Electrical and Electronic Principles and Technology pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:Butterworth-Heinemann

作者:Bird, John O.

出品人:

页数:400

译者:

出版时间:2003-4

价格:$ 38.36

装帧:Pap

isbn号码:9780750665506

丛书系列:

图书标签:

• 电气工程
• 电子工程
• 电路原理
• 电子技术
• 物理学
• 技术教育
• 工程技术
• 电力系统
• 半导体
• 元器件

好的，这是一本关于先进材料科学与工程的图书简介，内容将聚焦于材料的制备、表征、性能及其在现代工程中的应用，完全不涉及《Electrical and Electronic Principles and Technology》中的任何主题。 --- 《先进材料的结构、性能与应用》 导言：迈向物质世界的深度探索 在二十一世纪的科技前沿，材料科学与工程的进步是推动人类社会变革的核心动力之一。从微观尺度的原子排列到宏观尺度的器件集成，材料的本质决定了技术的上限。本书《先进材料的结构、性能与应用》旨在为读者提供一个全面、深入且高度实用的框架，用于理解和驾驭各类前沿工程材料。 本书的定位是面向高年级本科生、研究生以及致力于材料研发和应用的高级工程师。我们不仅仅停留在对现有材料的描述，更深入探讨了材料的设计原理、制备的复杂性以及性能优化的内在机制。全书结构严谨，内容翔实，力求在理论深度与工程实践之间架起一座坚实的桥梁。 第一部分：晶体结构与缺陷工程 (Crystallography and Defect Engineering) 材料的宏观属性无不源自其微观的晶体结构和内部的缺陷。本部分将首先建立坚实的晶体学基础，随后深入探讨缺陷如何成为调控材料性能的关键杠杆。 第一章：晶体学的数学基础与晶格动力学 本章从密堆积、布拉菲点阵开始，详细阐述了晶体结构描述的数学工具，包括点群、空间群和倒易点阵。重点关注如何利用X射线衍射（XRD）技术解析复杂晶体的结构，并引入晶格振动理论（声子），探讨其对材料热学和声学特性的影响。我们还将讨论非晶态（玻璃态）材料的短程和中程有序结构，以及液态到固态转变过程中的动力学行为。 第二章：点缺陷、线缺陷与面缺陷的统计热力学 理解缺陷的形成能级和平衡浓度是进行材料设计的先决条件。本章系统阐述了位错（螺型、刃型及混合型）、空位、间隙原子、孪晶界和晶界等各类缺陷的物理化学本质。我们将运用统计热力学模型，计算缺陷的平衡浓度，并分析温度、应力和化学势如何驱动缺陷的迁移和反应。特别关注位错在塑性变形中的运动机制，如攀移、交滑移及其对加工硬化的贡献。 第三章：结构-性能关联：从晶格到宏观响应 本章是理论与应用的交汇点。我们将深入分析晶体结构和缺陷密度如何决定材料的机械、热学和扩散性能。例如，如何通过晶粒细化（Hall-Petch效应）来提高强度，或如何利用位错塞积来调控形变机制。此外，本章还将涉及相变理论，包括一阶和二阶相变，以及马氏体相变中的无扩散机制。 第二部分：先进材料的制备与合成策略 (Synthesis and Processing of Advanced Materials) 优异的性能往往需要苛刻的制备条件和精妙的合成路径。本部分聚焦于现代材料科学中最具挑战性的合成技术。 第四章：固态合成、粉末冶金与烧结动力学 本章详细介绍高纯度粉体制备技术，包括化学沉淀法、溶胶-凝胶法和气相合成法。随后，重点讨论粉末的压实、成型技术，以及烧结过程中的致密化机制。我们将分析扩散机制在烧结中的作用，包括晶界扩散、体扩散，并深入探讨液相烧结对最终材料微观结构和最终性能的决定性影响。 第五章：薄膜沉积技术与界面工程 现代电子、光学和能源器件严重依赖于高质量的薄膜。本章涵盖了物理气相沉积（PVD，如溅射、蒸发）和化学气相沉积（CVD）的原理与设备。我们着重分析薄膜生长的四种基本模式（岛状、层状、岛状-层状转换），以及如何通过精确控制衬底温度、反应气体分压来调控薄膜的晶习和应力状态。此外，界面缺陷的控制和应力松弛机制是本章的另一核心。 第六章：增材制造（3D 打印）中的材料科学挑战 本书将增材制造视为一种颠覆性的材料制备范式。本章分析了选择性激光熔化（SLM）和电子束熔化（EBM）中的材料行为。重点探讨高冷却速率下的非平衡态凝固、枝晶生长、快速相分离现象以及由此导致的微观结构各向异性。我们将讨论如何通过优化工艺参数来管理凝固过程中产生的残余应力和孔隙率。 第三部分：特定功能材料的结构表征与性能调控 (Characterization and Functional Control) 本部分聚焦于具有特定功能（机械、热学、光子学或生物相容性）的先进材料，并结合最前沿的表征手段来揭示其内在机理。 第七章：高性能结构材料的韧化与断裂力学 本章深入探讨了金属、陶瓷和复合材料的断裂行为。从线弹性断裂力学（Griffith、Irwin）出发，延伸至弹塑性断裂（J积分、裂纹尖端塑性区）。我们将详细分析提高材料韧性的微观策略，如使用梯度结构、引入第二相粒子（如析出物强化）以阻碍裂纹扩展，并研究纤维增强复合材料中纤维-基体界面对损伤容限的控制作用。 第八章：热力学与热电材料 热管理和能量转换是当代工程的重大议题。本章侧重于理解材料的热输运机制，包括晶格热导率和电子热导率的贡献。针对热电材料，我们将详细分析塞贝克系数、电导率和热导率之间的复杂权衡关系，并介绍通过“晶格热导率散射”（如点缺陷、纳米结构）来优化优值因子（ZT）的先进设计思路。 第九章：生物医用材料与组织工程 本章探讨材料与生命系统的相互作用。内容包括生物活性与生物惰性材料的选择标准，金属（如钛合金）的耐腐蚀性与生物相容性。重点分析了高分子和陶瓷材料在作为组织支架时的力学匹配问题，以及表面改性技术（如涂层、接枝）如何调控细胞粘附、增殖与分化。 第十章：高级材料的计算模拟方法 现代材料科学离不开计算工具的支撑。本章介绍密度泛函理论（DFT）在计算材料基态性质中的应用，以及分子动力学（MD）模拟在研究原子扩散、位错运动和熔化过程中的优势。我们将展示如何利用这些计算工具来预测材料在极端条件下的行为，从而指导实验设计，实现“材料基因工程”的理念。 总结与展望 《先进材料的结构、性能与应用》力求成为一本全面、深入且与时俱进的参考书。它不仅传授了材料科学的核心知识，更重要的是培养读者运用跨学科思维，从原子尺度到宏观应用解决复杂工程问题的能力。本书的深度和广度，将确保读者在面对下一代技术挑战时，能够从“材料”这一根本出发点，找到创新的钥匙。

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