超声电机技术与应用 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:科学

作者:赵淳生

出品人:

页数:558

译者:

出版时间:2007-8

价格:98.00元

装帧:

isbn号码:9787030197504

丛书系列:

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好的，这是一本关于先进材料科学与工程的图书简介： --- 《先进材料科学与工程：结构、性能与前沿应用》 本书导读： 在全球科技飞速发展的今天，新材料的突破性进展已成为推动工业革命和技术创新的核心驱动力。本书《先进材料科学与工程：结构、性能与前沿应用》旨在为材料科学、化学工程、机械制造以及相关领域的科研人员、工程师和高年级本科生提供一部系统、深入且与时俱进的专业参考著作。它不仅详尽阐述了传统材料体系的深入理解，更聚焦于二十一世纪最具潜力的功能性、结构性及复合型先进材料的最新进展与工程化挑战。 第一部分：材料科学基础的深化与拓展 本书伊始，我们并未停留在基础的晶体学和热力学层面，而是将重点放在“尺度效应”与“界面/表面工程”对材料宏观性能的决定性影响。 第一章：原子尺度下的结构控制与微观组织演变 本章深入剖析了高熵合金（HEAs）的构效关系。不同于传统合金的单一主元设计，HEAs的复杂高熵状态如何通过调控局部化学短程有序（CSRO）和位错缠结机制，实现超高强度、优异的抗辐照能力和极端温度下的稳定性。讨论了相分离的动力学控制以及如何通过快速凝固技术（如电弧熔炼与激光选区熔化）来设计特定的微观结构，例如调幅分解结构（ODS）在提升蠕变性能中的作用。此外，对非晶态金属（Bulk Metallic Glasses, BMGs）的结构弛豫、过冷液态区塑性行为及其脆性断裂机制进行了详尽的阐述。 第二章：材料性能的表征与计算模拟 本部分强调了先进表征技术的集成应用。我们详细介绍了原位（In-situ）同步辐射X射线衍射在实时监测材料动态变形过程中的能力，以及球差校正透射电子显微镜（STEM）在原子级缺陷分析中的精确性。重点章节探讨了计算材料学前沿，包括密度泛函理论（DFT）在预测材料电子结构和反应活性中的应用，以及分子动力学（MD）模拟在模拟高通量筛选和复杂界面扩散行为中的优势与局限性。特别讨论了机器学习（ML）模型如何加速材料设计空间探索，例如通过构建基于图神经网络（GNNs）的晶格结构与性能预测模型。 第二部分：功能性先进材料的突破 本书的核心篇章聚焦于那些因其独特功能而被赋予“先进”之名的材料体系，它们是下一代电子、能源和传感技术的基石。 第三章：先进电子与光电功能材料 本章聚焦于二维（2D）材料的工程化。除了石墨烯和过渡金属硫化物（TMDs）的电子迁移率讨论外，本书着重分析了如何通过垂直堆叠（范德华异质结）构建具有预期带隙和自旋电子学特性的新型半导体器件。深入探讨了铁电隧道结（FTJs）中电荷迁移和隧道效应的调控，以及它们在非易失性存储器（NRAM）中的应用潜力。关于光电材料，我们详细解析了钙钛矿太阳能电池（PSCs）中缺陷钝化技术（如表面修饰剂和二维包覆层）如何解决长期稳定性问题，并探讨了InGaN/GaN异质结在深紫外（DUV）LED制造中的材料缺陷控制策略。 第四章：能源存储与转换材料的革命 本部分聚焦于高能量密度和长循环寿命的需求。在电池技术方面，我们详细研究了固态电解质的研发瓶颈，包括界面阻抗的降低和锂枝晶的抑制机制。对锂硫（Li-S）电池中多硫化物穿梭效应的化学控制策略，例如使用功能化碳骨架和保护层，进行了深入的材料体系比较。在催化领域，我们关注单原子催化剂（SACs）的锚定机制和电子结构优化，以实现高选择性和高活性，特别是在电催化水分解和二氧化碳还原反应中的应用。 第五章：智能与自适应材料系统 本章涵盖了对外部刺激敏感并能做出响应的材料。重点分析了形状记忆合金（SMAs）的热弹性马氏体相变动力学，以及如何通过引入孪晶结构来改善其疲劳寿命和工作循环次数。对压电与热释电材料的机电耦合效应进行了详细的理论推导和工程实践分析，特别是在能量收集（Energy Harvesting）器件中的界面匹配优化。此外，本书还引入了自修复高分子复合材料的设计理念，从微胶囊破裂到血管网络的构建，详细讨论了修复效率与基体材料力学性能的平衡。 第三部分：工程化挑战与前沿制造 先进材料的价值最终体现在其可靠的工程应用中。本部分着眼于如何将实验室成果转化为工业级产品。 第六章：增材制造（Additive Manufacturing）中的材料行为 增材制造，尤其是金属激光粉末床熔融（LPBF），对材料的凝固过程提出了严苛的要求。本章分析了高凝固速率下材料的微观结构演变，如快速凝固导致的亚结构细化、偏析的形成和残余应力的累积。针对增材制造特有的孔隙缺陷，探讨了如何通过优化工艺参数（如激光功率、扫描速度和基板预热）来控制孔隙率，并介绍了后处理技术（如热等静压HIP）对消除内部缺陷和恢复力学性能的重要性。 第七章：复合材料的界面调控与寿命预测 本书将复合材料的重点放在先进界面设计上。我们探讨了纤维增强金属基复合材料（FRMCs）中金属间化合物的控制，以及如何通过化学气相沉积（CVD）或界面涂层技术，有效抑制高温下的反应性脆化。在长纤维增强聚合物基复合材料（CFRPs）方面，重点分析了层间剪切强度（ILSS）的提升策略，特别是通过纳米材料（如碳纳米管或石墨烯片层）的引入来增强界面粘结。最后，基于概率论和Weibull分布，建立了复合材料在复杂载荷下的疲劳寿命预测模型。 结论与展望： 《先进材料科学与工程》不仅是一本教科书，更是一份对未来科技蓝图的描绘。它强调了跨学科思维的重要性，倡导材料科学家与工程师紧密合作，以应对从极端环境适应到功能集成化的多重挑战。本书为读者提供了坚实的理论基础，丰富的案例分析，以及对未来材料创新方向的深刻洞察。 ---

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这本书在材料科学和制造工艺方面的探讨，给我带来了全新的视角。以往我总是关注电机的电气和机械设计，但这本书让我深刻认识到，超声电机的最终性能在很大程度上取决于其“内核”——压电材料和粘合技术。作者对PZT、PMN-PT等先进压电陶瓷的微观结构、介电常数随温度和电场变化的行为进行了详细的描述，并讨论了这些材料的局限性，比如铁电疲劳和温度漂移问题。更让我受益匪浅的是关于结构件的加工精度和声阻尼材料的应用部分。书中对比了不同的激光加工和精密研磨技术对换能器性能的影响，以及如何利用特定的阻尼层来抑制不需要的谐振模式，从而提高驱动效率和降低噪音。这部分内容极大地拓宽了我对超声电机设计边界的认识，让我意识到设计一个高性能电机，必须是多学科交叉的系统工程。

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这本《超声电机技术与应用》真是让我大开眼界，尤其是它对驱动原理的深入剖析，简直是教科书级别的严谨。我过去对超声波驱动的电机总是停留在“神奇”的层面，但这本书彻底颠覆了我的认知。它没有回避那些复杂的数学模型和物理基础，反而将声场分布、振动机理以及与转矩产生的耦合关系，用极其清晰的图示和逐步推导的方式呈现出来。比如，对于行波型与驻波型电机的差异讲解，作者不仅给出了理论公式，还结合实际的几何结构和边界条件进行了分析，让我明白了为什么在不同的应用场景下，工程师会选择特定的结构。书中对压电陶瓷材料的选型和极化方向对性能的影响也有详尽的论述，这一点对于我后续进行定制化设计至关重要。书中对高频驱动电路的设计也进行了细致的探讨，特别是如何有效抑制寄生振荡和优化功率传输效率的部分，提供了很多实用的电路拓扑和参数选择建议，这方面的内容远超我预期的深度，让我感觉手边的这本书不仅仅是理论指导，更像是一本实战手册。

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总的来说，这本书是一部具有极高参考价值的综合性专著，它在理论深度、应用广度和工程实践性之间找到了一个绝佳的平衡点。我尤其欣赏它对未来发展趋势的展望，不仅仅停留在现有技术的修修补补上，而是探讨了利用新型智能材料（如形状记忆合金辅助驱动）和先进的非接触式驱动技术来突破传统超声电机在响应速度和功率密度上的瓶颈。书中对如何进行系统的多物理场耦合仿真分析也提供了指导意见，这对于当前依赖CAE进行优化的研发环境来说，无疑是及时雨。对于从事电机设计、精密驱动控制或者希望将超声技术应用于高端制造领域的工程师和研究人员而言，这本书绝对是一笔宝贵的财富，它提供的不仅仅是知识，更是一种解决复杂工程问题的思维框架和技术路径。

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阅读体验上，这本书的编排逻辑性和语言的精确性值得称赞。它并没有为了追求学术前沿而忽略了基础知识的夯实。前半部分对超声波换能器的工作原理、阻抗匹配理论的铺垫非常扎实，使得后续章节对复杂控制策略的理解变得水到渠成。作者在阐述复杂的控制算法，比如滑模控制或自适应控制在超声电机中的应用时，使用了清晰的流程图和性能对比图表，极大地降低了理解门槛。特别值得一提的是，书中对电机性能测试与评估的标准也进行了规范性的介绍，包括如何准确测量空载转速、负载特性曲线以及动态响应时间，这些都是衡量电机设计优劣的关键指标，却常常在普通教材中被一带而过。这本书的处理方式显得非常专业和负责任，它教会的不仅仅是如何“做”电机，更是如何“科学地评价”电机。

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这本书的“应用”部分简直是亮点中的亮点，它将深奥的理论知识迅速落地到了工业实践中，让人感觉到技术的可触及性。我特别欣赏作者在介绍不同类型超声电机（如压电陶瓷谐振器、行波型、驻波型等）时，不仅仅是罗列它们的结构，而是深入剖析了它们在特定工业场景中的优势与局限。比如，在微定位和精密仪器领域，书里详细分析了AMC（主动阻抗匹配控制）和准共振跟踪技术如何确保纳米级的定位精度，这比我之前在其他资料上看到的那些泛泛的介绍要具体得多。最让我惊喜的是，书中包含了一些非常具体的案例研究，涉及到航空航天姿态控制、医疗内窥镜的柔性操作以及高精度光学元件的对焦系统。这些案例不仅展示了超声电机的小型化、高精度特性，还讨论了它们在振动抑制、抗电磁干扰等方面的独特优势，这对于我目前正在负责的对环境适应性要求极高的项目，提供了宝贵的参考方向和解决思路。

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