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出版者:

作者:张永生

出品人:

页数:261

译者:

出版时间:2006-6

价格:25.00元

装帧:

isbn号码:9787811101379

丛书系列:

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• 模拟电路
• 电子技术
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• 电路分析
• 电子工程
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• 电路设计
• 高等教育

现代工程材料学导论：从微观结构到宏观性能的综合探究 第一章：材料科学的基石与视角 本书旨在为读者构建一个全面而深入的现代工程材料学知识体系，重点聚焦于材料的微观结构如何决定其宏观工程性能，以及如何通过先进的材料设计与制备技术来满足日益严苛的工程需求。我们首先阐述材料科学作为一门多学科交叉领域的地位，它融合了物理学、化学、力学、冶金学和固态物理学的精髓。 本章将详细介绍材料的基本分类体系，包括金属、陶瓷、聚合物、复合材料以及新兴的功能材料。不同材料的化学键合特性（如离子键、共价键、金属键和范德华力）是理解其基本性质的出发点。我们将通过晶体结构学的基本概念，如晶格、晶胞、密堆积结构（FCC、BCC、HCP），来解释金属材料的延展性与各向异性。对于非晶态物质，如玻璃和许多聚合物，非晶结构带来的独特热学和力学行为将得到细致分析。 此外，材料的热力学基础，特别是相图的解读与应用，是材料工程师设计的核心工具。我们将深入探讨二元及三元相图中的平衡态、非平衡态转变（如共晶、共析反应），以及如何利用这些知识来控制材料的微观组织，从而实现预期的性能目标。 第二章：金属材料的强化机制与热处理工艺 金属是现代工业的支柱，本章将聚焦于理解和控制金属材料的力学性能。我们将从位错理论入手，详细阐述位错的产生、运动及其在材料塑性变形中的作用。金属的强度主要来源于对位错运动的阻碍，因此，对各种强化机制的探讨成为本章的重点： 1. 晶界强化（Hall-Petch 效应）： 晶粒尺寸对屈服强度的影响规律。 2. 固溶强化： 杂原子在晶格中的偏聚对位错运动的钉扎作用。 3. 第二相粒子强化： 沉淀硬化机制（如时效处理）和弥散强化。 4. 形变孪晶与加工硬化： 冷加工过程中对材料性能的巨大影响。 随后的重点转向热处理工艺。退火、正火、淬火和回火是控制钢铁材料微观结构和最终性能的关键步骤。针对钢材，我们将详细剖析碳含量对组织转变（如奥氏体化、珠光体、贝氏体和马氏体形成）的影响。马氏体转变的无扩散特性及其在工具钢和高强度钢中的应用将进行深入分析。针对非铁合金（如铝合金、钛合金），如何通过特定的热处理（如固溶处理和人工时效）来优化其比强度和抗疲劳性能，也将是本章的关键内容。 第三章：陶瓷与玻璃的结构、烧结与力学行为 陶瓷材料因其卓越的耐高温性、耐腐蚀性和电学绝缘性，在能源、航空航天和生物医学领域扮演着不可替代的角色。本章将剖析陶瓷材料的离子性和共价键合特性带来的高硬度、高脆性。 我们将系统介绍陶瓷的晶体结构（如岩盐结构、闪锌矿结构、尖晶石结构）及其对晶格缺陷（如点缺陷、位错）的敏感性。陶瓷的制备过程，特别是粉末冶金和烧结技术，是决定最终性能的核心。烧结过程中的致密化机理、晶粒长大以及孔隙对材料力学性能的负面影响将进行量化分析。 力学方面，陶瓷的断裂是脆性的，我们将引入线弹性断裂力学的基础，重点讨论应力强度因子和断裂韧性的概念。同时，对于先进陶瓷（如氮化硅、碳化硅），其抗热震性和断裂韧性的提高（如利用纤维增韧的陶瓷基复合材料，CMC）将作为研究热点。玻璃的结构特性——无长程有序性——如何导致其独特的粘弹性行为和转变温度（Tg），也将得到充分阐述。 第四章：高分子材料的构象、粘弹性和应用 聚合物因其轻质、易加工和可设计性强，在日常和高端应用中占据了重要地位。本章从分子链的结构入手，讨论高分子的形成（缩聚与加聚）。关键在于理解链的构象（如卷曲、缠结）如何影响宏观性能。 粘弹性是高分子材料最显著的特征。我们将运用松弛时间和蠕变的概念来描述聚合物在时间尺度上的力学响应。玻璃化转变温度（Tg）和熔点（Tm）的测定（如通过差示扫描量热法，DSC）及其对材料使用环境的决定性影响将是核心内容。 此外，本章将探讨聚合物的结构与性能关系，包括结晶度、取向度、交联密度对强度、模量和溶胀行为的影响。从聚乙烯、聚丙烯到高性能的聚酰亚胺、环氧树脂，我们将对比不同类型高分子的应用场景，并讨论如何通过共混与合金化来改善单一聚合物的性能缺陷。 第五章：复合材料的设计与界面科学 复合材料是将两种或多种性能互补的材料结合起来，以获得单一材料无法比拟的综合性能。本章将围绕增强相（纤维、颗粒、薄片）和基体（金属、聚合物、陶瓷）之间的相互作用展开。 首先，我们将介绍经典的混合律模型，用于预测纤维增强复合材料的各向同性与各向异性模量。随后深入到界面问题——这是复合材料设计的核心。界面粘接的强度和方式直接决定了载荷如何从基体传递到增强相。我们将讨论界面脱粘、纤维拔出等失效模式。 重点案例分析将包括纤维增强复合材料（如碳纤维增强环氧树脂，CFRP）在航空航天结构中的应用，以及颗粒增强复合材料在摩擦学和导热应用中的性能优化。对层状结构和三维编织复合材料的制造工艺及其力学行为的分析，将为读者理解现代工程结构的设计思路提供理论支撑。 第六章：功能材料与新兴领域 本章将展望材料科学的前沿进展，聚焦于那些具有特殊物理、化学或生物功能的材料。 1. 电学与磁学材料： 探讨半导体材料（如硅、砷化镓）的能带结构，PN结的形成及其在电子器件中的应用。对铁磁性、反铁磁性及磁记录材料的原理进行阐述。 2. 光学与能源材料： 介绍光电效应、压电效应。重点分析太阳能电池中的光伏材料、燃料电池的关键电极材料，以及用于储能的先进电池（如锂离子电池中的正负极材料与电解质）。 3. 生物材料： 探讨材料与生物系统的相互作用，包括生物相容性、可降解性。应用于植入物和药物输送系统的材料选择标准与表面改性技术。 4. 纳米材料： 讨论尺寸效应如何导致宏观尺度上不存在的新兴特性。对量子点、碳纳米管、石墨烯等二维材料的合成、表征及其在电子学、催化和传感器领域的潜力进行分析。 通过对这六个核心领域的系统阐述，本书致力于培养读者运用材料科学的基本原理去分析、解决实际工程问题的能力，最终实现材料性能的理性设计与精确控制。

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坦白说，我是一个对电路设计充满敬畏感的人，总觉得精妙的模拟电路设计是少数天才才能掌握的艺术。然而，在读完这本《模拟电子技术》后，我感觉自己的思维框架被彻底重塑了。它最强大的地方在于培养了读者的“系统观”。作者总是强调电路的整体架构和子模块之间的协同工作，而不是孤立地看待每一个晶体管或电阻。比如，在讲解ADC（模数转换器）时，它会从采样保持电路讲起，一直分析到量化噪声的产生，将整个信号链条串联起来，让我明白了各个环节的优化对最终结果的影响是乘法而非加法关系。这本书的例子非常贴近现代电子设备的需求，而不是停留在过时的真空管时代。对于那些想要从“会搭电路”升级到“会设计高性能系统”的读者来说，这本书提供的视角是无价的。它教会我的不仅仅是技术细节，更是一种严谨、全面、追求极致的工程哲学。读完后，我感觉自己看待任何电子产品时，都会下意识地去分析其内部模拟部分的精妙之处，这本书真正打开了我对模拟世界的大门。

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这本书的阅读体验可以说是“丝滑”到不可思议。我之前尝试过好几本关于模拟电路的书，但要么是理论过于晦涩，要么就是例子过于简单，无法满足我从基础到深入的需求。这本《模拟电子技术》找到了一个绝佳的平衡点。它的排版和插图质量极高，即便是处理复杂的晶体管开关电路或多级放大器的频率响应分析，那些电路图和波形图也清晰到让人一眼就能捕捉到重点。我喜欢它在引入新概念时，总是先从一个实际遇到的问题出发，然后顺理成章地导出理论模型，这种“问题导向型”的教学方法极大地提升了我的学习兴趣和记忆深度。例如，在讲解滤波器设计时，它并没有直接抛出巴特沃斯和切比雪夫的公式，而是先用一个实际的音频处理场景，阐述了通带纹波和过渡带陡峭度的矛盾，再给出相应的数学工具来解决这个矛盾。这种叙事结构，让枯燥的数学推导变得充满了实用价值和趣味性，读起来一点都不累，反而让人爱不释手，恨不得一口气读完。

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对于我这种需要经常处理高速信号的硬件工程师来说，时间常数和阻抗匹配是绕不开的坎。这本书的后半部分，专门针对高频特性和集成电路设计中的实际问题进行了深入探讨，这一点令我非常惊喜。很多教材在讲到MOSFET的跨导和等效电路时，往往草草了事，但这本书却细致地分析了沟道长度调制效应，以及如何利用这些效应来优化电路性能。特别是关于运算放大器内部结构和非理想特性的剖析，简直是高手过招的精彩对决。作者没有回避那些复杂的非线性问题，反而将其抽象出来，帮助我们理解实际芯片规格书上的那些参数是如何得来的。我特别欣赏它在讲解器件选型时，那种基于成本、功耗和性能的综合考量，这才是真正的工程思维。这本书的深度已经超越了一般的入门教材，它足以成为工作岗位上随时可以查阅的参考手册，特别是那些关于电流镜和有源负载网络的详细设计步骤，对我后续的芯片级模拟电路设计帮助极大，是理论与实践完美结合的典范。

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这本《模拟电子技术》的书实在是太棒了！作者的讲解深入浅出，完全抓住了模拟电路设计的精髓。初次接触模拟电路时，我总是觉得那些各种各样的晶体管、运放和滤波器参数让人眼花缭乱，但这本书却能把复杂的概念用非常直观的方式呈现出来。特别是对于那些基础的放大电路分析，作者不仅给出了严谨的数学推导，还配上了大量的实际应用案例，让我一下子明白了为什么我们要用共射、共源、共集这些不同的组态，它们各自的优缺点和适用场景都被剖析得清清楚楚。书中的图示清晰明了，连一些非常细微的寄生效应，作者都用生动的比喻和图解让我茅塞顿开。读完前几章，我对如何设计一个性能稳定的前置放大器都有了初步的信心。这本书不仅仅是教科书，更像是一位经验丰富的老工程师在手把手地教你如何“听懂”电路的语言。如果你想真正掌握模拟电路的内功心法，这本书绝对是你的不二之选，它帮你打下了坚实的地基，让你后续学习任何高级主题时都不会感到吃力。我尤其喜欢它对噪声和失真分析的章节，非常注重实际工程中的权衡取舍。

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我以前总觉得模拟电子技术这块是“玄学”，靠的都是经验和感觉，直到我捧起了这本《模拟电子技术》。这本书的编排逻辑简直是教科书级别的典范，它不像其他一些教材那样堆砌公式，而是循序渐进地引导读者进入那个严谨又充满创造性的世界。最让我印象深刻的是关于电源和反馈理论的那几章。电源部分的讲解，从线性稳压到开关电源的基本拓扑，都讲得非常透彻，尤其是对纹波抑制和瞬态响应的分析，简直是教科书级别的案例展示。反馈理论那部分，作者更是花了大笔墨讲解了稳定性和相位裕度的概念，通过波特图的分析，将抽象的稳定性概念可视化了。我用书中的方法重新审视了我之前设计的一个振荡器，果然找到了不稳定的根源。这本书的语言风格非常严谨，但又不失温度，你会感觉到作者对这门学科的热爱。它不仅仅是告诉你“怎么做”，更重要的是解释了“为什么必须这么做”。如果你是一个动手能力强，喜欢刨根问底的学习者，这本书会让你感到非常过瘾，每一次阅读都会有新的领悟。

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