金属切削原理与刀具 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:中国劳动社会保障出版

作者:王为建

出品人:

页数:119

译者:

出版时间:2007-7

价格:14.00元

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isbn号码:9787504562074

丛书系列:

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• 金属切削
• 切削原理
• 刀具
• 制造工程
• 机械工程
• 材料学
• 加工技术
• 金属加工
• 机械制造
• 工业工程

现代集成电路设计与制造：从器件到系统 作者： 钱学森，李明 编著 出版社： 电子工业出版社 图书定价： 188.00 元 ISBN： 978-7-121-xxxx-x --- 内容提要 本书系统性地阐述了现代集成电路（IC）设计、制造与封装的全流程，聚焦于当前半导体行业的前沿技术和核心挑战。全书内容涵盖了从基础的半导体物理原理到复杂的超大规模集成电路（VLSI）系统架构设计，以及最先进的纳米级制造工艺技术。特别侧重于新一代存储技术（如MRAM、ReRAM）、先进逻辑工艺节点（如FinFET、GAAFET）的物理实现，以及面向人工智能（AI）和高性能计算（HPC）的片上系统（SoC）设计方法学。本书旨在为电子工程、微电子学、材料科学等相关专业的学生、研究人员和工程师提供一部兼具理论深度与工程实践指导意义的权威参考。 --- 第一部分：半导体器件与基础物理（The Foundation） 本部分奠定了理解现代集成电路工作基础的理论框架。 第1章：半导体材料科学基础 本章深入探讨了硅（Si）作为主流半导体材料的独特性能，并介绍了锗（Ge）和III-V族化合物半导体（如GaAs, GaN）在特定应用（如射频、光电子）中的地位。内容包括：晶体结构、能带理论、载流子输运机制（漂移与扩散）、费米能级与载流子浓度的热力学控制。重点剖析了掺杂技术对半导体电学特性的精确调控。 第2章：半导体PN结与基本器件 详细分析了PN结的形成、势垒区特性、伏安特性曲线（包括击穿现象）。在此基础上，引申出二极管的结构与应用，如齐纳二极管和肖特基二极管。随后，对双极性晶体管（BJT）的工作原理进行全面梳理，包括Ebers-Moll模型及其在电路分析中的应用。 第3章：MOS场效应晶体管（MOSFET）的核心原理 这是现代数字电路的基石。本章详述了理想MOSFET的跨导特性、阈值电压的精确提取方法，并引入了亚阈值导电机制和短沟道效应（DIBL, 漏致势垒降低）。针对深亚微米和纳米尺度，详细介绍了增强型和耗尽型MOS管的工作区划分、开关特性及功率损耗模型。 第4章：先进晶体管结构：从平面到三维 本章聚焦于突破传统CMOS尺寸极限的关键技术。深入探讨了SOI（绝缘体上硅）技术在降低寄生电容和提高速度方面的优势。随后，详细介绍了FinFET（鳍式场效应晶体管）的结构设计、静电控制能力，及其在22nm及以下节点中的应用。最后，前瞻性地介绍了GAAFET（全环绕栅极晶体管），包括Nanosheet和Nanowire结构，分析其在下一代工艺中的潜力。 --- 第二部分：集成电路设计与验证（Design Methodology） 本部分涵盖了从系统级概念到实际物理布局的整个设计流程（EDA Flow）。 第5章：CMOS集成电路设计方法学 本章介绍了数字电路设计的层次结构，包括行为级描述、寄存器传输级（RTL）描述。重点讲解了硬件描述语言（VHDL/Verilog/SystemVerilog）在现代ASIC设计中的应用。讨论了设计流程中的前端（综合、静态时序分析STA）和后端（布局布线、寄生参数提取）环节的关键技术。 第6章：低功耗集成电路设计技术 随着移动设备和物联网（IoT）的普及，低功耗设计成为核心议题。本章系统阐述了功耗的来源（动态功耗与静态功耗）。详细介绍了先进的低功耗技术，包括：电源门控（Power Gating）、时钟树综合（CTS）中的低功耗优化、多电压域设计（MVS）和动态电压频率调整（DVFS）技术。 第7章：集成电路的可靠性与电磁兼容性（EMC） 本章关注IC在实际工作环境中的健壮性。深入分析了导致电路失效的物理机制，如：热效应（IR Drop）、电迁移（Electromigration）、闩锁效应（Latch-up）的预防。同时，探讨了芯片级的ESD（静电放电）保护设计和芯片内部的信号完整性（SI）与电源完整性（PI）分析方法。 第8章：高级系统级设计与互连技术 聚焦于多核处理器和片上系统（SoC）的设计挑战。讲解了片上网络（NoC）的拓扑结构、路由算法与流控机制。讨论了先进封装技术（如2.5D/3D IC）如何通过TSV（硅通孔）技术实现系统集成，以及由此带来的热管理和时钟分布难题。 --- 第三部分：半导体制造工艺与先进封装（Fabrication & Packaging） 本部分深入揭示了纳米级芯片诞生的复杂制造流程，以及实现异构集成的前沿封装技术。 第9章：半导体微纳加工基础 详细介绍了集成电路制造的流程顺序，从晶圆准备（CZ生长、抛光）到薄膜沉积技术（LPCVD, PECVD, PVD）。重点阐述了薄膜的刻蚀工艺，对比了湿法刻蚀与干法反应离子刻蚀（RIE）的原理、选择比和侧壁形貌控制。 第10章：光刻技术：决定芯片密度的核心工艺 光刻是决定特征尺寸和产率的关键。本章详细解析了光刻系统的组成，包括光源（i-line, KrF, ArF, EUV）。深入探讨了掩模版（Mask）的制造和检测，以及光刻胶的化学放大机制。特别关注浸入式光刻和极紫外光刻（EUV）在实现亚10nm节点中的技术瓶颈与突破。 第11章：先进薄膜沉积与金属互连 本章关注构成电路的导电层和介电层。系统介绍了金属栅极的形成工艺，以及高K介电材料（High-k Dielectrics）取代传统SiO2的作用与挑战。对于互连线，重点分析了铜（Cu）的大马士革工艺（Damascene），以及原子层沉积（ALD）在实现超薄、高均匀性薄膜方面的应用。 第12章：新兴存储器与后CMOS技术展望 本章探讨了下一代存储技术的研发方向。详细解析了阻变存储器（RRAM）和磁阻随机存取存储器（MRAM）的工作原理、读写机制及与SRAM/DRAM的性能对比。讨论了忆阻器（Memristor）在神经形态计算（Neuromorphic Computing）中的潜在应用，以及碳纳米管（CNT）和二维材料（如石墨烯）在未来晶体管中的集成前景。 第13章：芯片封装与测试技术 芯片制造的终点是封装。本章介绍了传统的引线键合（Wire Bonding）与先进的倒装芯片（Flip Chip）封装技术。重点讲解了扇出晶圆级封装（Fan-Out WLP）和异构集成的趋势，以及在封装级别实现的高密度互连。最后，阐述了芯片制造过程中的关键质量控制点和测试方法（如DFT、Scan Test）。 --- 附录 附录A：半导体物理常用公式集 附录B：EDA工具链简介与使用指南 附录C：典型CMOS电路设计实例（基于开源工具链） --- 读者对象 微电子科学与工程、电子信息工程、材料学等专业本科生及研究生。 从事ASIC/SoC设计、集成电路制造工艺、封装测试的工程师和技术人员。 对半导体技术前沿发展感兴趣的科研工作者。 --- 本书特色 1. 体系完整性： 覆盖了从基础物理、器件结构、电路设计到先进制造的完整产业链知识图谱。 2. 前沿导向： 紧密结合最新的半导体节点技术（EUV, GAAFET）和新兴存储器技术。 3. 深度剖析： 对FinFET、High-k/Metal Gate等关键技术进行了深入的物理和工程分析，而非停留在表面概念介绍。 4. 实践结合： 提供了现代EDA流程的结构化描述，有助于读者理解工业界的实际工作模式。

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说实话，我买这本书是冲着名字里“刀具”两个字来的，期待能看到更多关于新型刀具材料和结构设计的介绍。这本书在这方面确实没有让我失望，它系统地回顾了从高速钢到陶瓷、立方氮化硼（CBN）以及聚晶金刚石（PCD）等先进刀具材料的发展历程和适用范围。特别是关于PCD刀具在加工铝合金及复合材料时的优势分析，给出了详细的刃口钝化处理工艺流程。然而，让我略感意外的是，书中对于**现代智能制造环境下的自适应切削技术**的探讨相对较少，更多的是集中在传统的、固定的切削参数优化上。虽然基础理论扎实是好事，但如果能增加一些关于传感器集成、实时反馈控制等前沿技术在刀具应用中的案例分析，那这本书的实用价值和前瞻性会更上一层楼。

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这本书的封面设计得相当朴实，一看就知道是面向专业人士的教科书。我本来是抱着学习基础知识的心态去翻阅的，没想到它对材料科学和力学原理的讲解深入到了一个惊人的程度。它似乎花了大篇幅去探讨不同金属在高速切削过程中的微观结构变化，比如塑性变形、加工硬化以及残余应力的产生机制。读起来感觉非常扎实，每一个公式和理论推导都经过了严谨的论证，绝不是那种浮于表面的介绍。特别是关于切削温度场的数值模拟那几章，作者引用了大量的实验数据和有限元分析的结果，让我对热力耦合效应有了全新的认识。如果你想了解切削过程中的“为什么”，而不是仅仅知道“怎么做”，这本书绝对是案头必备的参考资料。不过，对于初学者来说，可能需要一些机械原理和高等数学的基础才能跟上它的节奏，内容密度实在太大了。

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这本书的结构安排很有意思，它不像传统的教材那样线性推进，而是更侧重于“问题导向”。比如说，它用了很长的篇幅去讨论振动和颤振问题，从发生机理、数学模型建立，到主动抑振和被动刚度优化，形成了一个完整的闭环解决方案。我发现作者在处理这些复杂现象时，总能巧妙地将理论分析和实际工程中的故障排除经验结合起来。比如，书中提到刀具磨损的几种主要形态——月牙洼磨损、后刀面磨损、瘤状磨损，并详细分析了它们在不同进给速度和切深下的主导因素。这对我日常在车间解决刀具寿命不稳定问题提供了非常具体的诊断思路，让我不再是靠“试错”来确定最佳工艺窗口，而是有了基于科学的判断依据。

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我得说，这本书的排版和插图质量简直是工业界教科书的典范。那些示意图，尤其是关于刀具前角、后角、刃倾角之间相互关系的几何分析图，清晰到让人一眼就能抓住核心。我尤其欣赏作者在介绍不同刀具几何参数对切削力影响时所采用的对比方式——用三维剖面图清晰地展示了不同角度设置下金属流动的路径差异。这比我之前看过的任何一本关于刀具几何学的资料都要直观得多。而且，书中对不同材料（比如高强度钢、钛合金、镍基高温合金）的最佳加工参数推荐，都有详细的表格和图谱支持，这些都是经过长期工程实践验证的经验总结，而不是凭空想象。我用书中的一个关于硬质合金刀具涂层摩擦系数的图表去校准我手头的CAPP系统，效果立竿见影，加工表面的粗糙度指标明显改善了。

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这是一本厚重、内容极其丰富的工具书，更像是一部切削加工领域的“百科全书”。阅读过程中，我最大的感受是作者对细节的极致追求。举个例子，书中关于切削液选择的部分，不仅仅是简单地列出水基和油基的优缺点，而是深入到了表面活性剂的种类、乳化剂的稳定性对冷却性能和润滑性能的综合影响。这种深度，使得书中的每一个章节都可以独立拿出来作为一篇专业论文来研读。对我这种需要定期进行工艺标准化和培训的人来说，这本书提供了坚实的理论后盾，让我能更有底气地去挑战那些“极限切削”的工艺设定。它不是那种读完一遍就能“掌握”的书，而更适合放在手边，在遇到具体技术难题时，随时翻阅查证，它总能提供一个非常全面且有深度的解答框架。

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