柔性磁電材料體系：自供能感知與能源俘獲

定　價：￥98.00

作　者：	蘇彬著
出版社：	華中科技大學出版社
叢編項：
標　簽：	暫缺

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ISBN：	9787568088503	出版時間：	2023-02-01	包裝：	平裝
開本：	16開	頁數(shù)：	200	字數(shù)：

內容簡介

　　本書以華中科技大學蘇彬教授近年來的研究成果為基礎，系統(tǒng)地介紹了柔性磁電材料體系的概念、理論模擬、體系的三種工作原理及其在自供能感知與能源俘獲領域的應用。首先，第1章介紹了柔性磁電材料體系的設計思路及其與國內外其他力電轉換材料體系的比較。第2章介紹了利用Ansys Maxwell仿真軟件對各種柔性磁電材料體系的力電轉換性能進行理論計算的原則和方法。隨后在第3～8章介紹了柔性磁電材料體系的三種工作原理及其典型器件。*后，第9、10章介紹了基于磁流體液滴的柔性磁電材料體系。其中，第8章內容應用于能源俘獲領域，其余章節(jié)內容應用于自供能感知領域。本書涵蓋了材料、工藝、器件應用等多方面內容，總結了著者2018年回國后*新的研究成果，既有理論分析，又有應用擴展。因此，本書可供各個工程領域人員閱讀，亦可作為在校師生的參考書。

作者簡介

　　蘇彬博士，華中科技大學，材料科學與工程學院，教授，博士生導師。“華中卓越學者計劃”特聘II崗；國家*“*-青年項目”獲得者（2018-2020，相當于目前基金委的優(yōu)青（海外））；湖北省“百人計劃-青年項目”獲得者（2018-2020）；澳大利亞研究委員會早期職業(yè)研究員獎（ARC-DECRA）獲得者（2014-2016）。1983年3月生于湖北省武漢市，畢業(yè)于上海交通大學，分別獲理學學士學位（2005），工學博士學位（2009）。畢業(yè)后在中國科學院化學研究所有機固體實驗室江雷院士課題組從事博士后（2010），助理研究員（2011），副研究員（2012）工作。2014年在澳大利亞莫納什大學化工學院作為ARC-DECRA基金研究學者（2014），博士后研究學者（2017）工作。2018年加入華中科技大學。主要從事柔性磁電器件及其增材制造的研究。獲得*、國家自然基金委等多項基金項目資助。以第一作者或通訊作者在 Nat. Commun.， Adv. Mater.， JACS， Chem. Soc. Rev.， Nano Today， ACS Nano， Adv. Funct. Mater.， Nano Energy， Adv. Sci.， Chem. Mater.， Small， J. Mater. Chem. A 等SCI期刊上發(fā)表論文78 篇（其中影響因子大于10的文章46篇，ESI高被引文章2 篇）。研究成果相關引用 5800余次，H指數(shù)43（數(shù)據(jù)來源web of Science， 2022/1/29）。研究工作受到國際同行的高度關注，相繼被Nature China， Chemistry World， Materials Views 等網(wǎng)站或雜志以研究亮點的形式進行了報道。以第一發(fā)明人申請中國發(fā)明專利15項，授權10項。

圖書目錄

第1章緒論/1
1.1引言/1
1.2機電轉換自供能傳感器分類與存在的問題/2
1.2.1基于壓電效應的自供能傳感器/2
1.2.2基于摩擦電效應的自供能傳感器/4
1.2.3基于電磁感應效應的自供能傳感器/6
1.2.4機電轉換自供能傳感器存在的問題/8
1.3柔性磁電材料體系的設計原理及分類/9
1.4柔性磁電材料體系的研究進展/12
1.5柔性磁電材料體系面臨的挑戰(zhàn)/17
第2章柔性磁電材料體系 Ansys Maxwell數(shù)值仿真分析/18
2.1引言/18
2.2磁粉/聚合物復合材料體系有限元等效模型的建立/19
2.3有限元仿真等效模型的驗證/28
2.3.1準確性驗證/28
2.3.2形狀適用性驗證/31
2.4有限元仿真等效模型對磁電傳感器參數(shù)的優(yōu)化設計/33
2.4.1磁性顆粒粒徑對輸出電壓的影響/33
2.4.2磁性顆粒粒子數(shù)對輸出電壓的影響/36
2.4.3磁性單元和導電單元之間的距離對輸出電壓的影響/39
2.5磁粉/聚合物復合體系的仿真模擬規(guī)律小結/40
第3章基于磁材料形變的磁電復合塊體/41
3.1磁電軟復合塊體傳感器的設計與制備/41
3.2實驗測試儀器與方法/42
3.3磁電軟復合塊體傳感器的形貌結構表征/43
3.4磁電軟復合塊體傳感器的力電轉換機理/45
3.5材料與器件的結構參數(shù)對力電轉換性能的影響/48
3.6磁電軟復合塊體傳感器的自供能傳感性能/52
3.7磁電軟復合塊體傳感器陣列/53
3.8磁電軟復合塊體傳感器在智能停車監(jiān)控系統(tǒng)上的應用/55
柔性磁電材料體系：自供能感知與能源俘獲目錄第4章基于磁材料形變的磁電復合仿默克爾小體/57
4.1磁電復合仿默克爾小體傳感器的設計與制備/57
4.2實驗測試儀器與方法/58
4.3磁電復合仿默克爾小體傳感器的數(shù)值仿真建模/58
4.4磁電復合仿默克爾小體傳感器的形貌結構表征/61
4.5磁電復合仿默克爾小體傳感器的力電轉換機理/62
4.6材料與器件的結構參數(shù)對力電轉換性能的影響/65
4.7磁電復合仿默克爾小體傳感器在機器人觸覺傳感上的應用/69
第5章基于導電材料形變的液態(tài)金屬基柔性磁電薄膜/72
5.1GLMA基柔性磁電薄膜的設計與制備/72
5.2實驗測試儀器與方法/73
5.3GLMA基柔性磁電薄膜的形貌結構表征/73
5.4GLMA基柔性磁電薄膜的力電轉換機理/75
5.5材料與器件的結構參數(shù)對力電轉換性能的影響/79
5.6GLMA基柔性磁電薄膜的應力感知性能/83
5.7圖案化GLMA基柔性磁電薄膜傳感器/85
5.8GLMA基柔性磁電薄膜在可穿戴感知上的應用/87
第6章基于導電材料形變的全柔性碳纖維織物基磁電體系/88
6.1碳纖維織物基磁電傳感器件的設計與制備/88
6.2碳纖維織物與軟磁復合物的形貌結構表征/91
6.3碳纖維織物基磁電傳感器件的力電轉換性能及其機理/93
6.4軟磁復合物和碳纖維織物的參數(shù)對力電轉換性能的影響/96
6.4.1軟磁復合物的磁含量對力電轉換性能的影響/96
6.4.2軟磁復合物的內徑對力電轉換性能的影響/97
6.4.3碳纖維織物的厚度對力電轉換性能的影響/99
6.4.4碳纖維織物基磁電傳感器的組裝方式對力電轉換
性能的影響/100
6.5全柔性碳纖維織物基磁電體系的高化學穩(wěn)定性/101
6.5.1碳纖維織物基磁電傳感器件在酸性環(huán)境下的穩(wěn)定性/101
6.5.2碳纖維織物基磁電傳感器件在堿性環(huán)境下的穩(wěn)定性/101
6.6碳纖維織物基磁電傳感器件在軟體機器人上的應用/103
6.6.1碳纖維織物基全柔性軟體機器人的設計/103
6.6.2碳纖維織物基全柔性軟體機器人的充磁方式/104
6.6.3碳纖維織物基全柔性軟體機器人的運動模式/104
6.6.4碳纖維織物基全柔性軟體機器人的感知和識別功能/105
6.6.5碳纖維織物基全柔性軟體機器人的感知識別運動
一體化能力/105
6.6.6碳纖維織物基全柔性軟體機器人在水下酸性和堿性
環(huán)境中的應用/107
第7章基于磁電材料相對距離變化的超疏水磁電體系/108
7.1超疏水液滴磁電發(fā)電機的設計、制備與標準/108
7.2超疏水液滴磁電發(fā)電機的形貌結構表征/109
7.3超疏水液滴磁電發(fā)電機的力電轉換機理/113
7.4材料與器件的結構參數(shù)對力電轉換性能的影響/116
7.5超疏水液滴磁電發(fā)電機收集水滴的重力勢能和集水應用/118
第8章基于磁電材料相對距離變化的柔性磁電織物體系/121
8.1磁性織物的織造與磁化/122
8.1.1磁性紗線的大規(guī)模制備/122
8.1.2磁性織物的織造過程/122
8.1.3磁性織物的磁化過程/122
8.2磁性織物的分析表征/124
8.2.1磁性織物的紡織性能測試/124
8.2.2磁性織物的磁性測試/126
8.3磁性織物的力電轉換性能測試/127
8.3.1磁性織物的力電轉換性能測試平臺的搭建/127
8.3.2不同參數(shù)對柔性磁電式織物發(fā)電體系電學性能的影響/127
8.4利用磁性織物制備磁電式發(fā)電衣物/131
8.4.1磁電式發(fā)電衣的縫制過程/131
8.4.2發(fā)電衣的電學性能/132
8.4.3發(fā)電衣的仿真模擬/132
8.5磁電式發(fā)電衣為可穿戴電子設備供能/135
8.5.1磁電式發(fā)電衣為小型用電器供電/135
8.5.2磁電式發(fā)電衣為超級電容充電/136
8.5.3磁電式發(fā)電衣和超級電容為對講機供電/137
8.5.4磁電式發(fā)電衣和超級電容為智能手環(huán)充電/137
第9章基于外力驅動磁流體移動的仿鯊魚皮水下超疏油磁電體系/139
9.1水下超疏油磁電俘能器件的設計、制備與表征/140
9.2仿鯊魚皮3D打印樣品的形貌結構表征/142
9.3樣品表面對磁流體黏附性的表征/144
9.4仿鯊魚皮表面的結構參數(shù)對水下超疏油和減阻性能的影響/146
9.4.1鱗片上相鄰肋條之間的距離對水下超疏油和減阻
性能的影響/147
9.4.2鱗片間的垂直(y軸)分布距離對水下超疏油和減阻
性能的影響/147
9.4.3鱗片的傾斜角度對水下超疏油和減阻性能的影響/150
9.5水下超疏油磁電俘能器件的力電轉換性能及其機理/153
9.5.1水下超疏油磁電俘能器件的力電轉換性能/153
9.5.2水下超疏油磁電俘能器件的力電轉換機理/155
9.6磁電俘能器件的結構參數(shù)對力電轉換性能的影響/158
9.7水下超疏油磁電俘能器件在收集滑動機械能上的應用/160
第10章基于磁流體的仿荷葉超疏水磁電體系/163
10.1仿荷葉超疏水磁流體發(fā)電機的制備與仿真建模/163
10.2仿荷葉超疏水磁流體發(fā)電機的形貌結構表征/165
10.3仿荷葉超疏水磁流體發(fā)電機的力電轉換機理/166
10.4材料與器件的結構參數(shù)對力電轉換性能的影響/171
10.5仿荷葉超疏水磁流體發(fā)電機用于收集波浪能/177
參考文獻/179