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目录

《10000 个科学难题》序

前言

导入篇

当代极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科学问题 虞 烈 翟婉明 赵春发 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“必然国”到“自由国” 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 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

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？ 夏明许 (93

多约束下塑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 杨合 李宏伟 (105

材料-结构能一造中形协同调控 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 (1

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 志军 锦程 (133

固态焊合界面微空洞演变行为与力学能预测 赵国群 喻俊荃 (137

固体微观尺度塑本构关系 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 厚勤 (161

热加工过程金属相变热力学/动力学相关 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能塑成形？ 杨合 高鹏飞 樊晓光 詹 梅 (177

塑变形-热处理过程组织遗传演化机理 华林 韩星会 (180

塑加工过程的不确定 杨合 李恒 (183

塑微成形尺效应与尺度极限 单德彬 徐杰 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 海鹏 魏炳波 (1

能否实现原子尺度3D 打印？ 李涤尘 (5

切削具的材料设计与几何结构制造 黄传真 刘战强 邹斌 (9

高速/超高速切削加工的工件材料变形 刘战强 黄传真 兵 (214

金属微细切削加工的尺效应 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 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

超高速磨削中的应与尺效应 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全域切削理论 袁松梅 刘强 (257

机器人顺应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

表面石墨烯改是否能使金刚石具增加硬度和寿命？ 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检测？ 居冰峰 (339

离子注入辅助超精密切削硬脆材料的具寿命能否大幅度延长？ 房丰洲 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

植入式柔神经电极生物相容 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 黎永前 (399

仿生微纳结构表面气动减阻行为和原理 苑伟政 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

柔微纳结构制造的异质材料界面特 马炳和 (417

碳纳米材料电子器件3D打印过程中的“咖啡环”效应及其方法 罗俊 齐乐华 连洪程 张蕊蕊 (421

柔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机理 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能结构的稳定控制原理 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 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 通 张国锋 刘涛 (462

跨尺度微纳结构制备与表征 杨树明 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 卓 朱文辉 (472

超低介电常数绝缘介质薄膜沉积 吕光泉 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行连续实时观测？ 姜澜 曹志涛 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尺度极限 钟敏霖 (494

光的波粒二象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 晓南 陈长军 (518

高能铝合金激光焊接组织能原位调控 肖荣诗 黄婷 张景泉 (5

激光表面改/脱合金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 梁 (538

远平衡条件下的加工机理以及材料能调控 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 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 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、轻质等高能零件的电铸成形成问题 朱增伟 (556

超短脉冲电流电解加工定域突变机理 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

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