电工与电子技术基础(修订本)

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isbn号码:9787810500449
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具体描述

现代工程材料学:从微观结构到宏观性能的深度探索 图书简介 《现代工程材料学:从微观结构到宏观性能的深度探索》 是一部全面、深入、系统地阐述工程材料科学与工程基础理论的专著。本书旨在为材料科学、机械工程、航空航天、电子信息以及化学工程等领域的学生、研究人员和工程师提供一个坚实的理论基础和前沿的应用视角。本书聚焦于理解材料的微观结构如何决定其宏观性能,并探讨先进制造技术和功能化材料在现代工业中的关键作用。 本书的结构设计遵循了从基础理论到专业应用的逻辑递进。全书共分为六大部分,涵盖了材料科学的核心范畴: --- 第一部分:材料科学的基石与结构基础 本部分奠定了理解所有工程材料的基础。我们首先从原子尺度上的键合类型(离子键、共价键、金属键和范德华力)入手,详细分析这些基本相互作用如何塑造晶体结构和非晶态结构。 晶体学与缺陷工程: 深入探讨晶体结构的基本概念,如晶胞、布拉维点阵、晶面指数(Miller Indices)和晶向指数。重点剖析材料中固有的缺陷——点缺陷(空位、间隙原子)、线缺陷(位错)和面缺陷(晶界、堆垛层错)。我们将详细阐述位错在塑性变形中的核心作用,并解释如何通过控制晶界结构和缺陷浓度来调控材料的力学性能,例如引入晶界以提高强度(Hall-Petch效应)。 微观结构表征技术: 介绍现代材料分析的关键技术。包括X射线衍射(XRD)用于晶体结构鉴定和晶粒尺寸分析;扫描电子显微镜(SEM)和透射电子显微镜(TEM)用于观察微观形貌和晶体缺陷;能量色散X射线光谱(EDS)和电子能量损失谱(EELS)用于元素分析和化学态确定。强调这些工具如何将抽象的理论结构可视化。 --- 第二部分:热力学、动力学与相变原理 材料的性能不是静态的,而是受温度、压力和时间影响的动态过程。本部分深入探讨驱动材料变化的内在机制。 材料热力学基础: 阐述吉布斯自由能、活度、化学势在材料平衡态中的地位。详细分析固-液、固-固相变的热力学驱动力。重点介绍相图的解读与应用,特别是二元和三元合金相图,如共晶、共熔、包析和固溶体形成过程,并将其与实际的铸造和热处理过程联系起来。 扩散与动力学: 探讨原子在固体中迁移的基本机理——Fick定律及其在不同条件下的应用。区分表面扩散、晶界扩散和晶格扩散的速率差异。讨论扩散在固态反应、渗碳、氧化还原过程以及高温蠕变中的关键作用。 相变动力学: 引入形核理论和长大理论(如焦耳-汤姆孙效应),解释相变过程的速率依赖性。系统阐述马氏体相变(无扩散相变)与扩散相变(如析出相的形成)的机制差异及其对材料性能的独特影响。 --- 第三部分:工程金属材料的性能与强化机制 金属是现代工业的支柱。本部分聚焦于结构钢、铝合金、钛合金和高温镍基合金的特性及其强化策略。 力学行为与本构关系: 详细分析金属在静载荷、循环载荷和高温下的力学响应。包括屈服、加工硬化、韧性与脆性转变(DTT)。引入工程中常用的应力-应变关系、粘弹性模型以及断裂力学的基本概念,如应力强度因子(K)和断裂韧性(J积分)。 金属材料的强化: 系统梳理主要的材料强化手段:晶界强化、固溶强化、沉淀强化(如硬化)和形变强化(加工)。着重分析沉淀硬化型铝合金(如2xxx、7xxx系列)和镍基高温合金(如Inconel系列)的微观析出物控制技术,以及它们如何实现高比强度和抗蠕变性能。 疲劳与断裂: 深入探讨疲劳损伤的起源(微裂纹萌生)、扩展和最终断裂过程。分析S-N曲线、Basquin关系、Paris定律等疲劳寿命预测模型。介绍疲劳设计中如何利用断裂力学指导裂纹扩展寿命评估。 --- 第四部分:先进高分子与陶瓷材料 本部分拓展到非金属材料领域,探讨高分子和陶瓷材料在特定工程环境下的应用优势。 高分子科学: 介绍高分子的基本结构(链结构、拓扑结构)和聚合反应。重点讨论高分子的粘弹性行为、玻璃化转变温度(Tg)和熔点(Tm)的测量与意义。分析交联度和取向度对聚合物力学、导电和介电性能的调控。涵盖工程塑料、弹性体和复合基体材料。 无机非金属材料(陶瓷): 阐述陶瓷材料的高硬度、耐磨性、耐高温性和电绝缘性的来源——强烈的离子键和共价键。分析结构陶瓷(如SiC、Al2O3)的制备工艺(烧结过程中的致密化与晶粒生长)。强调陶瓷的固有脆性问题,并介绍增韧技术,如使用韧性相(如Y-TZP氧化锆)进行裂纹偏转和桥接。 --- 第五部分:功能性材料与器件应用 本部分转向材料的特殊功能,探讨如何利用材料的电、磁、光学特性服务于现代电子和能源技术。 半导体材料物理: 深入讲解晶体能带理论,区分导体、半导体和绝缘体。详细分析本征半导体和掺杂(N型和P型)的载流子浓度、迁移率和费米能级的变化。讨论硅基材料的制备(如晶圆生长)和关键的界面效应。 电介质与铁电材料: 阐述介电常数、极化机制(电子、离子、取向极化)。系统介绍电容器和存储器(如FRAM)所依赖的铁电材料(如PZT)的畴结构与电滞回线特性。 磁性材料: 区分软磁材料(如坡莫合金)和硬磁材料(如NdFeB永磁体)。解释磁畴、磁化强度、矫顽力和剩磁的概念,以及它们在电机、变压器和数据存储中的应用。 --- 第六部分:材料的制备、加工与可持续性 本部分关注如何从原材料制造出具有特定性能的工程部件,并讨论材料的生命周期管理。 先进制造与成型技术: 探讨传统塑性加工(锻造、轧制)如何通过控制变形路径来优化微观结构。重点介绍增材制造(3D打印)技术,特别是金属激光熔融沉积(SLM)过程中的快速凝固效应、残余应力控制和多孔结构设计。 表面工程: 介绍通过热处理、化学气相沉积(CVD)、物理气相沉积(PVD)和离子注入等技术,对材料表面进行改性,以提高耐腐蚀性、耐磨性或赋予特殊功能(如生物相容性、催化活性)。 材料的环境影响与循环经济: 讨论材料选择对可持续发展的影响,包括材料的能源强度、毒性(RoHS指令)和可回收性。介绍先进的材料回收和再利用技术,特别是在稀土和贵金属回收中的挑战与机遇。 --- 本书内容丰富,覆盖面广,理论深度适宜,并紧密结合了当前材料科学的研究热点和工程实践中的实际问题,是材料、机械、电子等相关专业人士不可或缺的参考工具书。

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读后感

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我被这本书的标题所吸引——“电工与电子技术基础(修订本)”。“基础”二字强调了它的重要性,而“修订本”则暗示了其内容的与时俱进。拿到书,第一感觉是它比我想象的要厚实一些,沉甸甸的,这通常意味着内容会比较详实。封面设计简洁大方,没有过多的修饰,回归到知识本身。我最看重的是一本基础教材是否能为我建立起扎实的理论根基。我希望它能从最基本的物理定律出发,比如电荷、电场、磁场等概念的引入,然后逐步过渡到电流、电压、电阻的宏观描述。在电路分析方面,我非常期待它能清晰地讲解各种基本的电路分析方法,例如节点分析法、网孔分析法,以及叠加定理、戴维宁定理等,并且提供大量的例题来巩固理解。电子元器件的部分,我希望能够详细介绍各种元器件的伏安特性曲线,以及它们在电路中的作用。例如,对于半导体器件,我希望能够了解其PN结的形成原理,以及二极管、三极管、场效应管的内部结构和工作机制。如果书中能够包含一些常见集成电路(如运算放大器、定时器等)的应用实例,那就更好了。我期待它能用一种条理清晰、逻辑严谨的方式来呈现这些内容,避免堆砌概念,而是通过循序渐进的方式,引导读者逐步深入。

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我被这本书的标题深深吸引。“电工与电子技术基础”——这正是我想学习和巩固的领域。打开书,扑面而来的是一种严谨的学术气息,封面设计简洁大方,字体清晰,没有多余的装饰,让人觉得内容是核心。我特别关注书中对“测量技术”的讲解。在实际的电路调试和故障排除过程中,准确的测量是至关重要的。我希望书中能详细介绍各种电工电子测量仪表的工作原理,例如万用表(电压表、电流表、欧姆表)、示波器、信号发生器等。对于示波器,我希望能够学习如何正确使用它来观察波形,测量电压、时间、频率等参数,并且理解各种触发模式的含义。我也期待书中能提供一些关于接地、屏蔽等抗干扰措施的讲解,这对于保证测量结果的准确性非常重要。如果书中能包含一些实用的测量技巧和经验分享,那就更完美了。我希望通过这本书,能够真正掌握使用测量工具来分析电路,解决实际问题的能力。

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这本书的封面设计风格,可以说是一种“经典回归”。没有太多花哨的元素,就是字体、书名和作者的名字,显得非常沉静和有分量。拿在手里,纸张的质感很好,有一种略带韧性的触感,这让我觉得它不是一本易耗品,而是一本可以长期陪伴学习的伙伴。我特别关注的是书中对“数字电路”的讲解。虽然书名叫“电工与电子技术基础”,但我知道电子技术很大程度上离不开数字电路。我希望书中能够从最基础的逻辑门(与门、或门、非门)开始,逐步讲解组合逻辑电路和时序逻辑电路的设计与分析。例如,对于编码器、译码器、加法器、寄存器、计数器等基本数字电路模块,我希望能够看到它们的工作原理、逻辑表达式以及在实际电路中的应用。如果书中能提供一些关于FPGA或者ASIC等数字集成电路设计入门的介绍,那就更好了,虽然我知道这可能超出了“基础”的范畴,但作为一种引路,也会非常有价值。我期待书中能够提供一些清晰的电路图和真值表,并且能够通过具体的例子,展示如何从需求分析到最终的电路设计。

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这本书的装帧设计给我一种扎实可靠的感觉,不是那种轻飘飘的杂志风格,而更像是一本值得细细研读的工具书。封面上的字体和排版都比较规整,给人一种专业、严谨的印象。我特别关注的是书中对“交流电”和“直流电”的讲解。虽然这两个概念听起来很基础,但我总觉得在某些细节上理解得不够透彻,尤其是在涉及到相位、频率、阻抗这些概念的时候。我希望这本书能用非常清晰的图示和数学推导,来解释交流电的产生原理,以及其在传输和应用中的特点。对于“阻抗”这个概念,我希望能够看到它如何与电阻、电容、电感相互作用,并且在不同频率下表现出的特性。此外,我对于“传感器”和“执行器”的章节也抱有很高的期望。随着物联网和自动化技术的飞速发展,这些元器件在现代技术中的应用越来越广泛。我希望书中能介绍一些常见传感器的原理和应用,例如温度传感器、光敏传感器、压力传感器等,以及它们如何将物理量转换为电信号。同时,对于执行器,比如电机、继电器、电磁阀等,我也希望能够了解其基本工作原理和控制方式。一本好的基础教材,应该能够为读者打开一扇通往更广阔技术领域的大门。

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这本书的排版方式给我的第一印象是相当“学院派”。字体大小适中,段落之间的留白也恰到好处,不会让人觉得拥挤,长时间阅读也不会感到疲劳。插图的质量是让我比较惊喜的,很多电路图和元器件的实物图都非常清晰,比例协调,标注也清晰明了,这对于理解抽象的电路原理至关重要。我尤其欣赏作者在讲解一些复杂概念时,会引用一些生活中的类比,比如用“水管”来比喻电流,“水压”来比喻电压,这种接地气的方式确实能帮助我们这些非专业人士快速入门,并且建立起直观的理解。书中对于公式的推导过程,也给出了较为详细的步骤,虽然有些地方可能需要反复琢磨,但总体而言,我觉得它在兼顾理论严谨性和易懂性之间找到了一个不错的平衡点。我希望这本书在后续的内容中,能够更多地强调理论联系实际,比如在讲解某个元器件时,能给出它在实际电路中的应用案例,或者分析一些常见故障产生的原因以及如何通过电路知识来诊断和排除。此外,如果能加入一些针对不同专业方向(例如电力系统、通信工程、嵌入式开发等)的初步介绍,点明不同领域在电工电子基础知识上的侧重点,那对正在探索自己未来发展方向的读者来说,会非常有帮助。目前来看,这本书的章节划分是比较清晰的,从宏观到微观,从基础到应用,循序渐进,这个结构安排是符合学习规律的。

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这本书的封面设计风格,带着一种朴实无华的厚重感,没有那些花哨的装饰,仿佛在低语着“知识的力量”。拿到手里,那种纸张的触感,略带磨砂的质感,让人感觉很舒服,有一种沉静下来的学术气息。我特别喜欢它在讲解某些关键概念时,会使用一些不同颜色的字体或者加粗来突出重点,这种细微之处的设计,很贴心。在浏览目录的时候,我注意到它对“信号”和“系统”的讨论,似乎占据了一个相当重要的篇幅,这让我对接下来的学习充满了期待。毕竟,在现代电子技术中,信号的处理和系统的设计是核心内容。我非常希望作者能够在这个部分,深入浅出地讲解模拟信号和数字信号的区别,以及它们在信息传输和处理中的作用。对于“系统”的讲解,我期待能看到对各种基本电路模块(如放大电路、滤波电路、振荡电路等)的详细分析,以及它们是如何组合成更复杂的系统。当然,一本好的教材,在理论讲解之外,也应该为读者提供实践的指引。我希望书中能够提供一些基础的实验电路设计,并且对每个实验的目的、所需的元件、接线方法、测量步骤以及结果分析,都有清晰的指导。我个人对学习过程中遇到的实际问题,都非常希望能够找到理论上的解释,而这本书的结构设计,似乎能够满足我的这一需求。

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这本书的封面设计挺吸引人的,那种经典的教材风格,一眼就能看出是讲基础知识的。拿到手里沉甸甸的,纸张的质感也还不错,不是那种很容易泛黄的纸。翻开扉页,看到“修订本”三个字,心里就踏实了一点,说明作者应该是在原有的基础上进行了一些更新和完善,希望能涵盖一些最新的技术发展趋势,或者对一些易混淆的概念进行了更清晰的解释。我个人对电工电子技术一直抱有浓厚的兴趣,虽然不是专业科班出身,但在工作和生活中,总会遇到一些需要基础知识来解决的问题,比如家里的电器坏了想自己动手修,或者想了解一些智能家居背后的原理。市面上这类书籍很多,选择一本好的确实不容易。我特别看重的是内容的系统性和逻辑性,希望它能从最基础的原理讲起,比如电流、电压、电阻这些概念,然后逐步深入到电路的分析方法,比如基尔霍夫定律、欧姆定律等等。再往后,能够清晰地介绍各种元器件的特性和应用,比如电阻、电容、电感、二极管、三极管、场效应管等等,最好能配有详细的图示和典型的应用电路讲解。当然,一本好的教材也不能缺少实操的指导,如果能有一些简单的实验项目,并且给出详细的步骤和注意事项,那简直是太完美了。这本书我还在初步翻阅中,初步感觉它的编排上还是比较严谨的,页码清晰,目录结构也算完整,但具体的内容深度和广度,还需要我花更多时间去细读。

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当我拿到这本书时,首先映入眼帘的是封面上那清晰、专业的字体,以及整体比较朴素但又不失学术氛围的设计。它给人一种“内容为王”的感觉,而不是靠华丽的外表来吸引读者。我翻阅了一下目录,发现它对“信号的产生与变换”这一部分有比较详细的介绍。我一直觉得,理解信号的本质是掌握电子技术的基础。我希望书中能详细讲解各种信号的产生方式,例如正弦波、方波、三角波等,以及它们在时域和频域的表现。更重要的是,我期待书中能深入讲解信号的变换过程,例如滤波、放大、衰减、调制、解调等。这些都是构建复杂电子系统的关键环节。我尤其希望能够看到一些关于噪声的讲解,以及如何有效地抑制噪声,提高信号的质量。在学习过程中,我发现自己常常会对某些电路的工作状态感到困惑,比如为什么某个电路在特定条件下会产生振荡,或者为什么某个放大器会出现失真。我希望这本书能够通过详实的理论分析和生动的图示,来解答我这些疑惑。如果书中能穿插一些“常见故障分析”或者“原理剖析”的小栏目,那将会极大地提升学习的趣味性和实用性。

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这本书的整体风格给我一种踏实、严谨的感觉。封面设计朴素而有力,传递出一种专注知识的气息。书中的插图非常精美,线条清晰,标注准确,这对于理解一些抽象的电路原理来说,至关重要。我非常想了解书中对“电力系统”相关的基础知识是如何阐述的。虽然我主要关注电子技术,但电工部分同样重要,特别是在涉及到电力传输、变压、配电等环节。我希望书中能详细讲解交流电的功率因数,以及提高功率因数的重要性。对于变压器的工作原理,我期待能看到清晰的结构图和电磁感应的数学推导。在配电方面,我希望了解不同电压等级的含义,以及电网的组成结构。此外,我还对书中关于“安全用电”的章节抱有极大的兴趣。电工工作涉及到高压电流,安全是第一位的。我希望书中能详细讲解漏电保护器、断路器等安全装置的工作原理,以及在操作过程中需要注意的安全事项。一本好的教材,应该能够兼顾理论的学习和实践的安全指导,这本书在这方面似乎有着不错的潜力。

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这本书的封面设计,可以说是一种“返璞归真”的风格,没有那些花里胡哨的图案,就是规整的字体和书名,透露出一种扎实、稳重的感觉。拿到手里,书的重量适中,纸张的质感也很好,翻页顺畅。我特别期待书中关于“电磁兼容性(EMC)”的讲解。随着电子设备的日益普及,电磁干扰问题越来越突出,理解和掌握EMC技术对于设计和生产合格的电子产品至关重要。我希望书中能够从基本概念讲起,解释什么是电磁辐射和电磁敏感性,以及它们产生的机理。我希望看到关于电磁干扰源的分类,例如传导干扰和辐射干扰。更重要的是,我期待书中能介绍一些有效的抑制电磁干扰的方法,比如滤波技术、屏蔽技术、接地技术等。如果书中能提供一些具体的EMC设计实例,并且分析不同设计选择对EMC性能的影响,那将极大地提升这本书的实用价值。我希望通过学习这本书,能够对EMC有更深入的理解,并在未来的学习和工作中能够应用这些知识。

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