Microengineering, MEMS, and Interfacing pdf epub mobi txt 电子书下载 2026

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出版者:Marcel Dekker Inc

作者:Banks, Danny

出品人:

页数:352

译者:

出版时间:2006-3

价格:$ 214.64

装帧:HRD

isbn号码:9780824723057

丛书系列:

图书标签:

Microengineering
MEMS
Microfabrication
Sensors
Actuators
Interfacing
Microfluidics
Biomedical Engineering
Nanotechnology
Electronics

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具体描述

MEMS devices are finding increasingly widespread use in a variety of settings, from chemical and biological analysis to sensors and actuators in automotive applications. Along with this massive growth, the field is still experiencing growing pains as fabrication processes are refined and new applications are attempted. Anyone serious about entering the field must have a realistic knowledge of just what is possible with MEMS technologies as well as the myriad issues involved in fabrication and device integration. "Microengineering, MEMS, and Interfacing: A Practical Guide" provides a straightforward, down-to-earth overview of the current state of MEMS technology. The first section systematically reviews the various bulk and surface micromachining methods, photolithography masks, and nonsilicon processes, examining their capabilities, limitations, and suggested uses. Next, the author details the characteristics of individual devices and systems, their advantages and shortcomings, and how they can be combined to achieve desired functionality. He includes condensed introductions to relevant chemistry and biochemistry and then demonstrates applications of MEMS in these areas. Beginning with a short introduction to electronics, the final section explores the issues involved in interfacing MEMS components with other systems. With judicious use of illustrations to clarify the discussion, this guide offers hands-on tools for solving specific problems along with the insight necessary to use them most effectively.

《先进材料科学与工程导论》图书简介本书旨在为材料科学与工程领域的初学者和希望系统回顾基础知识的专业人士提供一份全面而深入的入门指南。全书围绕现代材料科学的基石展开，系统地探讨了从原子尺度到宏观尺度的材料结构、性能、加工与应用之间的内在联系。我们力求构建一个清晰的知识框架，使用严谨的科学语言，同时辅以大量的实例和图表，以促进读者对复杂概念的理解。第一部分：材料科学基础本部分奠定了理解所有工程材料的基础。首先，我们深入探讨了原子结构与化学键合。详细分析了离子键、共价键、金属键和范德华力等不同键合类型的形成机理及其对材料宏观性能（如熔点、硬度）的决定性影响。晶体结构是材料行为的骨架，因此，我们花费大量篇幅介绍了晶体学基础，包括布拉维点阵、晶面指数（Miller Indices）的确定与应用，以及晶体缺陷（点缺陷、线缺陷、面缺陷）的存在形式与对材料力学性能的至关重要作用。接着，我们转向材料的热力学与动力学。热力学部分关注的是相平衡原理，详细阐述了吉布斯相律、相图的解读，特别是二元合金相图（如Fe-C系、Cu-Ni系）的分析方法，这是理解材料制造和热处理过程的关键。动力学部分则侧重于扩散过程。我们讨论了菲克第一定律和第二定律，分析了扩散机制（取代式、间隙式）及其温度依赖性（阿伦尼乌斯关系），这对于理解固态反应、渗碳和烧结过程至关重要。第二部分：结构与性能的关联在掌握了基本原理后，本部分将焦点集中于结构如何决定性能。一、机械性能：这是工程应用中最核心的性能之一。我们系统地介绍了材料的弹性、塑性、粘度和疲劳行为。弹性变形基于应力-应变关系，并引入了杨氏模量、泊松比等弹性常数。塑性变形的核心在于位错的运动与交互作用。详细分析了位错的类型（刃型、螺型）、滑移系统、以及强化机制，包括固溶强化、加工硬化（形变强化）和晶界强化（Hall-Petch关系）。脆性断裂与韧性断裂的机理被清晰区分，断裂韧性（$K_{Ic}$）的概念及其测量方法是本章的重点。此外，蠕变和高应变率下的动态响应也被纳入讨论。二、电学与磁学性能：材料的电学特性与其电子结构紧密相关。本书分类阐述了导体、半导体和绝缘体的工作原理。对于导体，我们讨论了自由电子模型、能带理论（价带与导带）、以及欧姆定律的微观解释。对于半导体，重点讲解了本征半导体的载流子产生、掺杂（N型和P型）对费米能级的移动，以及PN结的形成与二极管特性。磁学方面，我们介绍了磁畴、磁滞回线、居里温度等基本概念，并区分了铁磁性、顺磁性和抗磁性的微观根源。三、热学与光学性能：材料对热量的响应能力通过热导率和热膨胀系数来衡量。我们比较了晶体材料和非晶材料中热量传递的主要机制（声子）。在光学性能方面，介绍了光的吸收、反射和透射过程，特别针对透明材料和半导体材料的发光和吸收特性进行了深入分析。第三部分：主要工程材料体系本部分将理论知识应用于三大主流工程材料——金属、陶瓷和聚合物。一、金属材料：聚焦于合金设计原理。详细分析了常见金属合金（如钢铁、铝合金、钛合金）的微观结构演变，特别是热处理工艺（退火、正火、淬火、回火）对最终组织和性能的影响。对不锈钢的晶体结构稳定性及其耐腐蚀性进行了专门论述。二、陶瓷材料：陶瓷因其高硬度、耐高温和耐化学腐蚀性而备受关注。我们讨论了离子键在陶瓷结构中的主导作用，以及它们与生俱来的脆性。重点介绍了氧化物陶瓷（如氧化铝、氧化锆）、非氧化物陶瓷（如碳化硅、氮化硅）的制备方法（如粉末冶金、反应烧结）及其在极端环境下的应用。三、聚合物材料：聚合物的特性主要由其长链结构和分子间作用力决定。本书详细解释了热塑性塑料和热固性塑料的区别，缠结的概念，玻璃化转变温度（$T_g$）和熔点（$T_m$）对材料加工和使用的意义。对复合材料中聚合物基体的作用进行了初步探讨。第四部分：材料的加工与性能提升材料的最终性能不仅取决于其固有结构，还强烈依赖于加工过程。本部分涵盖了材料加工的宏观技术和表面工程。一、塑性加工与成形：涵盖了锻造、轧制、挤压和拉拔等主要的塑性变形技术，并分析了这些过程如何引入和控制材料的形变孪晶和位错密度，从而优化其力学性能。二、连接技术：重点讨论了焊接过程中的热影响区（HAZ）的形成与控制，以及对材料性能的潜在不利影响。三、表面工程：强调了表面处理对材料服役性能的关键作用。详细介绍了提高表面硬度、耐磨性和耐腐蚀性的技术，包括渗碳、离子镀、物理气相沉积（PVD）和化学气相沉积（CVD）的基本原理和应用实例。总结《先进材料科学与工程导论》力求成为一本连接基础物理化学与实际工程应用的桥梁之作。它不仅介绍了材料“是什么”和“为什么是这样”，更重要的是指导读者如何根据特定需求选择、设计和加工“正确的”材料。本书的结构严谨，覆盖面广，适合作为大学本科高年级或研究生初期的核心教材，也是工程师和科研人员进行跨学科研究的重要参考资料。