机电系统全局动态建模 黄明辉 陆新江 (626) 复杂机械系统不确定性建模 韩旭 姜潮 (629) 复杂机械系统数值模拟模型的确认 韩旭 刘杰 (631) 复杂流动中奇异性拟序结构的描述及分析方法 张家忠 秦国良 (634) 基于工业CT 图像的大型构件微观组织重构与宏观行为评估面临的难题 李跃明 (638) 机电装备寿命与可靠性加速试验 温熙森 陈 循 汪亚顺 (642) 机械装备系统不同“工程层级”可靠性的逻辑关联 张义民 (645) 界面约束能否实现受控热核聚变？ 陈大融 (648) 燃气轮机系列机组间的相似复杂性问题与系列化设计方法 王艾伦 (651) 燃气轮机中的复杂因素对气膜冷却现象稳定性的影响 朱惠人 张丽 魏建生 (654) 如何提高超声电机中接触界面的运动转换和能量传递效率？ 裘进浩 季宏丽 (660) 深海电力系统及装备关键科学问题 梁得亮 (665) 什么决定了结构抵抗随机缺陷影响的能力？ 王博 郝鹏 (669) 太空采矿技术 葛世荣 (675) 限制电磁轴承转子系统高超转速的因素 曹广忠 (680) 新型液压传动和静压蓄能风力发电机组技术 王同光 李天石 (684) 旋转机械转子系统振动失效与典型失效模式耦合相关的可靠性设计 张义民 (688) 选取机械装备系统可靠性设计中相关系数量值的理论原则 张义民 (692) 液压流固耦合系统相关失效模式的可靠性设计 张天霄 张义民 (696) 高性能人工肌肉 郭闯强 姜力 (700) 机器人的人机交互与自律协同 邓华 钟国梁 王恒升 (704) 机构综合中的功能和性能问题 孟祥敦 郭为忠 陈先宝 (707) 浮动基座机械臂的作业稳定性 姜力 刘宇 刘宏 (710) 拟人多指手的灵巧作业 姜力 刘宏 (713) 生物运动系统的机构学解析与运动仿生 郭为忠 林荣富 (717) 仿人机器人脊椎的仿生机理 王明峰 李涛 (721) 基于生物活性的表面仿生设计和制造 周仲荣 郑靖 秦立果 董光能 (725) 人体软组织的润滑机理 靳忠民 张亚丽 (729) 人工关节仿生创制的科学难题 张亚丽 靳忠民 (732) 中国剪纸艺术的机构学解析 彭睿 陈焱 (735) 复杂星体表面环境下行走探测机器人的多功能融合 杨建中 (740) 高辐射核环境作业机器人的防护问题 栾伟玲 韩延龙 张晓霓 孙柯 姜懿峰 (744) 空间环境下的机构运动副润滑问题 张晓东 (748) 机构奇异轨迹的几何-代数统一解析表达 李秦川 (752) 并联可重构变胞机器人机构的奇异与分岔 戴建生 张克涛 甘东明 张新生 孙杰 (755) 操作度和灵巧度：可变型多指灵巧手的活动机理 戴建生 张克涛 甘东明 张新生 孙 杰 (759) 并联式或混联式机构动态特性设计与保证 刘辛军 谢福贵 (762) 空间多环闭链变拓扑机构多构态协同设计 丁希仑 李龙 (765) 柔顺机构中矩形截面梁的空间大挠度变形问题 陈贵敏 (770) 机电信号能否破译人类遗传密码？ 余静文 陈云飞 (774) 感知功能再造：假肢制造技术进步的阶梯 朱向阳 (780) 类生物体灵巧手：如何复制人手的智能机械特性？ 朱向阳 (784) 如何实现人-机-环境交互机制下的脑控技术？ 张小栋 (787) 医疗机器人系统：如何同时保证其稳定性和透明性？ 李进华 代煜 王树新 (790) 软体机电系统：如何适应“软体”的驱动与控制？ 康荣杰 王树新 (792) 如何实现手触觉感知与物理传感器检测的双向映射机制？ 代煜 李进华 王树新 (795) 单细胞生物机器人的精准控制 李因武 张锐 (797) 仿生4D 打印中智能材料及其多重响应设计与开发难题 梁云虹 (800) 纳米机器人协同作业修复受损骨骼 齐江涛 韩志武 (805) 仿基因控制组织发育的微纳生物制造原理 汪焰恩 (808) 纳米生物材料加工中的相容性原理 田边 张仲恺 蒋庄德 (812) 能否根据生物自适应规律实现工作部件的精确仿生？ 张成春 (815) 生物电磁吸波微粒制造 田为军 韩志武 (818) 人造体向生物体转化：如何构建跨尺度多孔仿生微环境？ 帅词俊 (821) 一维纳米材料的三维有序组装 汤皎宁 邓远名 (825) 自组装：我们能把自我装配推进多远？ 张俊秋 韩志武 (828) Lamb 波传播中遇到介质断面后的模式转化机制 袁慎芳 蔡建 (834) 突破香农采样定理的机电系统特征辨识挑战 陈雪峰 杜朝辉 (837) 动载荷识别反问题 陈雪峰 乔百杰 (840) 纳尺度结构中波的传播机理 王立峰 (845) 纳尺度结构的热振动 王立峰 (848) 金属切削的非线性动力学问题 李亮 (851) 振动力学方程的一阶正则表达 王艾伦 (855) 振动时效的机理 蔡敢为 (858) 铁道车辆轴承服役性能演变 杨绍普 刘永强 顾晓辉 (861) 常导磁浮车辆的悬浮失稳和耦合共振 赵春发 (864) 齿轮振动与疲劳的相互作用机制 陈再刚 (868) 大变形柔软多体系统的建模、设计和控制 王皓 刘锦阳 郑文 (872) 多自由度振动试验输入谱相位匹配问题 孟光 李鸿光 静波 (876) 非线性机械及其控制系统的参数和载荷辨识 孟光 彭志科 (878) 高速动车组车轮失圆问题 罗世辉 (881) 高速水润滑滑动轴承空化流的润滑力学机理 蒋书运 林晓辉 (884) 机车车辆轮轨黏着机理及其利用 罗世辉 (886) 力学承载结构的阻尼建模 孟光 李鸿光 (889) 轮轨高频振动机理 翟婉明 赵春发 孙宇 (892) 长大重载列车的纵向冲击力学行为 翟婉明 王开云 张大伟 (896) 复杂流场流量计算 傅新 胡亮 (900) 受限空间内的流体空化（气穴）问题 邹俊 吉晨 傅新 陆亮 叶正茂 杨华勇 (905) 气液固交界弯月面稳定机理 傅新 胡亮 杨华勇 (910) 高频振动下多自由度谐振效应 谢海波 杨华勇 (915) 高频多通道数字流体融合与控制 张斌 (919) 液压泵高速旋转组件稳定性 徐兵 张军辉 (924) 柱塞泵摩擦副跨尺度油膜润滑机理 祝毅 杨华勇 (927) 电静液作动系统的功率与性能匹配问题 尚耀星 徐兵 焦宗夏 严亮 郭宏 吴帅 张军辉 钱 浩 (932) 流体机械寿命与可靠性的“随机问题” 王少萍 焦宗夏 杨华勇 姜万录 石健 张超 尚耀星 王兴坚 徐兵 祝毅 (936) 输流管路的流固耦合振动 徐远志 焦宗夏 (941) 液压系统流体脉动的滤波方法 徐远志 焦宗夏 (944) 耐污染电液伺服阀控元件设计机理 吴帅 阮健 (947) 流体动力系统的自激振荡/噪声（啸叫） 李松晶 訚耀保 陆亮 欧阳小平 张圣卓 彭敬辉 曾文 (949) 大型移动液压装备高效节能运行机制 权 龙 张晓刚 黄家海 葛磊 杨敬 (954) 水液压元件的摩擦、润滑与密封 刘银水 吴德发 朱碧海 张增猛 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