电路和电子技术（上） pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:北京理工大学出版社

作者:李燕民 编

出品人:

页数:165

译者:

出版时间:2004-1

价格:20.00元

装帧:

isbn号码:9787564000967

丛书系列:

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现代工程学前沿：材料科学与先进制造技术导论 作者： 李明，张伟，王芳 出版社： 科技创新出版社 出版日期： 2023年10月 --- 内容简介 本书是一部全面而深入的现代工程学导论性教材，专注于探讨支撑当代高新技术发展的两大核心支柱——先进材料科学与尖端制造工艺。本书旨在为工程、物理、化学以及材料科学等相关专业的高年级本科生、研究生提供一个坚实的理论基础和广阔的实践视野，同时也为工程技术人员和科研工作者提供一本高质量的参考手册。 本书内容结构清晰，逻辑严谨，从微观的原子尺度深入到宏观的系统应用，力求将基础科学原理与前沿工程实践紧密结合。全书共分为四个主要部分，三十个章节，涵盖了从基础理论到最新研究热点的广泛内容。 --- 第一部分：先进材料科学基础（约占全书40%） 本部分着重于理解材料的结构、性能、制备以及性能与结构之间的内在联系，为后续的制造技术打下坚实的材料基础。 第一章：材料科学的基石与学科概览 本章首先勾勒了材料科学在现代工业中的战略地位，简要回顾了金属、陶瓷、聚合物三大传统材料的发展历程。重点阐述了“结构-性能-加工-应用”的循环关系，并引入了当前学科研究的前沿热点，如功能材料和智能材料的初步概念。 第二章：晶体结构与缺陷工程 深入探讨了晶体学基础，包括布拉维格子、晶体结构指标（Miller指数）的确定与应用。详细分析了点缺陷（空位、间隙原子、取代原子）、线缺陷（位错）和面缺陷（晶界）的形成机制、对材料力学性能（如屈服强度、韧性）的影响，并介绍了如何通过控制缺陷密度来“工程化”材料性能。 第三章：热力学与相变动力学 从统计力学和热力学基本定律出发，分析材料体系的能量状态和相平衡条件（如杠杆原理、吉布斯相律）。着重讨论了扩散理论，包括菲克定律及其在合金化、热处理过程中的应用。随后，详细介绍了成核与长大理论，以及固-液、固-固相变过程的动力学控制。 第四章：金属材料的高级性能与设计 聚焦于先进合金体系，如高熵合金（HEA）、形状记忆合金（SMA）和先进钢铁材料（如贝氏体钢、马氏体钢）。讲解了再结晶、晶粒细化对强度的影响，并深入分析了疲劳、蠕变和断裂力学的基本原理，包括应力集中、裂纹扩展的Paris定律，以及断裂韧性的表征方法（KIC）。 第五章：陶瓷与复合材料：跨越传统边界 本章系统介绍了高性能结构陶瓷（如SiC, Al2O3）的制备挑战与独特的脆性机制。随后，重点解析了先进复合材料的设计哲学，包括纤维增强（如碳纤维、玻璃纤维）和颗粒增强体系的力学性能预测模型（如混晶法则、逆混晶法则），以及界面粘结强度在整体性能中的决定性作用。 第六章：有机高分子材料的结构与性能 探讨了聚合物的分子链结构（支化、交联、缠结）如何决定其宏观弹性、粘度和玻璃化转变温度（Tg）。详细区分了热塑性、热固性和弹性体的性能特点，并介绍了聚合物的降解机制和抗老化技术。 第七章：功能材料：电、光、磁的集成 本部分转向具备特殊物理功能的材料。深入解析了半导体材料的能带理论、掺杂与载流子迁移率，这是现代电子技术的基础。讲解了铁磁性、抗磁性和超顺磁性的微观机理，以及压电效应、热释电效应在传感器和能量收集中的应用。 --- 第二部分：先进制造技术核心（约占全书35%） 本部分聚焦于如何将材料转化为精确的工程部件，涵盖了从传统到增材制造（3D打印）的各类核心工艺。 第八章：塑性成形原理与轧制技术 解析了金属的流动应力、本构方程，以及应变硬化现象。详细阐述了轧制过程中的力学分析，包括辊间接触几何、轧制力与力矩的计算，以及如何控制轧制过程以优化板材的厚度精度和内部组织。 第九章：铸造工艺的精确控制 从凝固理论出发，讨论了铸件的收缩与应力、宏观偏析的形成机理。系统介绍了压力铸造、低压铸造等现代铸造技术，强调了快速凝固技术（如雾化制粉）在制备特殊合金粉末中的作用。 第十-十一章：连接技术：焊接与连接的可靠性 焊接部分深入探讨了电弧焊（TIG, MIG/MAG）中的热源模型、熔池动力学及热影响区（HAZ）的微观结构演变。特别强调了焊接残余应力和变形的控制策略。连接技术部分则包括了先进的胶接技术、爆炸焊和摩擦搅拌焊（FSW）等固态连接工艺的机理与优势。 第十二章：精密加工：切削、磨削与表面工程 本章详细分析了切削过程中的力学、热学和摩擦学行为，引入了刀具材料与涂层技术。磨削被视为精加工的关键，探讨了砂轮的选择、磨削比与磨削质量的关系。随后引入表面工程，如PVD/CVD涂层、渗碳/渗氮技术对提高零件耐磨性的贡献。 第十三章：特种加工技术：电火花与激光 详细介绍了电火花加工（EDM）的放电机制、材料去除率的计算，以及对难加工材料的应用。激光加工方面，从激光与物质的相互作用理论出发，解析了激光切割、熔覆、增材制造中的热点和熔池行为。 第十四章：增材制造（AM）的原理与挑战 本书将增材制造视为核心内容之一。系统分类介绍了基于粉末床熔融（SLM/EBM）、定向能量沉积（DED）和粘合剂喷射等主流技术。重点分析了AM过程中的高梯度热场导致的残余应力、孔隙率控制，以及增材制造材料的后处理（如热等静压HIP）。 --- 第三部分：材料与制造的集成优化（约占全书20%） 本部分旨在弥合材料科学与制造工艺之间的鸿沟，关注跨尺度集成和过程监控。 第十五章：过程控制与质量保证 探讨了制造过程中的实时监控技术，如使用声发射（AE）和原位（In-situ）X射线衍射技术监测材料变形和相变。介绍了统计过程控制（SPC）在确保批次质量一致性中的应用。 第十六章：多尺度建模与仿真 阐述了如何利用分子动力学（MD）模拟材料的原子行为，通过有限元分析（FEA）预测宏观部件的性能。重点介绍“多尺度耦合”策略，例如如何将晶体塑性有限元（CPFEM）的结果反馈给宏观分析。 第十七章：面向特定应用的材料与制造协同设计 通过案例分析，展示了航空发动机叶片（高温合金与定向凝固）、微电子封装（功能陶瓷与共晶焊料）等复杂系统如何实现材料选择和制造工艺的协同优化。 --- 第四部分：前沿技术与可持续发展（约占全书15%） 本部分展望了材料科学与制造技术的未来发展方向，特别是与“工业4.0”和绿色工程的结合。 第十八章：增材制造的下一代技术 讨论了连续纤维增强复合材料的增材制造、生物制造（生物打印）的最新进展，以及增材制造过程中材料的在线表征与反馈控制系统。 第十九章：智能材料与自修复系统 研究了基于形状记忆聚合物、电活性聚合物（EAP）和磁流变液体的智能系统。重点介绍自修复材料（Self-Healing Materials）的设计思路，包括微胶囊释放修复剂的机制。 第二十章：可持续工程与循环经济 探讨了材料的生命周期评估（LCA）。分析了稀有金属替代、轻量化设计（如镁合金、碳纤维增强塑料）对能源效率的贡献，以及先进回收技术在减少资源消耗中的关键作用。 --- 学习特色与目标读者 本书的每一章末都附有“思考与讨论”环节，引导读者联系现实工程问题；并精选了“工程案例分析”，展示理论知识的实际应用。本书的特点在于强调材料与工艺之间的辩证统一关系，避免了传统教材中材料学与成形工艺的割裂。 目标读者： 机械工程、材料科学与工程、航空航天工程、电子信息工程等理工科专业学生及相关领域的研发人员。 本书内容不涉及电路基础、半导体器件工作原理（除材料能带论基础）、基本电路元件（电阻、电容、电感）的分析计算、交流/直流电路的分析方法，以及基本的电子系统设计与分析。本书的侧重点在于“物质的形貌、结构与制造过程的物理化学控制”。

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我得说，这本书在对**半导体器件**的讲解上，简直是教科书级别的典范。尤其是对二极管和三极管（BJT）特性的剖析，深入浅出，层次分明。很多其他教材在讲PN结时，要么过于简化，只停留在“单向导电”这个表层概念，要么直接跳到复杂的能带理论，让学生云里雾里。但这本书的处理方式非常高明，它先从物理结构入手，用非常精炼的文字描述了少数载流子和多数载流子的运动轨迹，接着才引出正向偏置和反向偏置时的宏观表现。最让我佩服的是，它没有把晶体管当作一个黑箱处理，而是花了很大的篇幅去解释**晶体管的放大作用**是如何基于其内部物理机制产生的。书里提供的那些分区域工作状态的曲线图（如饱和区、线性区、截止区），配合文字的细致解读，让我终于理解了为什么不同的偏置点会导致不同的电路功能。这不仅仅是知识的传递，更是一种**思维方式的引导**，它教会你如何从微观的物理行为去推导出宏观的电路功能，这对于未来进行电路设计是至关重要的核心能力。如果说第一部分是打地基，那么这部分内容就是搭建房屋的主体框架，坚固且逻辑严密。

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在进行到**基本放大电路**的设计与分析部分时，我发现作者对理论与实践的平衡把握得非常精准。很多理论书籍在讲完单个晶体管特性后，就开始机械地堆砌各种固定偏置电路、分压偏置电路的公式，让人感觉像是在做数学题，而不是在做工程设计。然而，这本书在介绍这些经典电路时，始终紧密围绕着一个核心目标——**实现稳定、合适的静态工作点**。它详细对比了不同偏置方法的优缺点，尤其是在讨论温度漂移对电路稳定性的影响时，作者没有回避问题的复杂性，而是清晰地展示了如何通过合理的电路结构来抵抗外部环境的干扰。更值得称赞的是，几乎每介绍完一种电路形式，都会附带一个**简短的案例分析**，展示如何根据给定的指标（如电流增益、输入输出电阻范围）来选择元件参数。这种将理论知识立即转化为工程决策的过程，对我这个即将步入实践环节的学生来说，无疑是宝贵的实战演练，极大地增强了我对电路设计流程的信心和掌控感。

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这本《电路和电子技术（上）》的教材，说实话，我初次翻阅时，心里是有些打鼓的。毕竟“电路”和“电子技术”这两个词汇，对于刚接触这个领域的学生来说，简直就是知识的“高山峻岭”。但令人惊喜的是，作者在讲解基础概念时，并没有一上来就堆砌复杂的数学公式，而是花了大量的篇幅去构建一个清晰的**概念框架**。比如，对电流、电压、电阻这些基本量的阐述，简直可以用“抽丝剥茧”来形容。他们似乎非常懂得初学者的思维定式和容易产生的困惑点，总能在关键时刻用非常生活化的比喻来点醒你。我记得特别清楚，讲解串联和并联电阻时，作者用自来水管的流量和阻力来做类比，一下子就让抽象的电路模型变得立体起来。书中的图示也格外用心，线条清晰，标注明确，即便是复杂的网络结构图，也能通过巧妙的颜色区分和局部放大，让人一眼就能抓住重点。这种注重**直观理解**而非纯粹公式推导的教学思路，极大地降低了我的入门恐惧感，让我在学习初期就能建立起对电路系统运行的基本“感觉”，而不是停留在死记硬背的层面。这种铺垫，对于后续深入学习复杂元件特性，起到了至关重要的奠基作用。可以说，前几章的阅读体验，是扎实而充满信心的。

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这本书的**习题设置**，可以说是整本书质量的有力佐证，我甚至觉得单独拎出来评价一下都不过分。它们绝非简单的代入公式计算题，而是巧妙地融合了概念理解、逻辑推理和工程判断。有些习题需要你综合运用前面学到的多个知识点——比如，你需要先判断一个元件的工作状态，然后选择合适的模型进行分析，最后可能还需要根据某个特定的性能指标来反推初始设计参数。特别是那些**开放性的讨论题**，它们没有标准答案，而是鼓励你去思考不同设计选择背后的权衡（Trade-off）。比如，在讨论电源旁路电容的作用时，题目会引导你去思考高频响应和低频去耦之间的关系，迫使你不能只满足于“学到什么用什么”，而是要站在系统的角度去审视每一个设计决策的合理性。正是这种从基础计算到系统思考的渐进式提升，让我的学习不再是线性的知识积累，而更像是一个**螺旋上升的技能完善过程**，每一次完成习题，都能感觉到自己对电路的理解又上了一个新的台阶。

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最后，我想谈谈这本书的**排版和辅助资源**方面给我的整体感受。作为一本技术教材，清晰度至关重要，这本书在这方面做得非常出色，纸张的质感和印刷的清晰度都很可靠，长时间阅读也不会感到眼睛疲劳。但真正让我觉得物超所值的是它在“软件仿真”与“实际测量”之间的**桥梁搭建**。书中多次提到，理论分析的结果需要在仿真软件（如SPICE）中进行验证，并且建议读者在实验室中搭建实际电路进行对比。它不仅仅是给出结论，而是清晰地指出了**理论值与实验值之间可能存在的系统性偏差**来源（例如元件的容差、导线的寄生参数等）。这种严谨的态度，让我意识到电子技术学习的最终目的是控制现实世界中的物理现象，而不是仅仅在纸面上得到一个完美解。这种强调“闭环验证”的学习导向，让我对后续课程的学习充满了期待，也让我更加确信，手头的这本教材，是通往专业领域的一份可靠导航图，其价值远超课本本身所涵盖的知识点。

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