具体描述
本书淡化了电类与非电类的传统界限，将电路、电工技术、电气测量课程的实验融为一体，在传统基本电路实验的基础上，增加了虚拟实验、PLC控制实验和电气测量等综合性、设计性实验。主要内容包括示波器和信号发生器的使用、受控源的研究、交流电路参数的测量、三相电路有功功率和无功功率的测量、三相电源相序的判别及负载功率因素的测定、单相电能表的使用与校验、三相异步电动机正反转控制(PLC控制)、喷泉的模拟控制等三十个电工实验。为方便读者使用，附录中还介绍了常用电工仪表的结构、常用电子仪器的使用方法、测量误差的计算及可编程控制器的简介。
本书可作为高等院校中与电路、电工技术、电气测量课程配套的实验指导书，也可作为单独设课的电路测试技术课程教材。
《现代工程材料学：从基础到前沿应用》 图书简介 本书是一部面向材料科学、工程技术及相关领域专业人士和高等院校师生的权威性教材与参考手册。全书系统、深入地阐述了工程材料的基本理论、组织结构、性能表征、加工工艺及其在现代工业中的前沿应用。我们聚焦于材料的微观结构如何决定宏观性能，并详细剖析了如何通过材料设计和先进制造技术来突破传统性能瓶颈。 第一部分：工程材料基础理论与微观结构 本部分构筑了理解所有工程材料的坚实理论基础。 第一章：材料科学导论与晶体结构 本章首先界定了工程材料的范畴，将其划分为金属、陶瓷、高分子、复合材料及功能材料五大类。随后，深入探讨了固体材料的晶体结构，包括晶系、晶格常数、晶面指数（密勒指数）的确定与意义。重点分析了晶体缺陷的类型——点缺陷（空位、间隙原子、置换原子）、线缺陷（位错）和面缺陷（晶界、孪晶界）——以及这些缺陷如何成为材料塑性变形和性能退化的核心因素。通过理论计算与实验图像对比，阐明了晶体结构对材料宏观力学性能（如强度、韧性）的决定性影响。 第二章：材料的热力学与相图解析 本章聚焦于材料体系的稳定性和相变规律。详细介绍了热力学基本定律在材料科学中的应用，特别是吉布斯自由能与相平衡的关系。核心内容是相图（Phase Diagrams）的解析，包括单组元、二元和简单三元相图的解读方法。对二元合金体系，如Fe-C系（铁碳合金相图）的冷却曲线、相区、相变过程（如共晶、共析反应）进行了详尽的图解和计算分析。内容延伸至非平衡相变，如马氏体转变，为后续的热处理工艺奠定基础。 第三章：材料的扩散与动力学 材料的宏观性能往往是动态变化的，这与原子尺度的扩散过程密切相关。本章系统阐述了固态扩散的机理，包括菲克第一定律和第二定律，并详细分析了扩散系数的温度依赖性（阿伦尼乌斯关系）。讨论了不同晶体缺陷对扩散速率的影响，以及扩散在材料加工（如渗碳、烧结、蠕变）中的关键作用。 第二部分：核心工程材料的性能与改性 本部分深入剖析三大传统工程材料——金属、陶瓷、高分子——的特性、制备与改性技术。 第四章：金属材料的组织、性能与热处理 金属材料是现代工业的支柱。本章着重于金属的形变机理（加工硬化与回复、再结晶），以及合金化对性能的提升作用。热处理技术是本章的重点，涵盖了退火、正火、淬火、回火等工艺对钢和铝合金微观结构（如珠光体、贝氏体、马氏体）的控制。特别引入了现代热处理技术，如等温淬火和相变诱导塑性（TRIP）钢，以期实现超高强度和韧性的兼得。 第五章：结构与功能陶瓷 陶瓷材料以其优异的耐高温、耐磨损和电学特性而著称。本章介绍了氧化物、非氧化物陶瓷（如碳化硅、氮化硅）的制备方法，特别是粉末冶金和先进烧结技术（如放电等离子烧结，SPS）。性能方面，重点讨论了陶瓷的断裂韧性——如何通过引入第二相粒子、纤维增强来提高其固有的脆性，以及陶瓷的热障效应和电介质特性。 第六章：高分子材料的结构与流变学 高分子材料因其轻质、易加工和可设计性广而应用日益扩大。本章详述了高分子的微观结构（链的缠结、结晶度）与宏观性能的关系。流变学是理解高分子加工的关键，详细分析了牛顿流体、剪切变稀行为，以及粘弹性理论在注射成型、挤出过程中的应用。还探讨了高分子材料的老化机制（热氧化、光降解）及抗老化措施。 第三部分：先进材料、复合材料与功能材料 本部分面向二十一世纪的工程需求，聚焦于材料的集成化、智能化和高性能化。 第七章：复合材料的设计与界面科学 复合材料通过结合不同材料的优点，实现单一材料无法达到的综合性能。本章详细介绍了纤维增强复合材料（FRP）和粒子增强复合材料的力学模型（如混合律的局限性）。核心内容在于界面（Interface）的理解与控制，即基体与增强体之间的有效载荷传递机制，并对比了金属基复合材料（MMC）、陶瓷基复合材料（CMC）和高分子基复合材料（PMC）的优缺点及制造工艺。 第八章：功能材料的电磁与光电特性 功能材料是现代电子、信息和能源技术的核心。本章深入探讨了半导体材料的能带理论、掺杂机制及其在集成电路中的应用。对磁性材料（硬磁、软磁）的磁滞回线、畴壁运动进行了详细分析。此外，还引入了压电材料、铁电材料和形状记忆合金（SMA）的工作原理，展示了材料如何将机械能、电能和热能相互转换。 第九章：材料的制备与加工前沿技术 高性能材料的实现离不开先进的制造技术。本章不再侧重于传统铸造和锻造，而是聚焦于： 1. 增材制造（3D打印）： 重点分析选择性激光熔化（SLM）、电子束熔化（EBM）等技术对金属材料微观结构（如快速凝固晶粒、残余应力）的影响，以及由此带来的性能提升与挑战。 2. 薄膜技术： 涵盖了物理气相沉积（PVD）和化学气相沉积（CVD）在制备高硬度涂层、光学膜和半导体器件中的应用。 3. 纳米材料与尺度效应： 讨论了材料进入纳米尺度后，表面能、量子效应带来的新颖性能，以及纳米材料的控制合成方法。 第十节：材料的表征与性能评价 本章是连接材料理论与实验的桥梁。详细介绍了结构表征手段，包括X射线衍射（XRD）分析晶体结构与残余应力；扫描电子显微镜（SEM）与透射电子显微镜（TEM）的成像原理、高分辨成像及能谱分析（EDS）。性能评价方面，系统回顾了静态力学性能（拉伸、压缩）、动态力学性能（疲劳、蠕变）的测试标准与数据分析方法，特别是疲劳断口分析在工程失效诊断中的关键作用。 总结与展望 本书的编写贯穿着一条主线：从原子结构到宏观性能，从传统制造到智能设计。它不仅提供了坚实的理论深度，更紧密结合了当前工程实践中的热点和难点，旨在培养读者运用材料科学思维解决复杂工程问题的能力，为推动新一代航空航天、新能源和生物医学等领域的材料创新提供坚实的知识支撑。本书的深度和广度使其不仅适用于本科高年级和研究生阶段的专业课程，也是从事材料研发和质量控制工程师的必备案头工具书。
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