工业电子学

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出版者:高等教育出版社
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页数:0
译者:
出版时间:1900-01-01
价格:12.00元
装帧:
isbn号码:9787040082623
丛书系列:
图书标签:
  • 工业电子学
  • 电子技术
  • 工业控制
  • 传感器
  • PLC
  • 单片机
  • 电力电子
  • 自动化
  • 电路分析
  • 嵌入式系统
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具体描述

本书由全国中专电工学与工业电子学

工业电子学(备选图书)简介 书名:先进材料的制备与应用:从微观到宏观的工程视角 内容概要 本书《先进材料的制备与应用:从微观到宏观的工程视角》并非聚焦于传统意义上的电路、功率转换或嵌入式系统等“工业电子学”的核心主题。相反,它深入探讨了支撑现代高科技产业,尤其是涉及极端环境、高精度传感和能源存储领域的基础物理与化学前沿——先进材料科学与工程。 全书结构围绕材料的“设计-合成-表征-应用”这一完整链条展开,旨在为材料工程师、化学家、以及需要理解材料性能与制造限制的机械、航空航天和半导体领域专业人员提供一个全面且深入的知识框架。本书强调的是如何通过控制原子和分子层面的结构,来赋予材料宏观层面上所需的新颖功能。 第一部分:基础理论与微观结构 本部分奠定了理解先进材料行为的理论基础。它首先回顾了晶体结构、晶界工程和缺陷化学的基础知识,重点分析了这些微观特征如何决定材料的机械、热学和电学性能。 晶格动力学与缺陷工程: 详细解析了点缺陷、位错和析出物在不同应力场和温度梯度下的迁移与交互作用。尤其关注了如何通过精确控制掺杂和热处理工艺来“钉扎”或“激活”特定缺陷,从而优化材料的耐疲劳性和导电性。 界面与表面科学: 探讨了异质结构界面(如半导体异质结、金属-陶瓷界面)的能带结构匹配和界面能。内容涵盖了表面吸附、氧化还原反应动力学,以及界面层对器件寿命和可靠性的决定性影响。 第二部分:功能材料的合成与加工技术 这是本书的核心技术部分,详细介绍了实现特定功能所需的高端制造工艺。重点不再是PCB设计或SMPS的拓扑结构,而是材料本身的“炼制”过程。 高温与超硬材料的制备: 深入研究了化学气相沉积(CVD)、原子层沉积(ALD)在制备超薄功能膜(如高k介电层、阻隔层)中的应用机理。同时,阐述了粉末冶金、热等静压(HIP)等技术在制备高性能结构陶瓷和复合材料中的精确控制参数。 能源存储材料的电化学合成: 这一章专门针对电池和超级电容器领域,详细描述了锂离子电池正负极材料(如NMC、硅基材料)的固相反应法和溶胶-凝胶法的工艺流程。重点讨论了如何通过控制颗粒形貌、孔隙结构来提高充放电效率和循环稳定性。 拓扑材料与低维结构: 介绍了石墨烯、过渡金属硫化物(TMDs)等二维材料的机械剥离、化学气相外延(CCVD)等制备方法,并分析了其在柔性电子和光电器件中的应用潜力。 第三部分:性能表征与寿命预测 本部分着眼于如何量化材料的性能,并预测其在实际工业环境下的长期表现。 先进表征技术: 涵盖了透射电子显微镜(TEM/STEM)在原子分辨率成像中的应用,重点解释了如何利用能量分散谱(EDS)和电子能量损失谱(EELS)进行元素分布和化学态分析。此外,还介绍了X射线衍射(XRD)在残余应力分析中的高级应用。 腐蚀、蠕变与断裂力学: 针对材料在苛刻工作条件下的可靠性问题,本书引入了电化学腐蚀动力学模型、高温蠕变速率方程(如Norton定律的修正形式)以及裂纹扩展的Paris定律。目标是建立从材料微观结构到宏观失效模式的映射关系。 第四部分:前沿应用与跨学科集成 最后一部分探讨了先进材料如何赋能新兴技术领域。 智能与自修复材料: 介绍了基于形状记忆合金(SMA)、压电陶瓷以及引入微胶囊体系的自修复聚合物的最新研究进展及其在结构健康监测(SHM)中的潜在应用。 生物医用与环境材料: 探讨了生物相容性涂层、多孔支架材料的制备,以及用于污染物吸附和催化的金属有机框架材料(MOFs)的设计原则。 本书特色 本书的独特之处在于其坚实的理论基础与极其贴近工业实践的工艺细节相结合。它侧重于“为什么”材料会表现出某种行为,以及“如何”通过工程手段来精确控制这种行为。与侧重于电路原理、控制算法或电力电子系统集成的书籍不同,本书完全聚焦于支撑这些电子系统和机械系统的物质基础,为读者提供一个从原子层面理解高性能产品制造瓶颈的全新视角。它要求读者具备一定的物理和化学基础,但其详尽的案例分析和流程图解,确保了即便是跨专业的工程师也能有效地掌握材料工程的核心能力。

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读后感

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说实话,我带着一种“试试看”的心态翻开了这本《工业电子学》,毕竟工业电子这个词听起来就相当专业和遥远。然而,事实证明我的担忧是多余的,这本书的内容丰富程度和讲解深度都远远超出了我的预期,并且以一种我完全能接受的方式呈现。让我印象深刻的是,作者并没有一开始就抛出大量的专业术语和复杂公式,而是从工业生产中最常见的一些场景入手,比如工厂里的各种电机、传送带、焊接设备等等,然后才逐步引申到驱动这些设备的电子技术。书中对几种关键的功率电子器件,如二极管、三极管、MOSFET等,进行了非常细致的剖析,不仅讲解了它们的基本工作原理,还详细阐述了它们在不同应用场景下的选型考量和设计要点。我尤其喜欢书中关于“电机驱动”章节的讲解,作者详细介绍了直流电机、交流电机(包括同步电机和异步电机)的控制原理,以及如何通过变频器、伺服驱动器等先进技术来实现对电机的高精度控制。书中还穿插了一些实际案例分析,让我能够看到这些理论知识是如何落地应用的,比如在冶金行业中,如何通过功率电子技术来控制大型轧钢机的运行;在电力行业中,如何利用高压变频器来提高电网的运行效率。书中的图表和插图也极为丰富,每一个重要的概念都有对应的示意图,让原本枯燥的电路原理变得生动形象。读完这部分内容,我对工业生产中那些看似“粗犷”的机械设备背后,隐藏着如此精密的电子控制技术感到由衷的钦佩。

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《工业电子学》这本书,在我看来,是一部关于“工业动力”的深度解析。它让我看到了那些驱动着巨大机械运转的“电的魔法”。我尤其对书中关于“高压直流输电(HVDC)”的章节内容印象深刻。作者详细介绍了HVDC技术的基本原理、换流站的设计、以及其在远距离大容量输电中的优势,比如减少线路损耗、提高电网稳定性等。虽然这是一个相对高端和复杂的领域,但作者的讲解方式非常清晰,并通过大量的图示和简化模型,让我能够理解其核心概念。书中还探讨了“工业用电动机的调速技术”,从传统的有级调速到现代的脉冲宽度调制(PWM)变频调速,都进行了详细的介绍。这让我明白,为什么现代工业生产能够实现如此精密的运动控制,背后是电子技术在不断进步。我对书中关于“功率因数校正(PFC)”的讨论也颇感兴趣,了解了为什么在工业用电中需要关注功率因数,以及如何通过有源PFC和无源PFC技术来提高电能利用率,减少电网的负荷。这本书的内容不仅仅是理论的堆砌,更是与实际工业应用紧密结合,充满了工程智慧。

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对于我这样对工业领域充满了好奇,但又缺乏专业知识的读者来说,《工业电子学》提供了一个非常棒的入门途径。它没有上来就灌输晦涩的概念,而是以一种循序渐进、由浅入深的方式,引导我逐步理解工业电子的核心。我特别喜欢书中关于“电磁兼容性(EMC)”的讲解。作者清晰地解释了电磁干扰(EMI)是如何产生的,以及它对工业电子设备可能造成的危害,并详细介绍了各种抑制EMI的措施,例如滤波、屏蔽、接地等。这让我明白,在复杂的工业环境中,如何让电子设备“和平共处”也是一门重要的学问。书中还对“故障诊断与维修”进行了深入的探讨,分析了不同类型的故障产生原因,以及如何运用各种测试仪器和方法来定位和排除故障,这对于保证工业生产的连续性具有实际意义。我甚至可以通过书中提供的故障案例,模拟一些故障场景,并尝试找出解决办法,这大大增强了我的学习兴趣。此外,书中对“绿色能源”在工业电子中的应用也进行了展望,比如太阳能逆变器、风力发电机变流器等,让我看到了工业电子技术在推动可持续发展中的巨大潜力。

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阅读《工业电子学》的过程,对我而言,是一次深刻的“工业革命”视角体验。它让我看到,现代工业的飞速发展,离不开电子技术在底层默默的支持。我特别着迷于书中关于“感应加热”章节的论述。作者详细解释了电磁感应的原理,以及如何利用高频大功率电子器件来产生强大的交变磁场,从而实现金属的快速加热、熔炼甚至焊接。书中还对比了不同类型的感应加热设备,分析了它们的优缺点和适用范围,这让我对这种高效、环保的加热方式有了全新的认识。另外,书中关于“电力系统中的谐波分析与治理”的内容也让我大开眼界。我之前从未意识到,电子设备在运行过程中会产生谐波,并且这些谐波会对电网和其它设备造成不良影响。作者详细介绍了谐波的产生机理、测量方法,以及各种滤波器(如无源滤波器、有源滤波器)在治理谐波方面的作用,这让我看到了工业电子技术在保障电力系统健康运行方面的专业性。我甚至开始关注身边的工业设备,想象它们内部可能存在的那些复杂的电子电路。

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坦白说,我选择阅读《工业电子学》是带着一种“挑战自我”的心态。我之前对电子工程的了解仅限于一些基础的电路原理,对于“工业”二字所代表的复杂性和规模感,一直心存敬畏。然而,这本书却以一种令人惊讶的清晰度和深度,将我引入了工业电子的殿堂。我最欣赏的部分是书中关于“功率器件的应用”的细致讲解。作者并没有简单罗列各种器件的参数,而是深入分析了不同功率半导体器件(如IGBT、MOSFET、Thyristor)的特性曲线、开关损耗、散热要求等,并结合具体的工业应用场景,比如变频器、电焊机、感应加热设备等,讲解了如何根据应用需求来选择合适的器件,以及在实际电路设计中需要注意的关键问题。书中对于“保护电路”的论述也让我受益匪浅,了解了过压、过流、过温等保护机制是如何设计的,以及它们在工业电子设备中扮演的至关重要的角色。我甚至能想象到,在那些高温、高湿、甚至充满化学腐蚀的工业环境中,一套完善的保护电路是多么的不可或缺。书中对“工业电源”的介绍也十分到位,从线性电源到开关电源,再到一些特殊的工业用电源,都进行了详细的介绍,让我对各种电源的设计原理和应用有了更清晰的认识。尽管书中涉及一些计算和分析,但作者的讲解方式总能让我抓住问题的核心,并且感受到一种严谨的科学逻辑。

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这本《工业电子学》对我来说,绝对是一次意外的惊喜,甚至可以说是一次学习上的“启蒙”。我一直对那些能让庞大机器运转起来的“幕后英雄”充满好奇,而这本书则像一位技艺精湛的向导,一步步地揭开了工业电子领域的神秘面纱。我并非科班出身,之前对电子元器件的认知仅限于手机里的小芯片,但书中从最基础的半导体原理讲起,再到各种功率器件(如晶闸管、IGBT)的详细介绍,以及它们在实际工业应用中的运作方式,都讲解得非常清晰透彻。我特别喜欢其中关于“功率变换”章节的论述,书中不仅阐述了DC-DC、AC-DC、DC-AC等几种主要变换方式的原理,还深入剖析了各种变换拓扑的优缺点,以及它们如何根据不同的应用场景(比如电机驱动、电源供应)进行选择。我甚至跟着书中的例子,尝试在脑海里勾勒出变频器内部的复杂电路结构,以及它们如何精确控制电机的转速和扭矩。书中不乏一些复杂的数学公式和电路图,但作者的叙述方式却异常接地气,总能用形象的比喻来解释抽象的概念。比如,在讲解开关电源的效率问题时,作者将其比作“能量的漏斗”,形象地说明了损耗是如何产生的,以及如何通过优化设计来减少能量的浪费。这使得我这个非专业人士也能大致理解其中的奥妙,并从中获得成就感。此外,书中还涉及了工业控制系统中的传感器和执行器,以及它们与电子器件的接口问题。这部分内容让我意识到,工业电子学并非孤立存在,而是与整个自动化控制体系紧密相连。总而言之,这本书不仅为我打开了一个全新的认知领域,更激发了我进一步探索工业自动化技术的热情。

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对于我来说,《工业电子学》是一次关于“工业脉搏”的探索之旅。它让我理解了驱动庞大工业体系运转的那些微小的“电的信号”是如何被精妙地设计和控制的。我尤为欣赏书中关于“电磁兼容性设计”的详尽阐述。作者深入剖析了电磁干扰(EMI)和电磁敏感性(EMS)的产生机制,并提供了多种行之有效的工程解决方案,例如滤波、屏蔽、布局优化等。这让我明白,在充满电磁“噪音”的工业环境中,如何设计出稳定可靠的电子设备是一门至关重要的学问。书中还重点介绍了“工业数据采集与处理系统”,以及如何利用各种接口电路和通信协议,将传感器采集到的模拟信号转化为数字信号,并进行实时的处理和分析。这让我对工业现场的智能化监测和控制有了更直观的认识。我甚至能够想象到,在一些高度自动化的工厂里,无数的数据流正在通过复杂的电子系统进行高速传输和分析,从而实现对生产过程的精细化管理。书中还提及了“电力电子器件的封装技术”,以及如何通过合理的封装来提高器件的散热性能和可靠性,这让我看到了工程设计中的每一个细节都至关重要。

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这本《工业电子学》给我带来的,更多的是一种对“工业心脏”的深刻理解。我之前总觉得,工业生产就是各种大大小小的机器在轰隆作响,但这本书让我看到了这些机械设备是如何被精确地“指挥”和“驱动”的,而这一切的背后,都离不开工业电子学这门技术。书中对于“电力电子变换”这块内容的阐述,我个人认为达到了一个相当高的水准。作者不仅介绍了不同类型的电力电子变换器(比如斩波器、逆变器、整流器),还对其工作原理、控制策略、以及在不同工业应用中的具体实现做了详尽的讲解。我特别对书中关于“软开关技术”的讨论印象深刻,理解了它如何通过减小器件的开关损耗来提高变换器的效率和可靠性,这对于保障大规模工业生产的稳定运行至关重要。另外,书中还涉及到了“电能质量”这个概念,详细解释了谐波、电压闪变等问题对工业设备的影响,以及如何通过滤波器、无功补偿装置等技术来改善电能质量,这让我看到了工业电子学在保障电力系统稳定运行方面的价值。书中对于安全性和可靠性的探讨也占据了一定的篇幅,这让我意识到,工业电子系统不仅仅是实现功能,更要确保在各种恶劣环境下都能稳定可靠地工作。虽然有些内容对我来说比较艰深,但作者的耐心讲解和丰富的案例,让我在学习的过程中感受到了一种循序渐进的进步感,仿佛在与一位经验丰富的工程师进行交流。

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在我眼中,《工业电子学》更像是一本“工业神经系统”的教科书。它揭示了驱动现代工业运转的那些看不见的“电信号”是如何被生成、传输和控制的。我被书中关于“数字控制在工业电子中的应用”的部分深深吸引。作者详细阐述了微控制器(MCU)和数字信号处理器(DSP)在工业电子设备中的核心作用,比如在电机驱动、电源控制、通信接口等方面的应用。我尤其对书中关于“模糊逻辑控制”和“自适应控制”等先进控制策略的介绍感到新奇,理解了它们如何能够处理复杂的非线性系统,并提高工业过程的自动化水平和鲁棒性。书中还特别强调了“可靠性工程”在工业电子设计中的重要性,从元器件的筛选、电路的冗余设计,到环境适应性测试,都进行了详细的阐述,这让我深刻体会到工业电子设备在恶劣工况下的生命线。我甚至联想到,一旦工业电子系统出现故障,其造成的损失可能是巨大的,所以对可靠性的极致追求是这门学科的灵魂所在。书中还穿插了一些关于“工业通信协议”的介绍,比如Modbus、Profibus等,让我了解了不同工业设备之间是如何进行信息交互的,这为我描绘了一个更加完整的工业自动化图景。

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《工业电子学》这本书,在我看来,是一扇通往“工业智能”的大门。它让我看到了电子技术如何让工业生产变得更加高效、精准和自动化。我被书中关于“机器人与自动化设备中的功率电子学”的介绍深深吸引。作者详细阐述了伺服驱动器、步进电机驱动器等关键部件的工作原理,以及它们如何在工业机器人、数控机床等自动化设备中实现精确的定位和运动控制。书中还提及了“传感器技术”在工业自动化中的重要性,以及各种类型的传感器(如光电传感器、接近传感器、温度传感器)是如何与电子电路接口,并将采集到的信息传递给控制系统。我甚至能够想象到,在一条繁忙的生产线上,无数的传感器和执行器通过复杂的电子网络协同工作,最终实现产品的精益生产。书中对“新能源电力转换技术”的探讨也让我耳目一新,比如光伏逆变器、风力发电变流器等,让我看到了工业电子学在推动能源革命中的重要作用。这本书的内容让我感受到一种强烈的时代感,以及工业电子技术不断革新的生命力。

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