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第1章 非晶和纳米晶软磁合金及电机应用 1

1.1 非晶和纳米晶软磁合金 1

1.1.1 软磁材料的分类与发展 1

1.1.2 非晶和纳米晶软磁合金的性能及应用 4

1.1.3 非晶和纳米晶软磁合金的制备 6

1.1.4 非晶和纳米晶软磁合金的磁学机理 7

1.1.5 电机用非晶软磁合金 10

1.2 非晶软磁合金铁心加工技术 18

1.2.1 非晶软磁合金铁心的叠装工艺 18

1.2.2 非晶和纳米晶软磁合金铁心的热处理工艺 24

1.2.3 铁心切削加工工艺 25

1.2.4 铁心胶装固化工艺 26

1.2.5 铁心装配工艺 28

1.3 非晶软磁电机 28

1.3.1 非晶软磁电机现状和前景 28

1.3.2 非晶电机的关键技术 30

1.3.3 高速非晶电机 31

1.3.4 定子铁心设计 34

1.3.5 非晶软磁电机性能检测和评价 37

参考文献 39

第2章 热电材料和器件应用 43

2.1 热电材料简介 43

2.1.1 热电材料的发展历史 43

2.1.2 热电材料的性能表征 46

2.1.3 热电材料分类和应用 50

2.2 热电材料计算与设计 53

2.2.1 热电材料中的基本物理问题 53

2.2.2 电子输运计算与调控 59

2.2.3 声子输运计算与调控 65

2.3 热电材料的制备与性能 71

2.3.1 碲化铋基热电材料制备与性能 72

2.3.2 笼状物热电材料制备与性能 77

2.3.3 硒化铟热电材料制备与性能 83

2.4 热电器件及其应用 87

2.4.1 热电器件设计 87

2.4.2 热电制冷器件及其应用 89

2.4.3 热电发电器件及其应用 91

参考文献 93

第3章 聚合物超临界流体发泡技术与装备 98

3.1 概述 98

3.1.1 聚合物的发泡 98

3.1.2 超临界流体发泡技术 99

3.1.3 优势与挑战 101

3.2 超临界流体发泡技术的设计与实现 102

3.2.1 聚合物体系 102

3.2.2 发泡剂体系及其选择 103

3.2.3 挤出发泡口模设计及其优化 106

3.2.4 发泡工艺及其优化 107

3.3 超临界流体挤出发泡装备的设计与实现 110

3.3.1 挤出发泡装备的设计 110

3.3.2 超临界流体注入装备的设计 111

3.3.3 装备的智能控制与数字化设计 116

3.4 聚合物超临界流体发泡技术与装备的应用与评价 122

3.4.1 装备控制水平的检测 122

3.4.2 发泡技术的应用前景与相关产品 123

参考文献 125

第4章 氧化物双电层晶体管及其新概念器件应用 128

4.1 双电层薄膜晶体管 128

4.1.1 离子导体及双电层效应 128

4.1.2 双电层薄膜晶体管简介 129

4.1.3 氧化物双电层薄膜晶体管 132

4.2 氧化物双电层晶体管在传感器领域的应用 135

4.2.1 双电层晶体管传感器简介 136

4.2.2 基于氧化物双电层晶体管的传感器 140

4.3 氧化物双电层晶体管在突触电子学领域的应用 142

4.3.1 生物突触及神经网络简介 142

4.3.2 突触电子学器件简介 145

4.3.3 氧化物双电层突触晶体管及其人造树突 149

参考文献 155

第5章 类金刚石碳膜材料及其应用 161

5.1 类金刚石碳膜材料 161

5.1.1 类金刚石碳膜的定义与分类 161

5.1.2 类金刚石碳膜的结构与表征 164

5.1.3 类金刚石碳膜的制备与机理 168

5.1.4 类金刚石碳膜的性能及应用 171

5.2 几种典型类金刚石碳膜材料的设计制备、结构与性能 172

5.2.1 含氢类DLC薄膜（a-C：H） 172

5.2.2 不含氢DLC薄膜（ta-C） 174

5.2.3 第三元素掺杂DLC复合薄膜（Me-DLC） 179

5.3 类金刚石碳膜材料的几类典型应用 191

5.3.1 机械力学特性应用 191

5.3.2 耐腐蚀特性的应用 194

5.3.3 光学特性的应用 196

5.3.4 新型电学功能特性的探索 199

5.3.5 生物医学特性的应用 201

5.3.6 其他应用 204

参考文献 209

第6章 新型纳米磁性材料 216

6.1 纳米磁性材料概述 216

6.2 永磁材料的发展及纳米复合永磁的提出 218

6.3 磁性纳米颗粒的可控制备 221

6.3.1 软磁Fe3O4纳米颗粒的可控制备 222

6.3.2 FePt硬磁纳米颗粒的可控制备 223

6.3.3 稀土基硬磁纳米颗粒的可控制备 229

6.3.4 软硬复合磁性纳米颗粒的可控制备及磁性研究 234

6.4 纳米复合永磁薄膜材料 237

6.4.1 引言 237

6.4.2 纳米复合多层膜及其临界尺寸 237

6.4.3 纳米复合薄膜两相交换耦合及界面对磁性能的影响 240

6.4.4 矫顽力和矫顽力机制 241

6.4.5 高性能纳米复合永磁薄膜的制备 244

6.5 磁性纳米结构块体材料的制备 247

6.5.1 各向同性纳米结构块体的制备 247

6.5.2 各向异性纳米结构块体的制备 249

6.6 低维磁性纳米材料的微观磁结构表征及矫顽力机制探讨 250

6.7 新型纳米磁性材料的应用 255

6.7.1 磁流体在密封、减震以及热疗、靶向药物等领域的应用 255

6.7.2 永磁薄膜材料在磁性微机电系统中的应用 258

6.7.3 纳米晶块体永磁材料在电机中的应用 260

参考文献 260

第7章 锂离子电池电极材料的计算材料学研究 269

7.1 锂离子电池电极材料及其发展趋势 270

7.1.1 锂离子电池的材料基础 270

7.1.2 下一代锂离子电池的材料要求 272

7.2 计算材料学及其发展趋势 275

7.2.1 固体材料的量子力学计算方法 275

7.2.2 诺贝尔化学奖与计算材料范式 277

7.2.3 材料基因组计划与高端制造业 278

7.3 锂离子嵌入材料的物理化学基础 280

7.3.1 嵌入脱嵌反应的物理基础 280

7.3.2 嵌入材料的试验检测验证 282

7.3.3 嵌入材料计算研究的常规模式与困难 284

7.4 新型锂离子电极材料的研究进展 287

7.4.1 第一性原理计算模型 287

7.4.2 正极材料Li2TSiO4的多锂离子过程 293

7.4.3 负极材料MoS2的嵌入物理 297

7.5 新型析氢纳米材料的计算设计 300

7.5.1 电解析氢过程的微观电化学模型 301

7.5.2 MoS2纳米结构与双替换设计原理 303

参考文献 308