摩擦納米發電機設計 王曉力 胡燕強 9787030773142 【台灣高等教育出版社】

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物品所在地:中國大陸
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書名:摩擦納米發電機設計
ISBN:9787030773142
出版社:科學
著編譯者:王曉力 胡燕強
叢書名:21世紀先進位造技術叢書
頁數:289
所在地:中國大陸 *此為代購商品
書號:1632343
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內容簡介

本書以材料-結構-性能為主線,通過將量子力學第一性原理、黏附接觸力學、聚合物摩擦學和微納製造等多學科知識相融合,形成了摩擦納米發電機的設計理論與方法,可為改善摩擦納米發電機能量轉化效率和耐久性提供基礎。本書闡述了摩擦起電起源、摩擦納米發電機工作原理及應用場景。基於第一性原理計算方法,在原子和電子尺度上揭示了金屬-聚合物接觸起電機理,為摩擦起電材料性能調控提供依據;基於黏附接觸力學提出了表面織構界面黏附接觸起電模型及其數值求解方法,為表面織構定量設計提供依據;基於聚合物摩擦磨損理論,揭示了摩擦起電與摩擦磨損的相互作用機理。此外,還介紹了摩擦納米發電機電源管理電路負載及充電特性和電源管理電路設計方法。在上述基礎上,以機械系統為背景,提出了基於摩擦納米發電機的能量收集器和感測器的設計方法。 本書可供微能源、微機械和微電子等領域的高校師生和科研人員參考使用。

目錄

「21世紀先進位造技術叢書」序
前言
第1章 摩擦起電原理與應用
1 1 摩擦起電的研究發展歷程
1 1 1 摩擦起電的研究歷史
1 1 2 摩擦起電電荷轉移機制
1 2 摩擦納米發電機基本理論
1 2 1 摩擦納米發電機理論起源
1 2 2 摩擦納米發電機結構及原理
1 2 3 摩擦納米發電機理論模型
1 3 摩擦納米發電機性能調控
1 4 摩擦納米發電機應用
參考文獻
第2章 金屬-聚合物接觸起電機理與材料性能調控
2 1 第一性原理計算方法
2 1 1 第一性原理計算理論基礎
2 1 2 第一性原理計算步驟
2 2 接觸起電電荷轉移模型
2 2 1 功函數
2 2 2 有效功函數
2 2 3 表面態模型
2 2 4 局域本徵態模型
2 3 Al-PTFE第一性原理計算
2 3 1 Al-PTFE界面模型構建
2 3 2 接觸狀態與轉移電荷量的關係
2 3 3 界面勢壘與轉移電荷量的關係
2 3 4 電子受體與電荷轉移方向
2 3 5 電荷轉移驅動力
2 3 6 接觸起電過程描述
2 4 Al-PET和Al-Kapton接觸起電機理研究
2 4 1 Al-PET和Al-Kapton接觸起電的第一性原理研究
2 4 2 Al-PET單體和Al-Kapton單體接觸起電的第一性原理研究
2 5 Cu-PVDF第一性原理計算
2 5 1 Cu-PVDF界面模型構建
2 5 2 半結晶PVDF薄膜製備工藝
2 5 3 極性相/非極性相對電荷轉移的影響
2 5 4 結晶度對電荷轉移的影響
2 5 5 壓電與摩擦起電耦合作用對電荷轉移的影響
2 6 聚?亞胺材料改性及摩擦起電性能研究
2 6 1 雙鍵分子基團改性的聚?亞胺材料製備及表徵
2 6 2 雙鍵改性材料接觸起電性能研究
2 6 3 雙鍵改性材料摩擦起電及摩擦學性能研究
2 7 透明摩擦納米發電機
2 7 1 透明聚?亞胺材料製備及表徵
2 7 2 聚?亞胺薄膜透光率及黏附特性測試
2 7 3 透明摩擦納米發電機電學輸出性能測試
2 7 4 透明摩擦納米發電機的應用
2 8 本章小結
參考文獻
第3章 界面黏附接觸起電模型與表面織構設計
3 1 界面黏附接觸力學基礎
3 1 1 光滑表面黏附接觸理論
3 1 2 粗糙表面黏附接觸理論
3 1 3 接觸面積模型研究
3 1 4 靜電力模型研究
3 2 織構化摩擦納米發電機黏附接觸起電模型
3 2 1 考慮微納織構及靜電力的黏附接觸模型
3 2 2 摩擦納米發電機起電模型
3 2 3 黏附接觸及起電模型的數值求解
3 3 織構化摩擦納米發電機接觸面積測試
3 3 1 稜錐織構化PDMS薄膜製備工藝
3 3 2 織構化PDMS薄膜接觸面積測試
3 3 3 外載荷對接觸面積的影響
3 4 織構化摩擦納米發電機黏附接觸起電特性
3 4 1 黏附接觸及起電的主要特徵
3 4 2 電荷密度對接觸及起電性能的影響
3 4 3 表面織構對接觸及起電性能的影響
3 5 本章小結
參考文獻
第4章 金屬-聚合物摩擦起電與摩擦磨損性能
4 1 聚合物材料摩擦學基礎
4 1 1 聚合物材料的摩擦
4 1 2 聚合物材料的磨損
4 1 3 聚合物材料的性能調控
4 2 表面織構對摩擦起電及摩擦磨損性能的影響
4 2 1 圓柱織構化PI薄膜的製備工藝
4 2 2 多環境摩擦起電試驗台構建
4 2 3 織構化表面摩擦及起電行為
4 3 相對濕度對摩擦起電及摩擦磨損性能的影響
4 3 1 相對濕度對摩擦磨損及起電性能的影響
4 3 2 不同相對濕度下織構間距對摩擦磨損及起電性能的影響
4 3 3 法向載荷對摩擦磨損及起電性能的影響
4 4 溫度對摩擦起電及摩擦磨損性能的影響
4 4 1 溫度對非織構PI薄膜摩擦磨損及起電性能的影響
4 4 2 不同溫度下織構間距對摩擦磨損及起電性能的影響
4 4 3 往複頻率對摩擦磨損及起電性能的影響
4 5 BaTiO3/PI納米複合薄膜摩擦起電及摩擦磨損性能
4 5 1 BaTiO3/PI納米複合薄膜製備工藝及表徵
4 5 2 BaTiO3含量對電學輸出性能的影響
4 5 3 BaTiO3含量對摩擦磨損性能的影響
4 5 4 工況條件對摩擦磨損及起電性能的影響
4 6 本章小結
參考文獻
第5章 摩擦納米發電機電源管理電路設計
5 1 摩擦納米發電機電源管理電路組成
5 1 1 標準電源管理電路
5 1 2 最大能量提取
5 1 3 降壓方法
5 2 摩擦納米發電機負載及充電特性模擬分析
5 2 1 摩擦納米發電機瞬態模型
5 2 2 摩擦納米發電機瞬態特性
5 3 摩擦納米發電機電源管理電路設計
5 3 1 摩擦納米發電機阻抗匹配
5 3 2 最大能量輸出
5 3 3 電源管理電路工作原理
5 3 4 電源管理電路優化設計
5 3 5 電源管理電路效率
5 4 集成傳動機構的旋轉能量收集器
5 4 1 旋轉能量收集器結構設計
5 4 2 旋轉能量收集器製備
5 4 3 旋轉能量收集器電學性能測試
5 5 本章小結
參考文獻
第6章 摩擦納
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