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摩擦納米發電機設計 版權信息
- ISBN：9787030773142
- 條形碼：9787030773142 ; 978-7-03-077314-2
- 裝幀：精裝
- 冊數：暫無
- 重量：暫無
- 所屬分類：>>
摩擦納米發電機設計 內容簡介
本書以材料-結構-性能為主線，通過將量子力學**性原理、黏附接觸力學、聚合物摩擦學和微納制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。基于**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；基于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；基于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，提出了基于摩擦納米發電機的能量收集器和傳感器的設計方法。
摩擦納米發電機設計 目錄
目錄“21世紀先進制造技術叢書”序前言第1章摩擦起電原理與應用11.1摩擦起電的研究發展歷程11.1.1摩擦起電的研究歷史11.1.2摩擦起電電荷轉移機制21.2摩擦納米發電機基本理論21.2.1摩擦納米發電機理論起源31.2.2摩擦納米發電機結構及原理31.2.3摩擦納米發電機理論模型61.3摩擦納米發電機性能調控141.4摩擦納米發電機應用17參考文獻19第2章金屬-聚合物接觸起電機理與材料性能調控212.1**性原理計算方法212.1.1**性原理計算理論基礎212.1.2**性原理計算步驟242.2接觸起電電荷轉移模型252.2.1功函數252.2.2有效功函數262.2.3表面態模型262.2.4局域本征態模型272.3Al-PTFE**性原理計算272.3.1Al-PTFE界面模型構建282.3.2接觸狀態與轉移電荷量的關系302.3.3界面勢壘與轉移電荷量的關系322.3.4電子受體與電荷轉移方向352.3.5電荷轉移驅動力382.3.6接觸起電過程描述402.4Al-PET和Al-Kapton接觸起電機理研究412.4.1Al-PET和Al-Kapton接觸起電的**性原理研究412.4.2Al-PET單體和Al-Kapton單體接觸起電的**性原理研究462.5Cu-PVDF**性原理計算532.5.1Cu-PVDF界面模型構建542.5.2半結晶PVDF薄膜制備工藝552.5.3極性相/非極性相對電荷轉移的影響572.5.4結晶度對電荷轉移的影響632.5.5壓電與摩擦起電耦合作用對電荷轉移的影響662.6聚酰亞胺材料改性及摩擦起電性能研究712.6.1雙鍵分子基團改性的聚酰亞胺材料制備及表征712.6.2雙鍵改性材料接觸起電性能研究752.6.3雙鍵改性材料摩擦起電及摩擦學性能研究802.7透明摩擦納米發電機812.7.1透明聚酰亞胺材料制備及表征812.7.2聚酰亞胺薄膜透光率及黏附特性測試832.7.3透明摩擦納米發電機電學輸出性能測試862.7.4透明摩擦納米發電機的應用892.8本章小結91參考文獻92第3章界面黏附接觸起電模型與表面織構設計943.1界面黏附接觸力學基礎943.1.1光滑表面黏附接觸理論943.1.2粗糙表面黏附接觸理論1003.1.3接觸面積模型研究1013.1.4靜電力模型研究1023.2織構化摩擦納米發電機黏附接觸起電模型1033.2.1考慮微納織構及靜電力的黏附接觸模型1033.2.2摩擦納米發電機起電模型1093.2.3黏附接觸及起電模型的數值求解1133.3織構化摩擦納米發電機接觸面積測試1193.3.1棱錐織構化PDMS薄膜制備工藝1193.3.2織構化PDMS薄膜接觸面積測試1233.3.3外載荷對接觸面積的影響1253.4織構化摩擦納米發電機黏附接觸起電特性1273.4.1黏附接觸及起電的主要特征1273.4.2電荷密度對接觸及起電性能的影響1303.4.3表面織構對接觸及起電性能的影響1323.5本章小結138參考文獻139第4章金屬-聚合物摩擦起電與摩擦磨損性能1414.1聚合物材料摩擦學基礎1414.1.1聚合物材料的摩擦1414.1.2聚合物材料的磨損1444.1.3聚合物材料的性能調控1464.2表面織構對摩擦起電及摩擦磨損性能的影響1474.2.1圓柱織構化PI薄膜的制備工藝1474.2.2多環境摩擦起電試驗臺構建1524.2.3織構化表面摩擦及起電行為1544.3相對濕度對摩擦起電及摩擦磨損性能的影響1644.3.1相對濕度對摩擦磨損及起電性能的影響1644.3.2不同相對濕度下織構間距對摩擦磨損及起電性能的影響1684.3.3法向載荷對摩擦磨損及起電性能的影響1734.4溫度對摩擦起電及摩擦磨損性能的影響1754.4.1溫度對非織構PI薄膜摩擦磨損及起電性能的影響1754.4.2不同溫度下織構間距對摩擦磨損及起電性能的影響1784.4.3往復頻率對摩擦磨損及起電性能的影響1814.5BaTiO3/PI納米復合薄膜摩擦起電及摩擦磨損性能1844.5.1BaTiO3/PI納米復合薄膜制備工藝及表征1844.5.2BaTiO3含量對電學輸出性能的影響1884.5.3BaTiO3含量對摩擦磨損性能的影響1924.5.4工況條件對摩擦磨損及起電性能的影響1974.6本章小結198參考文獻199第5章摩擦納米發電機電源管理電路設計2005.1摩擦納米發電機電源管理電路組成2005.1.1標準電源管理電路2005.1.2*大能量提取2015.1.3降壓方法2025.2摩擦納米發電機負載及充電特性仿真分析2025.2.1摩擦納米發電機瞬態模型2035.2.2摩擦納米發電機瞬態特性2065.3摩擦納米發電機電源管理電路設計2115.3.1摩擦納米發電機阻抗匹配2125.3.2*大能量輸出2135.3.3電源管理電路工作原理2145.3.4電源管理電路優化設計2205.3.5電源管理電路效率2285.4集成傳動機構的旋轉能量收集器2295.4.1旋轉能量收集器結構設計2295.4.2旋轉能量收集器制備2305.4.3旋轉能量收集器電學性能測試2315.5本章小結232參考文獻232第6章摩擦納米發電機在機械系統中的應用2346.1車輛懸架系統復合式振動能量收集器2346.1.1車輛懸架復合式振動能量收集器結構設計2346.1.2復合式振動能量收集器電學輸出性能測試2396.1.3四分之一車輛懸架測試平臺臺架試驗2446.2面向智能軸承的摩擦電轉速傳感器2486.2.1摩擦電轉速傳感器結構設計2486.2.2摩擦電轉速傳感器電路設計2686.2.3面向智能軸承的摩擦電轉速傳感器系統構建2716.2.4面向智能軸承的摩擦電轉速傳感器性能測試2746.3面向智能軸承的摩擦電-壓電壓力傳感器2816.3.1摩擦電-壓電壓力傳感器工作原理與性能測試2816.3.2面向智能軸承的摩擦電-壓電壓力傳感器系統構建2856.3.3面向智能軸承的摩擦電-壓電壓力傳感器性能測試2876.4本章小結288參考文獻289
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