RTDK 高功率微波係統中的擊穿物理 9787030459268 科學齣版社 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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常超 著

圖書標籤:

• 微波係統
• 高功率微波
• 擊穿物理
• 電磁場
• 材料科學
• 電力電子
• 科學齣版社
• RTDK
• 微波技術
• 高壓技術

店鋪： 曉月草堂圖書專營店

齣版社： 科學齣版社

ISBN：9787030459268

商品編碼：29606278142

包裝：平裝

齣版時間：2017-12-01

基本信息

書名：高功率微波係統中的擊穿物理

定價：138.00元

作者：常超

齣版社：科學齣版社

齣版日期：2017-12-01

ISBN：9787030459268

字數：

頁碼：

版次：31

裝幀：平裝

開本：128開

商品重量：0.4kg

編輯推薦

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內容提要

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本書是作者根據在高功率微波(HPM)擊穿領域近10年的科研工作實踐,結閤外研究成果編寫而成,是一部多學科交叉的綜閤術著作.全書共8章:章為緒論;第2~3章是關於HPM産生及傳輸器件真空錶麵擊穿的理論及實驗;第4~5章詳細闡述瞭真空介質麵HPM倍增擊穿的理論、實驗及診斷研究;第6~7章深入係統地介紹瞭周期性錶麵結構和諧振磁場提高輸齣窗真空擊穿閾值的原理和方法;第8章是關於輸齣窗大氣側以及大氣傳輸過程中HPM擊穿的研究.

目錄

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作者介紹

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文摘

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序言

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《高功率微波係統中的擊穿物理》 深入探索高能量脈衝的極限疆域 高功率微波（HPM）技術，作為現代科學技術前沿的重要分支，以其巨大的能量密度和獨特的作用機理，在國防、通信、材料科學、甚至基礎物理研究等諸多領域展現齣革命性的潛力。而理解和控製HPM係統中的核心物理現象——擊穿，則是解鎖其全部潛能的關鍵。本書《高功率微波係統中的擊穿物理》便緻力於為讀者深入剖析這一復雜而迷人的領域。 本書並非對HPM係統進行泛泛的介紹，也非僅僅羅列技術參數。它直擊HPM係統的“心髒”——高強度電磁場誘導下的材料介質擊穿過程。我們將拋開那些流於錶麵的概念，深入到微觀層麵，探討在極端電磁環境下，物質的物理屬性如何發生根本性改變，以及由此引發的一係列連鎖反應。 核心內容概覽： 第一部分：高功率微波基礎與擊穿現象引入 在深入探討擊穿物理之前，本書首先為讀者構建起堅實的基礎。我們將從高功率微波的産生機理入手，簡要介紹當前主流的HPM源技術，如速調管、迴鏇管、行波管等，並重點闡述它們所能産生的微波場強、頻率、脈衝寬度等關鍵參數的特點。這些參數的取值直接決定瞭後續擊穿現象的發生概率和形態。 接著，我們將定義和分類高功率微波係統中的擊穿現象。這不僅僅是簡單的“放電”，而是包含瞭在強大電磁場作用下，介質（無論是真空、氣體還是固體材料）的介電強度被突破，導緻導電性急劇增強，能量快速耗散的復雜過程。我們將區分不同類型的擊穿，例如： 真空擊穿： 在高真空環境中，即使是微量的雜質、錶麵缺陷或微小電場畸變，都可能引發電子發射、場緻發射，最終導緻電流的突然增大和放電。這在真空電子器件和粒子加速器等領域至關重要。 氣體擊穿： 在氣體介質中，強大的微波場能夠加速氣體分子或原子電離，形成等離子體。我們將會深入研究不同氣體（如空氣、惰性氣體）在不同壓力和電場強度下的電離過程，包括碰撞電離、場緻電離等機製，以及由此産生的輝光放電、電弧放電等。 固體介質擊穿： 這是HPM係統中最具挑戰性的擊穿類型之一。當微波能量作用於固體材料（如絕緣子、半導體、甚至金屬錶麵）時，可能引發介電擊穿、熱擊穿、電泳擊穿等多種機製。本書將詳細分析這些機製的物理過程，以及材料成分、結構、溫度、頻率等因素的影響。 第二部分：微觀物理機製的深度解析 理解宏觀擊穿現象的根本在於剖析其背後的微觀物理機製。本部分將是本書的“重頭戲”，我們將逐一攻剋： 電子動力學與場緻發射： 在高強電場下，電子的行為是擊穿過程的“啓動者”。我們將詳細討論費爾騰-諾德海姆（Fowler-Nordheim）場緻發射理論，並分析其在高功率微波場下的適用性和修正。此外，我們還將探討二極管模型和多電子發射模型，以更準確地描述在微波加速下的電子流産生和增強過程。 等離子體産生與演化： 對於氣體和部分固體介質，擊穿必然伴隨著等離子體的形成。本書將深入研究電子碰撞電離的微觀過程，包括電子能量分布函數（EEDF）的計算和演化。我們將分析等離子體密度、溫度、組分等參數如何隨時間和空間變化，以及等離子體不穩定性（如鞘層不穩定性、射頻擊穿不穩定性）的作用。 能量傳遞與耗散： 擊穿的本質是能量的快速傳遞和耗散。我們將研究微波能量如何耦閤到介質中，以及束縛電荷的加速和碰撞如何轉化為熱能、光能和聲能。對於固體材料，我們將分析焦耳熱效應、焦耳-湯姆遜效應以及其他熱誘導擊穿機製。 材料響應與損傷： 擊穿不僅是一個瞬態過程，它還會對材料本身造成不可逆的損傷。本書將探討微波誘導的材料結構變化，例如晶格缺陷的産生、相變的發生、甚至熔化和蒸發。我們將分析不同材料（陶瓷、聚閤物、金屬氧化物等）在高功率微波作用下的擊穿閾值、擊穿模式以及損傷形態。 第三部分：多物理場耦閤與建模仿真 現實中的HPM係統擊穿往往不是單一物理過程主導，而是多種效應的復雜耦閤。本書將把視角從微觀機製提升到宏觀係統的層麵： 電磁場與介質相互作用： 我們將研究微波場的分布如何受到介質特性（介電常數、損耗角正切、電導率等）的影響，以及擊穿一旦發生，介質的電磁參數如何發生動態變化，這又反過來影響微波場的傳播，形成一個復雜的反饋迴路。 熱-電-磁耦閤： 很多擊穿過程都伴隨著強烈的熱效應。例如，介質損耗産生的熱量會降低材料的絕緣性能，加速擊穿；而擊穿産生的高溫又會改變材料的介電常數和電導率，進一步影響電磁場的分布。本書將探討這些多物理場之間的耦閤關係。 數值模擬與計算方法： 為瞭精確預測和理解HPM係統中的擊穿行為，數值模擬扮演著至關重要的角色。本書將介紹常用的數值計算方法，包括有限元方法（FEM）、有限時域差分法（FDTD）、粒子 in cell (PIC) 方法等，以及如何利用這些方法構建多物理場耦閤模型來仿真擊穿過程。我們將討論模型的構建思路、參數選擇以及結果的解釋。 實驗測量與診斷技術： 理論和仿真需要實驗的驗證。本書將簡要介紹高功率微波擊穿現象的實驗研究方法，包括擊穿閾值的測量、放電過程的診斷（如高速攝影、光譜分析、電磁輻射探測等）以及材料損傷的錶徵。 第四部分：工程應用中的擊穿現象與控製策略 最終，對擊穿物理的深入理解是為瞭更好地應用和控製HPM技術。本書的最後部分將聚焦於工程實踐： HPM係統中的擊穿失效模式： 我們將結閤實際應用場景，分析HPM係統中常見的擊穿失效模式，例如高壓接頭處的擊穿、饋綫絕緣子的擊穿、腔體壁麵的擊穿、以及目標材料被擊穿後的毀傷效應。 擊穿閾值評估與設計考量： 如何在係統設計階段就評估和預測擊穿風險？本書將提供相關的評估方法和設計準則，幫助工程師在設計HPM係統時，充分考慮材料選擇、結構優化、電場分布控製等因素，以提高係統的可靠性和魯棒性。 抑製與控製擊穿的技術： 瞭解擊穿機製後，我們就能發展齣抑製和控製擊穿的技術。這可能包括：采用高介電強度材料、優化電場分布以避免電場集中、控製工作環境（如真空度、氣體成分）、引入梯度電場設計、以及開發主動反饋控製機製等。 未來研究方嚮展望： 隨著HPM技術的不斷發展，新的挑戰和機遇也在不斷湧現。本書將對未來高功率微波擊穿物理的研究方嚮進行展望，例如超強超短脈衝微波的擊穿效應、新型功能材料的擊穿特性、人工智能在擊穿預測與控製中的應用等。 本書的特色與價值： 理論與實踐的深度融閤： 本書不僅深入探討瞭擊穿現象的微觀物理機製，還緊密結閤瞭HPM係統的工程應用，提供瞭實用的設計思路和控製策略。 體係化、係統化的知識架構： 從基礎概念到前沿研究，本書構建瞭一個完整、清晰的知識體係，幫助讀者建立起對HPM擊穿物理的全麵認知。 麵嚮研究者和工程師： 本書內容嚴謹，既能滿足科研人員深入探索理論的需求，也能為HPM係統的設計、開發和應用工程師提供寶貴的參考。 啓發性與前瞻性： 通過對前沿問題的探討，本書旨在激發讀者的研究興趣，引導未來HPM擊穿物理領域的研究方嚮。 《高功率微波係統中的擊穿物理》是一部緻力於揭示高能量脈衝極限疆域奧秘的力作。它將帶領您穿越復雜的物理方程和抽象的理論模型，最終抵達對高功率微波擊穿現象的深刻理解，為推動HPM技術的創新與發展貢獻力量。

評分☆☆☆☆☆

這本書的價值，不僅僅體現在理論的闡述上，更在於它對工程實踐意義的深刻洞察。高功率微波係統的應用領域極其廣泛，而擊穿正是製約其性能和可靠性的核心瓶頸之一。書中對於不同材料在超高場強下的響應特性分析得極其透徹，這對於設計齣更耐用、性能更穩定的設備至關重要。我特彆關注瞭關於介質錶麵效應和電極幾何形狀對初始放電閾值影響的那部分討論，作者給齣的分析角度非常新穎，直接指嚮瞭實際設計中的優化方嚮。這種理論聯係實際的緊密結閤，讓這本書從“學術玩具”上升到瞭“工程利器”的層麵，是真正能指導科研和生産的寶貴資料。

評分☆☆☆☆☆

這本書的難度麯綫設置得非常平滑，這在專業書籍中是難能可貴的。它沒有一開始就拋齣最尖端的模型，而是循序漸進地引導讀者建立起必要的物理直覺。我驚喜地發現，一些睏擾瞭我很久的微觀機製問題，在這本書裏得到瞭非常清晰的闡釋，那種“原來如此”的頓悟感非常強烈。而且，作者似乎非常懂得讀者在學習過程中的痛點，每當引入一個新的復雜模型時，都會配有詳細的數學推導或者直觀的物理圖像來輔助理解。這不僅僅是一本知識的集閤，更像是一位經驗豐富的大師，耐心地在你身旁手把手地指導你解開一道道難題。讀完一個章節，總有一種紮實的基礎被重新夯實的感覺，讓人對後續內容的深入探索充滿瞭信心。

評分☆☆☆☆☆

初讀幾頁，我立刻被作者那種旁徵博引的敘事方式所吸引。他似乎總能找到一個非常巧妙的切入點，將復雜晦澀的物理現象，用一種讓人可以理解的邏輯框架初步搭建起來。我過去在學習相關領域時，常常因為概念之間的跳躍性太大而感到睏惑，但在這本書裏，從基礎的場論到復雜的等離子體行為，過渡得如行雲流水般自然。作者在描述實驗現象時，那種細緻入微的筆觸，讓人仿佛置身於高能實驗室中，親眼見證著那些電磁波如何撕裂介質，引發擊穿。尤其是他對曆史背景的梳理，使得我們能理解當前技術瓶頸是如何一步步被攻剋的，這種帶著時間厚度的敘述，極大地增強瞭知識的立體感和厚重感，而不是孤立地呈現一堆公式和結果。

評分☆☆☆☆☆

從裝幀和印刷質量來看，這本書無疑是齣版社的精品力作。字體清晰，圖錶繪製精良，即便是那些涉及到復雜電磁場分布的示意圖，綫條也銳利分明，色彩過渡自然，這對於理解三維空間中的能量傳輸和載流子運動至關重要。我注意到，書中對參考文獻的引用也極為詳盡和規範，這體現瞭作者嚴謹的治學態度和對現有研究成果的尊重。市麵上很多專業書籍在圖錶質量上粗製濫造，嚴重影響閱讀體驗，但這本書完全沒有這個問題，這讓我在查閱和引用時感到非常放心。整體而言，這是一本集學術深度、邏輯嚴謹和製作精良於一身的典範之作，物超所值。

評分☆☆☆☆☆

這本書的封麵設計著實抓人眼球，那種深邃的藍色調配上硬挺的字體，一看就知道這不是那種泛泛而談的科普讀物，而是直指核心的專業著作。我翻開目錄，看到那些專業術語時，心頭就是一振，感覺自己即將踏入一個充滿挑戰和奧秘的領域。那種踏實感，仿佛手裏捧著的不僅僅是一本書，更是一把探索高功率微波世界“幕後秘密”的鑰匙。這本書的排版和裝幀質量也相當不錯，紙張的質感很舒服，即便是長時間閱讀也不會覺得眼睛疲勞，這對於需要反復查閱和深入鑽研的讀者來說，簡直是福音。我特彆喜歡它那種嚴謹的學術氣息，沒有多餘的華麗辭藻，每一個章節的設置都體現瞭編者的深思熟慮，邏輯鏈條清晰得讓人佩服。這種書籍，是那種真正沉下心來做研究的人纔會願意下功夫去打磨的，光是這份匠心，就足以讓人肅然起敬，期待接下來的閱讀體驗能與之匹配。