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页数:298

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出版时间:2009-9

价格:29.00元

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isbn号码:9787118064698

丛书系列:

图书标签:

• 电机学
• 电力拖动
• 电力电子
• 电气工程
• 电机控制
• 变频器
• 伺服系统
• 自动化
• 工业控制
• 电能转换

现代材料科学前沿探索 本书导读：跨越材料属性与工程应用的边界 内容提要： 本书旨在为材料科学领域的研究人员、工程师以及高年级本科生和研究生提供一个全面而深入的视角，聚焦于当前材料科学最活跃的前沿领域和最具挑战性的技术瓶颈。不同于传统的材料性能介绍，本书将重点探讨先进材料的设计原理、合成方法、结构-性能关系的微观机制，以及它们在尖端技术领域（如能源存储、生物医学工程、极端环境适应性）中的实际应用潜力与工程化难题。 全书结构严谨，内容涵盖从基础理论到尖端实验技术的广泛范围，力求在深度和广度上达到平衡。我们将深入剖析量子尺度下的材料行为，并将其与宏观工程性能的实现路径紧密联系起来。 第一部分：基础理论与计算模拟的革新 本部分奠定了理解现代材料科学的理论基础，并着重介绍了计算方法在材料研发中的革命性作用。 第一章：第一性原理计算在材料结构预测中的应用 详细阐述了密度泛函理论（DFT）及其更高阶的近似方法（如Hubbard U修正、混合泛函）。重点分析了如何利用高通量计算（High-Throughput Screening）快速筛选具有特定电子、磁学或热力学性质的候选材料。讨论了晶格缺陷、界面效应以及动态过程（如扩散、相变）的精确建模挑战与应对策略。尤其关注了在复杂氧化物和低维材料体系中，传统DFT方法的局限性及如何通过先进的动力学模拟（如分子动力学，MD）来补充其不足。 第二章：热力学与相图构建的先进方法 探讨了计算热力学在非平衡态材料体系中的应用，特别是涉及快速凝固、薄膜生长等过程。内容包括Calphad方法的现代拓展、蒙特卡洛模拟在相分离过程中的应用。着重分析了高熵合金（HEAs）的构型熵与热力学稳定性之间的复杂关系，以及如何通过相场（Phase-Field）模型来模拟微观结构演化，指导合金设计。 第二章：新型表征技术与数据驱动的材料发现 本章聚焦于突破传统分析手段的限制，介绍尖端表征技术如何揭示材料在操作条件下的实时行为。 同步辐射光源与中子散射技术： 深入讲解了高能X射线衍射（XRD）、小角散射（SAXS/SANS）以及X射线吸收谱（XAS）在分析纳米结构、应力分布和局部化学环境中的关键作用。侧重于非晶态材料和复杂复合材料的结构解析。 电子显微学的极限突破： 讨论了球差校正透射电镜（STEM）在原子尺度成像和元素映射（EELS/EDS）中的最新进展，特别是对界面和晶格畸变的精确量化。引入了原位（In-situ）TEM技术，用于观察材料在加热、电场或机械加载下的实时变化。 数据科学与材料信息学（Materials Informatics）： 阐述了如何构建和利用材料数据库，应用机器学习（ML）和人工智能（AI）技术来预测材料性能、优化合成工艺，并加速新材料的逆向设计流程。重点分析了特征工程在材料数据处理中的重要性。 第二部分：功能材料与能源转换的突破 本部分深入探讨了在能源、信息存储和环境治理等关键领域表现出色的先进功能材料。 第三章：下一代储能系统材料 聚焦于超越传统锂离子电池的技术路线。 固态电解质与界面工程： 详细分析了玻璃基、聚合物基和硫化物基固态电解质的离子电导率机制、机械稳定性及与电极的界面阻抗问题。讨论了如何通过界面涂层或原位化学反应来稳定界面，实现高能量密度固态电池的可靠运行。 先进电极材料： 探讨了硅基负极的体积膨胀抑制策略、高电压稳定正极材料（如富锂锰基氧化物）的结构衰减机制。对金属锂负极的枝晶生长控制、原位保护层技术进行了深入剖析。 燃料电池与催化剂： 重点介绍质子交换膜燃料电池（PEMFC）中关键催化剂（如铂族金属替代品）的设计原则、载体效应及碳载体腐蚀的抑制。对高温固体氧化物燃料电池（SOFC）的电解质和电极材料的界面反应动力学进行了分析。 第四章：光电转换与拓扑材料 本章关注于光电子学和凝聚态物理交叉的前沿材料。 钙钛矿太阳能电池的稳定性挑战： 详细分析了有机-无机杂化钙钛矿材料对湿度、热量和光照敏感性的根本原因，包括离子迁移、相分离和缺陷态的形成。探讨了表面钝化、晶界工程以及新型二维/三维异质结构在提升长期稳定性方面的最新进展。 二维材料的异质结与量子器件： 深入研究了石墨烯、过渡金属硫化物（TMDs）等二维材料的层间耦合效应、范德华异质结的构建及其在单电子晶体管、光电探测器中的潜力。讨论了如何通过垂直堆叠或掺杂来调控其带隙和载流子输运特性。 拓扑绝缘体与 Weyl 半金属： 解释了拓扑材料的表面态与体态的保护机制，重点分析了在磁场或应力作用下，拓扑性质如何转化为可测量的电输运特性，及其在低功耗电子学中的潜在应用。 第三部分：结构材料与极端环境适应性 本部分关注于承受高应力、高温或腐蚀环境的先进结构材料的设计与制造。 第五章：增材制造（3D打印）中的材料科学 本书将增材制造视为一种全新的材料设计工具，而非简单的成型技术。 激光选区熔化（SLM）中的冶金学： 详细分析了SLM过程中快速熔化-凝固循环对材料微观结构（如晶粒尺寸、位错密度、残余应力）的独特影响。重点讨论了增材制造特有的“成形缺陷”（如未熔合、气孔）的机理及其对疲劳性能的耦合作用。 功能梯度材料（FGMs）的增材制造： 探讨了如何通过控制进料粉末配比或激光功率梯度，在单一构建体内实现材料性能的连续变化，以有效管理应力集中问题。 超高温度陶瓷基复合材料（UHTCs）： 阐述了碳化锆/碳化铪等UHTCs材料的抗氧化机理，以及如何通过纤维增强体（如碳纤维、SiC纤维）的设计来提升其抗热震性能。 第六章：先进复合材料与界面力学 纳米增强复合材料的有效性理论： 探讨了纳米粒子（如CNT、石墨烯、纳米陶瓷）在聚合物、金属基体中的分散难题、团聚抑制技术，以及如何精确量化纳米增强体对基体的协同增强效应（Orowan强化、Hall-Petch关系的偏离）。 粘接与涂层的界面失效分析： 聚焦于结构粘接界面（如胶黏剂、热障涂层）的力学行为。引入了基于能量的断裂力学方法（如内聚力模型，Cohesive Zone Model, CZM）来模拟界面萌生、扩展和最终失效的全过程。对高熵陶瓷涂层（HETCs）在等离子体和气动热环境下的稳定性进行了详尽分析。 第七章：生物相容性与植入材料 可降解医用金属的腐蚀动力学： 深入分析了镁合金、锌合金等可降解金属在体液环境中的电化学腐蚀机理、局部点蚀的诱发因素及腐蚀速率的精确控制。讨论了表面改性（如微弧氧化、药物释放涂层）对生物相容性和降解速率的调控。 组织工程支架的结构设计： 从生物力学角度探讨了多孔支架的孔隙率、孔隙连接性和孔径分布对细胞迁移、血管化和组织再生的影响。重点介绍了3D打印技术在构建具有生理梯度结构的个性化植入物方面的应用。 本书致力于为读者提供一个前瞻性的知识框架，使之能够在材料科学与工程交叉的前沿领域进行创新性研究和开发。 预计读者群： 材料科学、物理学、化学工程、机械工程等相关专业的研究生、博士后，以及致力于新材料研发的高级工程师。

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我必须承认，这本书的文字风格和表达方式，对于我这种喜欢刨根问底的读者来说，简直是醍醐灌顶。它对电机设计中的一些关键参数选择和优化过程的描述，体现了作者深厚的工程经验。比如，在讨论电机温升问题时，书中不仅分析了热阻和散热路径，还结合了不同负载工况下的瞬时温升模型，这对于确保电机长期可靠运行至关重要。相较于其他一些侧重于原理推导的书籍，这本书更注重“为什么”和“怎么办”。它会详细解释为什么某个结构设计会导致特定的损耗增加，以及在实际制造中如何通过材料选择和工艺控制来规避这些问题。这种对细节的关注，使得书中的内容充满了“干货”。而且，书中对新材料和新技术的应用也进行了适当的介绍，比如永磁同步电机（PMSM）在高性能场合的应用趋势，以及如何利用先进的磁性材料来提升电机功率密度。阅读这本书的过程，与其说是学习理论，不如说是在向一位经验丰富的大师请教。它让我明白了，真正的电机学不只是物理定律的应用，更是一门关于工程权衡和优化选择的艺术。每一次翻阅，都能在某个角落发现新的启发，这本书的耐读性非常高，是值得反复研读的经典之作。

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这本《电机学与电力拖动技术》的书，确实让我对电力系统的认识上了一个新台阶。首先，它对电机基本原理的阐述深入浅出，无论是直流电机还是交流电机，那些复杂的电磁感应定律和力矩产生机制，都被作者用非常直观的语言和丰富的图例解释得淋漓尽致。我记得以前学习时，总觉得那些公式推导很抽象，但这本书通过大量的实例分析，让我真切地感受到了理论与实践之间的联系。比如，在讲解异步电机启动过程时，书中不仅给出了数学模型，还结合了实际工业应用中的不同启动方式（如星三角启动、自耦变压器启动），并分析了各自的优缺点和适用场合，这种详尽的分析对我这个初入行的工程师来说，简直是宝贵的财富。书中的内容组织逻辑性极强，章节之间的过渡自然流畅，从最基础的电机结构到复杂的运行特性分析，层层递进，让人很容易跟上作者的思路，不会感到迷茫。尤其值得一提的是，书中对于电机故障诊断和维护的部分，提供了非常实用的指导，很多现场遇到的疑难杂症，都能在这里找到对应的分析思路和解决方案，可以说是理论指导实践的典范。这本书的深度和广度兼顾得非常好，既能满足初学者的入门需求，也能为有经验的工程师提供深入研究的参考资料，对于想系统学习电力拖动技术的人来说，这本书绝对是案头必备的工具书。

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这本书的实用价值远超我的预期，它更像是一本结合了教材、手册和故障排除指南的综合性工具书。我特别欣赏书中对不同负载类型（如恒转矩负载、恒功率负载）下电机选型和运行特性的对比分析。这些对比非常直观，配有清晰的性能曲线图，使得读者可以迅速判断哪种电机和驱动方式最适合特定的工业场景。例如，在讲解起重机和轧钢机等特殊拖动系统时，作者不仅仅停留在理论层面，而是深入分析了这些负载对电机调速性能的特殊要求，并给出了相应的解决方案，例如如何应对冲击载荷和频繁启停。这种基于应用场景的知识组织方式，极大地提升了学习效率和知识迁移能力。此外，书中关于电能质量和谐波抑制的章节也很有分量，它解释了高频开关对电网的影响，并介绍了滤波器等抑制措施的原理和设计要点。总而言之，这本书的覆盖面极广，内容详实可靠，语言表达严谨而不失温度，对于任何希望在电力拖动领域深入发展的人来说，它都是一本能够提供坚实基础、引领技术方向的优秀读物，绝对是物有所值，值得反复参阅和实践。

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读完这本《电机学与电力拖动技术》，我感觉自己像是经历了一次全面的技术洗礼。这本书的编排方式非常独特，它没有拘泥于传统的教科书式的理论堆砌，而是巧妙地将电力电子技术与电机控制系统紧密结合起来。特别是关于变频调速技术的那几章，简直是亮点中的亮点。作者对脉宽调制（PWM）技术的讲解细致入微，从基本的载波原理到各种先进的调制策略，都有清晰的数学描述和波形分析，这对于理解现代电机驱动系统的核心至关重要。我以前总觉得变频器是一个“黑箱”，但这本书揭开了它的神秘面纱，让我明白了如何通过精确控制电压和频率来实现对电机转速和转矩的柔性控制。书中还深入探讨了矢量控制和直接转矩控制（DTC）这些前沿技术，虽然内容颇具挑战性，但作者的表达方式总是能引导读者逐步攻克难关。对于我们从事自动化和电气传动控制的专业人员来说，这本书提供的不仅仅是知识，更是一种先进的系统设计思维。它教会我如何从一个更高的层面去审视整个拖动系统，优化能效，提高系统的动态响应速度和精度。这本书的价值在于其前瞻性和实用性并存，让我对未来工业4.0时代的电气传动技术有了更清晰的认识和把握。

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说实话，市面上关于电机和拖动的书籍汗牛充栋，但大多内容趋于陈旧或过于偏科。然而，《电机学与电力拖动技术》这本书成功地架起了一座桥梁，连接了经典的电机理论与现代的智能控制理论。最让我感到惊喜的是它对电机与控制系统接口部分的阐述。书中用了相当大的篇幅来讲解如何将数学模型转化为可执行的控制算法，这对于我们这些需要自己编写驱动程序的人来说，无疑是极大的帮助。例如，对于伺服系统的精准控制，书中详细剖析了PID控制器的参数整定方法，并进一步延伸到了模糊控制和自适应控制在电机调速中的应用案例，这些内容拓宽了我的技术视野。它不像有些书籍那样只是罗列公式，而是将控制系统的闭环特性、抗干扰能力等实际工程问题，与电机本身的物理特性紧密结合起来分析，使得控制策略的选择更具针对性。阅读过程中，我感觉自己不仅仅在学习“电机怎么工作”，更在学习“如何让电机更好地工作”。这种系统性的思维训练，远比单纯掌握某个知识点来得宝贵，这本书无疑是系统工程思想在电力拖动领域的一次完美体现。

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