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《机电应用与实用技术:农村电工必读》融知识性、普及性于一体，切合农村用电实际，通俗易懂。书中以问答的形式，系统介绍了农村生活及生产中的用电常识和使用各种电器设备的安全注意事项，主要内容有：照明电器及线路使用安全与保养、特殊场所和特殊电气装置的电气安全要求、电动机使用安全与保养、农用水泵使用安全与保养，农村家电使用安全与保养，农村电力网基础知识及高低压电器、配电变压器使用安全与保养、装表接电、农村供用电常用法律法规、电击伤害、雷电电击防护、电气火灾防护、事故案例等。
现代智能制造中的先进材料科学与工程应用 图书简介 本书旨在全面、深入地探讨现代智能制造体系中至关重要的先进材料科学基础、前沿研究进展及其在实际工程应用中的解决方案。面对工业4.0和智能制造对材料性能提出的更高、更复杂的要求，传统材料体系已难以满足需求。本书将焦点聚集于如何通过材料设计、制备工艺创新以及多尺度表征技术，实现材料性能的革命性提升，从而驱动高端装备、精密仪器、新能源以及生物医疗等关键领域的跨越式发展。 第一部分：先进材料基础理论与设计原理 本部分系统梳理了支撑现代材料科学的核心理论框架，着重于从原子/分子尺度理解宏观性能的起源。 第一章：晶体结构、缺陷工程与本征性能 深入解析各类晶体结构的对称性与电子结构特点，重点阐述位错、晶界、点缺陷等结构缺陷对材料力学性能、导电性及光学性质的决定性影响。引入“缺陷工程”的概念，探讨如何通过精确控制缺陷的类型和浓度，实现材料性能的定向调控。内容涵盖高熵合金的无序性对热力学稳定性的影响机制，以及半导体中掺杂缺陷对载流子浓度的调控方法。 第二章：相变动力学与微观组织控制 详细阐述固态和液固界面相变过程的热力学驱动力与动力学规律。引入非平衡态热力学观点，分析快速凝固、烧结等非平衡过程中的微观组织演化路径。重点讨论了时效析出、马氏体转变等关键相变如何影响材料的强度、韧性和耐腐蚀性。强调通过精确控制冷却速率和热处理曲线，实现材料微观结构的精细化设计。 第三章：材料的多尺度建模与计算模拟 介绍现代材料科学中不可或缺的计算工具。从第一性原理（如密度泛函理论DFT）到分子动力学（MD），再到有限元分析（FEA），系统阐述如何构建跨越纳米到宏观尺度的多尺度模型。重点展示如何利用计算模拟预测新材料的初始性能，指导实验设计，尤其是在预测复杂界面反应和材料失效机理方面。 第二部分：前沿功能材料的合成与表征技术 本部分聚焦于当前工业界和学术界最为关注的几类高性能功能材料，并介绍实现其高性能所依赖的先进制备与表征手段。 第四章：超高比强度结构材料 关注下一代航空航天和汽车工业对轻量化、高强度材料的需求。深入研究先进镁合金、铝锂合金的强化机制，以及金属基复合材料（MMC）中界面结合的优化策略。重点剖析增材制造（3D打印）技术对金属材料组织性能带来的独特影响，如各向异性增强或微裂纹的产生与抑制。 第五章：智能响应性与自修复材料 探讨材料如何感知外部环境变化（如温度、应力、电磁场）并作出可逆响应的原理。详细介绍形状记忆合金（SMA）的相变机理、压电/电磁材料的耦合效应。深入探讨自修复高分子和金属基体的微囊技术与本征修复机制，旨在提高结构件的使用寿命和可靠性。 第六章：能源存储与转换材料 聚焦于锂离子电池、固态电池、燃料电池以及高效光伏器件中的关键材料。分析电极材料（如高镍三元、硅基负极）的体积膨胀问题与界面副反应。探讨电解质的离子传导机制，以及催化剂的表面活性位点设计，以期提升能源器件的能量密度和循环稳定性。 第七章：先进材料的无损检测与表征技术 介绍用于理解材料微观结构与性能关联的关键表征工具。详述高分辨透射电子显微镜（HRTEM）在界面分析中的应用，X射线衍射（XRD）对晶格畸变的定量分析，以及扫描声学显微镜（SAM）在检测深层缺陷方面的优势。强调多技术融合（如同步辐射、中子散射）以获取全面、准确的材料信息。 第三部分：先进材料在智能制造中的集成应用 本部分将理论和材料性能与具体的工程应用场景相结合，探讨材料技术如何驱动智能制造系统的升级。 第八章：增材制造（AM）过程中的材料行为 聚焦于选区激光熔化（SLM）和电子束熔化（EBM）过程中的材料科学挑战。分析熔池的快速凝固过程如何导致凝固缺陷（如孔隙、枝晶偏析），以及如何通过优化激光参数和粉末特性来控制微观结构，实现近净形复杂结构件的制备。讨论增材制造对疲劳性能和蠕变性能的特殊影响。 第九章：先进传感器与执行器的集成材料 探讨如何将功能材料直接集成到结构件中，实现传感与驱动一体化。详细介绍光纤布拉格光栅（FBG）传感器在结构健康监测（SHM）中的应用材料选择，以及微机电系统（MEMS）中薄膜材料的制备与刻蚀技术。着重分析柔性电子学对超薄、高柔性基底材料的要求。 第十章：极端环境下的材料失效分析与防护 针对高温、高压、强腐蚀等极端工况，分析材料的失效模式，如高温氧化、应力腐蚀开裂（SCC）和辐照损伤。系统介绍表面工程技术，包括先进的热喷涂技术、化学气相沉积（CVD）和物理气相沉积（PVD）制备的高性能涂层，以提高部件的服役可靠性和寿命。 总结与展望 本书最后总结了先进材料科学在推动新一轮工业革命中的核心作用，并展望了如人工智能辅助材料发现（Materials Informatics）和原位、实时性能监测等前沿方向。本书面向材料科学、机械工程、航空航天工程、电子信息工程等领域的科研人员、工程师及高年级本科生和研究生，是理解和掌握现代高性能材料应用技术的专业参考读物。
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