Mechanical engineering and materials Books
Wiley-VCH Verlag GmbH Triboelectric Nanogenerators
Book SynopsisThis book covers new frontiers in this field and help explore the fundamental effects, facilitate the standardized evaluation, and further promote the performance of triboelectric nanogenerators on energy harvesting and self-powered sensing.
£109.25
Wiley-VCH Verlag GmbH Titanium Carbide MXenes: Synthesis,
Book SynopsisTitanium Carbide MXenes Discover the future of solar energy with this introduction to an essential new family of materials MXenes are a recently-discovered family of two-dimensional organic compounds formed from transition metal carbides. Their unique properties, such as high stability and electron conductivity, have made them a sought-after commodity with many industrial applications in cutting-edge industries. In particular, titanium carbide MXenes look poised to have significant applications in the solar energy industry, with potentially revolutionary consequences for the sustainable energy future. Titanium Carbide MXenes offers a thorough and accessible introduction to this family of compounds and their possible applications. It begins by surveying the fundamentals of the MXene groups, before characterizing titanium carbide MXenes and their processes of synthesis. It then moves on to discuss applications, current and future. The result is a must-read for researchers and professionals looking to synthesize and construct these materials and apply them in sustainable industry. Titanium Carbide MXenes readers will also find: Detailed treatment of MXenes including nitrides composites, perovskites composites, and more Discusses applications in photocatalytic CO2 reduction, hydrogen production, water splitting, and more Roughly 100 figures illustrating key concepts Titanium Carbide MXenes is a must-have for materials scientists, catalytic chemists, and scientists in industry.Table of ContentsPreface xi 1 Introduction to Titanium Carbide (Ti3C2) MXenes for Energy and Environmental Applications 1Muhammad Tahir 1.1 Introduction 1 1.2 Layout of the Book 4 2 Fundamentals, Properties, and Characteristics of Titanium Carbides MXenes (Ti3C2Tx) 9Areen Sherryna and Muhammad Tahir 2.1 Introduction 9 2.2 Fundamentals of MXene 10 2.3 Photocatalytic Attributes of MXene 17 2.4 Conclusion and Future Perspectives 24 3 Synthesis and Characterization of Titanium Carbide (Ti3C2) MXenes 33Azmat Ali Khan, Muhammad Tahir, and Nazish Khan 3.1 Introduction 33 3.2 Different Synthesis Techniques of MXene 35 3.3 Characterization of MXenes 46 3.4 X-Ray Photoelectron Spectroscopy (XPS) 50 3.5 Raman Spectroscopy and Photoluminescence (PL) 50 3.6 Conclusions 51 4 Synthesis and Characterization of TiC MXene-Based Composites for Energy Storage and Conversion 57Azmat A. Khan, Muhammad Tahir, Areen Sherryna, Muhammad Madi, Abdelmoumin Y. Zerga, Nazish Khan, and Naveen Kumar 4.1 Introduction 57 4.2 Synthesis of TiC-Based Composites 58 4.3 Characterization of Ti3C2-Based Composites 69 4.4 Conclusion 82 5 Titanium Carbide (TiC) MXene-Based Titanium Dioxide Composites for Energy and Environment Applications 87Riyadh R. Ikreedeegh and Muhammad Tahir 5.1 Introduction 87 5.2 Recent Developments in TiC-Based TiO2Composites 88 5.3 TiC-Based TiO2 Composite for CO2 Reduction 96 5.4 TiC-Based TiO2 Composite for Hydrogen Production 100 5.5 TiC-Based TiO2 Composite for Degradation 102 6 Titanium Carbide (TiC) MXene-based Graphitic Carbon Nitride Composites for Energy and Environment Applications 115Abdelmoumin Y. Zerga and Muhammad Tahir 6.1 Introduction 115 6.2 Principle of Photocatalysis for Using MXene/g-C3N4 Composites 116 6.3 Applications of TiC MXene-based Carbon Nitride for H2 Evolution 118 6.4 Conclusions 127 7 Titanium Carbide MXene-Based MOF Composites for Energy and Environment Applications 133Animesh T. Partho, Muhammad Tahir, and Naveen Kumar 7.1 Introduction 133 7.2 Overview of MXenes and MOFs for Photocatalytic Applications 135 7.3 Photocatalytic Hydrogen Production 144 7.4 Photocatalytic Degradation Application 153 7.5 Photocatalytic CO2 Reduction Application 156 7.6 Conclusion and Outlook 158 8 Titanium Carbide (TiC) MXene-Based Layered Double Hydroxide (LDH) Composites for Energy and Environment Applications 169Azmat A. Khan, Muhammad Tahir, and Nazish Khan 8.1 Introduction 169 8.2 Basic Principles of Energy Storage and Conversion 170 8.3 Properties of TiC MXene 175 8.4 Properties of LDH 176 8.5 Structural and Optical Properties of LDH/TiC MXene 177 8.6 LDH-Based TiCMXene Composite Applications 179 8.7 Photocatalytic CO2 Reduction Application 185 8.8 Photocatalytic Degradation Application 187 8.9 Conclusions and Future Recommendations 189 9 Titanium Carbide MXene-Based Perovskites Composites for Energy and Environment Applications 193Mohamed Madi, Muhammad Tahir, and Naveen Kumar 9.1 Introduction 193 9.2 Properties and Application of Perovskite 194 9.3 Principle of Photocatalysis Using MXene/Perovskite Composite 195 9.4 Applications of TiC MXene-Based Perovskite Composite for CO2 Reduction 197 9.5 Applications of TiC MXene-Based Perovskite Composite for Degradation 199 9.6 Prospects and Challenges 201 9.7 Conclusions 202 10 Titanium Carbide (Ti3C2) Based MXenes for Energy Storage Applications 207Ebrima Ceesay, Shamaila Fatima, Muhammad Z. Iqbal, and Syed Rizwan 10.1 Introduction 207 10.2 Requirements for Energy Storage 208 10.3 Classification of MXenes 209 10.4 Synthesis of Titanium and Vanadium Carbide MXenes 212 10.5 Typical Characterization of MXenes 213 10.6 Electrochemical Energy Storage (EES) Devices 219 10.7 Thermodynamic and Cycle Stability of MXenes 224 10.8 Future Recommendations 226 10.9 Summary 227 Acknowledgments 227 References 228 Index 239
£109.25
Wiley-VCH Verlag GmbH Low-Grade Heat Harvesting: Materials, Devices,
Book SynopsisLow-Grade Heat Harvesting Harvest a vast untapped reservoir of energy with this essential resource The search for widely available, sustainable energy sources is arguably the defining challenge of the current era. Low-Grade Heat, a term referring to temperatures under 100 degrees Celsius, is an incredibly abundant form of energy in the natural world, but not one which existing sustainable technologies have been able to harvest efficiently and sustainably. The ubiquity of this energy, however, gives it huge potential to address the looming energy crisis. Low-Grade Heat Harvesting surveys existing technologies for utilizing low-grade heat and the related techniques for storing and converting low-grade heat energy. Beginning with the basic thermodynamic principles underlying low-grade heat, it proceeds to work systematically through the major categories of low-grade heat harvesting device, offering a comprehensive overview of the state of the field. Low-Grade Heat Harvesting readers will also find: A focus on emerging technologies Detailed discussion of thermoelectric devices for low-grade heat harvesting, liquid-based thermocells for heat-to-current conversion, and many more Authored by an acknowledged expert in energy storage and conversion Low-Grade Heat Harvesting is ideal for materials scientists, electrochemists, electronics engineers, and anyone else working to address energy needs.Table of ContentsAbout the Author ix Preface xi 1 Backgrounds and Principles of Low-Grade Heat Harvesting 1 1.1 Backgrounds and History 2 1.2 Working Principles of Current Systems 5 1.2.1 Seebeck Effect 5 1.2.2 Peltier Effect 6 1.2.3 Thomson Effect 6 1.2.4 Thermodiffusion Effect 8 1.2.5 Thermogalvanic Effect 9 1.2.6 Thermoextraction Effect 10 1.3 Parameters for Low-Grade Heat Harvesting 11 1.3.1 Seebeck Coefficient 13 1.3.2 Electrical Conductivity 13 1.3.3 Thermal Conductivity 14 1.3.4 Conversion Efficiency 15 1.3.5 Power Density 18 References 19 2 Conventional Thermoelectric Devices for Low-Grade Heat Harvesting 21 2.1 Basic Structure and Working Principle of Electronic Thermoelectric Device 21 2.1.1 Working Principle of Electronic Thermoelectric Devices 21 2.1.1.1 Seebeck Effect 21 2.1.1.2 Peltier Effect 22 2.1.1.3 Thomson Effect 23 2.2 Material System of Electronic Thermoelectric Device 24 2.2.1 Bi2Te3-Based Thermoelectric Material 25 2.2.2 PbX (X = S, Se, Te) Compound 28 2.2.3 SiGe Alloy 31 2.3 Performance and Optimization Method of Electronic Thermoelectric Device 33 2.4 Manufacturing Process of Electronic Thermoelectric Devices 36 2.5 Design, Integration and Application of Electronic Thermoelectric Device 38 2.5.1 Single-Stage/Multi-Stage Device Structure Design 38 2.5.2 Selection of Electrode Material and Electrode Connection Technology 39 2.5.3 Thermoelectric Material/Electrode Transition Layer and Interface Structure 39 2.5.4 Device Application and Service Performance 40 References 42 3 Polymer-based Thermoelectric Devices for Low-Grade Heat Harvesting 43 3.1 Introduction 43 3.2 Conversion Process and Mechanism 45 3.3 Current Material Types and Design Principles 49 3.3.1 p-type Organic TE Materials 50 3.3.2 n-Type Organic TE Materials 52 3.3.3 PEDOT Derivatives 56 3.3.4 Carbon Nanotubes/Conductive Polymer Composites 57 3.3.5 Inorganic Semiconductive Nanomaterials/Polymer Composites 58 3.4 Construction and Functionalization of TE Devices 60 References 64 4 Liquid-Based Thermocells for Heat-To-Current Conversion 67 4.1 Introduction 67 4.2 Basis of Thermocells Design 68 4.3 Engineering Strategies for Liquid-based Thermocells 74 4.3.1 Redox Couples 74 4.3.2 Electrolyte 77 4.3.3 Electrode 79 4.4 Direct and Indirect Thermocell Applications 82 References 85 5 Thermosensitive Thermocells for Low-Grade Heat Harvesting 87 5.1 Introduction 87 5.2 Design Principle and Method of Thermosensitive Thermocells 88 5.2.1 Working Principle of Thermosensitive Thermocells 88 5.2.2 Measurement Conditions of Thermosensitive Thermocells 90 5.2.3 The Basic Principle and Design Points of Thermosensitive Thermocells 91 5.2.3.1 Working Principle of Thermosensitive Thermocells 91 5.2.3.2 The Hot End Temperature of Thermosensitive Thermocells is Calculated by CJC 93 5.2.3.3 Key Point of System Design of Thermosensitive Thermocells 94 5.2.3.4 The Basic Law of Thermosensitive Thermocells 95 5.2.3.5 Thermosensitive Thermocells Requirements for Thermal Electrode Materials 96 5.3 Performance Test Method and Device Integration Technology of Thermosensitive Thermocells 98 5.3.1 Electrode Material Selection and Electrode-Connected Technology of Thermosensitive Thermocells 99 5.3.2 Device Construction and Functionalization of Thermosensitive Thermocells 101 5.3.2.1 The Basic Structure of Thermosensitive Thermocells 101 5.3.2.2 The Interface Structure of Thermosensitive Thermocells 104 5.3.3 Performance Test Method of Thermosensitive Thermocells 105 5.3.3.1 Evaluation and Measurement of Conversion Efficiency and Output Power 105 5.3.3.2 Measurement of Thermoelectric Properties of Materials by Harman Method 107 5.4 Summary and Perspective 108 References 109 6 Wearable Power Generation via Thermoelectrochemical Devices 111 6.1 Introduction 111 6.2 Thermoelectrochemical Devices Requirements for Wearables 113 6.2.1 Filler Material 113 6.2.2 Thermal Load Matching 113 6.2.3 Lateral Heat Flow and Substrates Effecting 115 6.3 Materials Toward Wearable Devices 116 6.3.1 Inorganic Material 116 6.3.2 Organic Polymer Material 121 6.3.3 Organic–Inorganic Composite Material 128 6.4 Summary and Future Trend 133 References 134 7 Thermoelectric Ionogel for Low-Grade Heat Harvesting 137 7.1 Introduction 137 7.2 Thermoelectric Performance of Thermoelectric Ionogels 139 7.2.1 Basic Performance 139 7.2.2 Thermodiffusion Cell 141 7.2.3 Thermogalvanic Effect 143 7.2.4 Synergistic Thermodiffusion and Thermogalvanic Effect 145 7.3 Preparation of Thermoelectric Ionogel 145 7.4 Application of Thermoelectric Ionogel 149 7.5 Challenges and Opportunities 152 References 152 8 Alkali Metal Thermal Electrochemical Converter 155 8.1 Introduction 155 8.2 The Single- and Dual-Stage Alkali Metal Thermal Electrochemical Converter 158 8.2.1 The Single-Stage Sodium Thermal Electrochemical Converter 158 8.2.2 The Dual-Stage Sodium Thermal Electrochemical Converter 163 8.3 The Alkali Metal Thermal Electrochemical Converter Devices 169 8.3.1 Working Fluids for AMTEC 169 8.3.2 Electrode for AMTEC 171 8.4 Challenges and Opportunities 171 References 174 9 Thermally Regenerative Electrochemical Cycle and Other Techniques 177 9.1 Introduction 177 9.2 Progresses of TRECs 180 9.3 Combination of TRECs with Other Techniques 186 9.4 Challenges and Outlooks 190 References 193 10 Integration of Energy Conversion and Storage Devices 195 10.1 Introduction 195 10.2 Mechanisms 196 10.2.1 Thermally Regenerative Electrochemical Cycles (TRECs) 200 10.3 Engineering Designs for Thermoelectrochemical Cells 203 10.3.1 p/n-Type Conversion 203 10.3.2 Functional Designs 205 10.3.3 Device Integration and Applications 207 10.4 Summary and Outlooks 210 References 212 Index 215
£112.50
Wiley-VCH Verlag GmbH Technische Mechanik
Book SynopsisDie Technische Mechanik (TM) ist ein unerlässliches Grundlagenfach und bietet das Rüstzeug für die Planung und Entwicklung komplexer Strukturen wie zum Beispiel Gebäude, Brücken, Fahrzeuge oder Triebwerke. Die TM liefert das theoretische Hintergrundwissen und die Verfahren zur Untersuchung von Kräften und Bewegungen und somit zur Berechnung der Konstruktion, Festigkeit, Lebensdauer und Zuverlässigkeit von Bauteilen. Sie liefert damit die Antwort auf die Frage: Was ist technisch möglich? Teilgebiete, die den Inhalt der klassischen Technischen Mechanik darstellen sind Statik, Festigkeitslehre, Kinematik und Dynamik. Stefan Hartmanns Technische Mechanik ist konzipiert als vorlesungsbegleitendes Buch für Ingenieurstudiengänge wie zum Beispiel Bauwesen, Maschinenbau und Verfahrenstechnik an deutschsprachigen Universitäten. Der Autor vermittelt die Grundlagen und prüfungsrelevanten Inhalte dieses zentralen, aber oft gefürchteten Faches auf hohem didaktischen Niveau. Er beschreibt dabei klar
£47.50
Wiley-VCH Verlag GmbH Prufungstraining Technische Mechanik
Book SynopsisMit Prüfungstraining Technische Mechanik von Stefan Hartmann braucht man vor Klausuren und Prüfungen nicht mehr zu zittern. Mehr als 250 Aufgaben mit ausführlich durchgerechneten Lösungen aus allen Themengebieten der Technischen Mechanik Statik, Elastostatik, Kinematik und Dynamik helfen beim Verstehen und Vertiefen der Lerninhalte. Unerlässlich für Studierende in Ingenieurstudiengängen wie Maschinenbau, Verfahrenstechnik und Bauwesen: Insbesondere zusammen mit dem Lehrbuch Technische Mechanik legt das Prüfungstraining die Grundlagen fürs weiterführende Studium.
£28.45
Wiley-VCH GmbH Electrode Materials in Energy Storage
Book Synopsis
£119.20
Wiley-VCH Verlag GmbH Functional Polyimide Dielectrics
Book SynopsisA systematic and comprehensive description of the most up-to-date research advance of polyimides dielectrics in the field of electrical and electronic engineering.
£114.75
Wiley Biomimetic Nanomaterials
£121.55
Wiley-VCH GmbH Electrospinning for Proton Exchange Membrane Fuel Cells
£103.50
Wiley-VCH Verlag GmbH Single Element Semiconductors
Book Synopsis
£105.45
Wiley-VCH GmbH Grinding of SingleCrystal Superalloys
£119.20
Wiley-VCH GmbH Properties and Applications of Advanced Materials
£114.32
Wiley-VCH Verlag GmbH Halliday Physik
Book SynopsisNoch bessere Didaktik, noch mehr Beispiele, noch mehr Aufgaben, noch mehr Spaß - die Neuauflage des "Halliday" erfüllt alle Wünsche an ein zeitgemäßes Lehrbuch der Physik! Das Lehrbuch bietet den gesamten Stoff der einführenden Experimentalphysik-Vorlesungen für Hauptfachstudenten. Mehrere Kapitel wurden im Sinne der besseren Verständlichkeit komplett umgeschrieben, etwa zum Gauß'schen Satz und zum elektrischen Potential. Die Kapitel zur Quantenmechanik sind deutlich umfangreicher und behandeln nun die Schrödinger-Gleichung ausführlicher bis hin zur Reflexion von Materiewellen an Potentialstufen und der Schwarzkörperstrahlung. Doch für die dritte Auflage wurden die Kapitel nicht nur überarbeitet, sondern didaktisch neu strukturiert: die Lerninhalte sind nun in Modulen organisiert, wobei jede Einheit die Lernziele explizit aufführt und die Schlüsselkonzepte zusammenfasst. So können Studentinnen und Studenten zielgerichtet lernen und den Lernerfolg nach der Lektüre selbst überprüfen. Das selbstständige Lernen wird unterstützt durch rund 300 im Text durchgerechnete Beispiele, 250 Verständnis-Checks, mehr als 650 konzeptionelle Fragen sowie mehr als 2500 Aufgaben unterschiedlichen Schwierigkeitsgrads.Trade Review"Die von Stephan W. Koch herausgegebene Übersetzung der erweiterten zehnten Auflage von 'Fundamentals of Physics' bietet mit 3,9 kg Physik-Wissen und 2,1 kg Übungsmaterial ein Schwergewicht geballten Wissens, nicht nur für Studierende sondern auch für allgemein Physik-Interessierte." Matierials and Corrosion (04/2018) "Die dritte deutsche Auflage erfüllt alle Wünsche an ein zeitgemäßes Lehrbuch der Physik für Hauptfachstudierende." LVT Lebensmittelindustrie (01.12.2017) "In 44 Kapiteln werden die Themen umfassend - mit zahlreichen hervorragenden Illustrationen und didaktisch überzeugend aufbereitet - behandelt. ? Ein hervorragendes Werk - nicht nur für angehende Physiker." DGZfP - Deutsche Gesellschaft für zerstörungsfreie Prüfung (29.12.2017) Table of Contents1 Messung und Maßeinheiten 1.1 Grundsatzliches zuMessungen 1 1.2 Zeit 6 1.3 Masse 8 1.4 Zusammenfassung 9 1.5 Aufgaben 10 2 Geradlinige Bewegung 2.1 Ort, Verschiebung und mittlere Geschwindigkeit 13 2.2 Momentangeschwindigkeit 19 2.3 Beschleunigung 21 2.4 Konstante Beschleunigung 24 2.5 Der freie Fall 30 2.6 Zusammenfassung 33 2.7 Fragen 34 2.8 Aufgaben 35 3 Vektoren 3.1 Vektorenund ihre Eigenschaften 41 3.2 Einheitsvektorenund Vektoraddition 48 3.3 DieMultiplikation vonVektoren. 53 3.4 Felder 58 3.5 PartielleAbleitungen 60 3.6 Vektorableitungen 62 3.7 KomplexeZahlen und Funktionen 65 3.8 Zusammenfassung 68 3.9 Fragen 69 3.10 Aufgaben 71 4 Bewegung in zwei und drei Dimensionen 4.1 Ort undVerschiebung 77 4.2 Durchschnittsgeschwindigkeit undMomentangeschwindigkeit 80 4.3 Durchschnittsbeschleunigung undMomentanbeschleunigung 82 4.4 Wurfbewegungen 85 4.5 Die gleichformigeKreisbewegung. 92 4.6 Relativbewegung in einerDimension 95 4.7 Relativbewegung in zwei Dimensionen 98 4.8 Zusammenfassung 100 4.9 Fragen 101 4.10 Aufgaben 104 5 Kraft und Bewegung – I 5.1 Das erste und das zweite Newtonsche Gesetz 111 5.2 Einige besondereKrafte 121 5.3 Die Newtonschen Gesetze in der Praxis 126 5.4 Zusammenfassung 136 5.5 Fragen 137 5.6 Aufgaben 139 6 Kraft und Bewegung – II 6.1 Reibung 145 6.2 Stromungswiderstand und Endgeschwindigkeit 151 6.3 GleichformigeKreisbewegung 155 6.4 Scheinkrafte 161 6.5 Zusammenfassung 165 6.6 Fragen 166 6.7 Aufgaben 168 7 Kinetische Energie und Arbeit 7.1 Energie 175 7.2 Arbeit und kinetische Energie 178 7.3 Von der Gravitationskraft verrichtete Arbeit 183 7.4 Von einer Federkraft verrichtete Arbeit 188 7.5 Von einer allgemeinen veranderlichen Kraft verrichteteArbeit 192 7.6 Leistung 197 7.7 Zusammenfassung 200 7.8 Fragen 201 7.9 Aufgaben 204 8 Potenzielle Energie und Energieerhaltung 8.1 Potenzielle Energie 211 8.2 Der Energieerhaltungssatz derMechanik 219 8.3 Grafische Darstellung der potenziellen Energie 223 8.4 Von einer auseren Kraft an einem SystemverrichteteArbeit 228 8.5 Energieerhaltung 232 8.6 Zusammenfassung 238 8.7 Fragen 239 8.8 Aufgaben 241 9 Systeme von Teilchen 9.1 Der Schwerpunkt 251 9.2 Das zweite Newtonsche Gesetz fur einTeilchensystem. 256 9.3 Der Impuls 261 9.4 Stosprozesse:DerKraftstos 263 9.5 Die Impulserhaltung 267 9.6 Inelastische eindimensionale Stose 272 9.7 Elastische eindimensionale Stose 275 9.8 Zweidimensionale Stose 279 9.9 Systeme mit veranderlicherMasse: Eine Rakete 280 9.10 Ausere Krafte und Anderungen der inneren Energie 283 9.11 Zusammenfassung 286 9.12 Fragen 288 9.13 Aufgaben 290 10 Die Rotation ausgedehnter Körper 10.1 Die Variablen der Rotation 301 10.2 Rotation mit konstanter Winkelbeschleunigung 310 10.3 Beziehungen zwischen den Variablen fur lineareBewegung und Rotation 313 10.4 Die kinetische Energie der Rotation 318 10.5 Die Berechnung des Tragheitsmoments 319 10.6 DasDrehmoment 324 10.7 Das zweite Newtonsche Gesetz fur die Rotation 326 10.8 Arbeit und kinetische Energie der Rotation 330 10.9 Zusammenfassung 335 10.10 Fragen 337 10.11 Aufgaben 339 11 Rollbewegung, Drehmoment und Drehimpuls 11.1 Die Rollbewegung 347 11.2 Krafte und die kinetische Energie der Rollbewegung 349 11.3 Das Jo-Jo 354 11.4 Eine erweiterteDefinition desDrehmoments 355 11.5 DerDrehimpuls 357 11.6 Das zweite Newtonsche Gesetz inWinkelschreibweise 360 11.7 DerDrehimpuls eines starrenKorpers 363 11.8 Die Erhaltung desDrehimpulses 366 11.9 Die Prazession einesKreisels 374 11.10 Zusammenfassung 376 11.11 Fragen 377 11.12 Aufgaben 379 12 Gleichgewicht und Elastizität 12.1 Gleichgewicht 387 12.2 Beispiele fur statischeGleichgewichte 392 12.3 Elastizitat 400 12.4 Zusammenfassung 407 12.5 Fragen 407 12.6 Aufgaben 409 13 Gravitation 13.1 DasNewtonscheGravitationsgesetz 419 13.2 Gravitation und das Superpositionsprinzip 422 13.3 Die Gravitation in der Nahe der Erdoberflache. 425 13.4 DieGravitation innerhalb der Erde 428 13.5 Die potenzielle Energie der Gravitation 430 13.6 Planeten und Satelliten: Die KeplerschenGesetze 436 13.7 Satelliten:Umlaufbahnen und Energie 439 13.8 Einstein und dieGravitation 443 13.9 Zusammenfassung 445 13.10 Fragen 446 13.11 Aufgaben 448 14 Fluide 14.1 Fluide,Dichte undDruck 455 14.2 Ruhende Fluide 459 14.3 Druckmessung 462 14.4 Das Pascalsche Prinzip 464 14.5 Das archimedischePrinzip 465 14.6 Die Kontinuitatsgleichung 470 14.7 Die Bernoulli-Gleichung 475 14.8 Zusammenfassung 479 14.9 Fragen 480 14.10 Aufgaben 481 15 Schwingungen 15.1 Harmonische Schwingungen. 489 15.2 Die Energie einer harmonischen Schwingung 498 15.3 Das Torsionspendel 500 15.4 Pendel und Kreisbewegungen 502 15.5 Gedampfte harmonische Schwingungen 509 15.6 Erzwungene Schwingungen und Resonanz 514 15.7 Das FoucaultschePendel 518 15.8 Zusammenfassung 521 15.9 Fragen 522 15.10 Aufgaben 525 16 Wellen – I 16.1 Transversalwellen. 531 16.2 DieWellengeschwindigkeit eines gespannten Seils 542 16.3 Energie und Leistung einer sich ausbreitendenSeilwelle 544 16.4 DieWellengleichung 547 16.5 Die Interferenz vonWellen 549 16.6 Darstellung vonWellen durchZeiger 554 16.7 StehendeWellen und Resonanz 556 16.8 Zusammenfassung 563 16.9 Fragen 564 16.10 Aufgaben 566 17 Wellen – II 17.1 Die Schallgeschwindigkeit 573 17.2 DieAusbreitung von Schallwellen. 577 17.3 Interferenz 580 17.4 Schallintensitat und Schallpegel 583 17.5 MusikalischeTone 587 17.6 Schwebungen 592 17.7 Der Doppler-Effekt 594 17.8 Uberschallgeschwindigkeit und Stoswellen. 600 17.9 Zusammenfassung 601 17.10 Fragen 602 17.11 Aufgaben 604 18 Temperatur,Wärme und der erste Hauptsatz der Thermodynamik 18.1 Temperatur 611 18.2 DieCelsius- und die Fahrenheit-Skala 615 18.3 Warmeausdehnung 618 18.4 DieAbsorption vonWarme 621 18.5 Der erste Hauptsatz derThermodynamik 628 18.6 Mechanismen derWarmeubertragung 635 18.7 Zusammenfassung 641 18.8 Fragen 642 18.9 Aufgaben 644 19 Die kinetische Gastheorie 19.1 Ein neuer Blick aufGase 651 19.2 IdealeGase 653 19.3 Druck, Temperatur und gemittelte Geschwindigkeiten. 657 19.4 Kinetische Translationsenergie 661 19.5 Diemittlere freieWeglange 662 19.6 Die Verteilungsfunktion derMolekulgeschwindigkeiten 664 19.7 Die molareWarmekapazitat idealer Gase 669 19.8 Freiheitsgrade und molare Warmekapazitat 674 19.9 Die adiabatische Expansion eines idealenGases 678 19.10 RealeGase 683 19.11 Zusammenfassung 686 19.12 Fragen 688 19.13 Aufgaben 690 20 Entropie und der zweite Hauptsatz der Thermodynamik 20.1 Entropie 695 20.2 Entropie in Aktion: ThermodynamischeMaschinen 703 20.3 Kaltemaschinenund realeMaschinen 709 20.4 Eine statistische Interpretation der Entropie 713 20.5 Zusammenfassung 718 20.6 Fragen 719 20.7 Aufgaben 720 21 Elektrische Ladung 21.1 Elektromagnetismus 727 21.2 Die elektrische Ladung ist quantisiert 740 21.3 Die elektrische Ladung ist eine Erhaltungsgrose 742 21.4 Zusammenfassung 743 21.5 Fragen 744 21.6 Aufgaben 746 22 Elektrische Felder 22.1 Das elektrische Feld 751 22.2 Das elektrische Feld einer Punktladung 754 22.3 Das elektrische Feld einesDipols 757 22.4 Elektrisches Feld einer linearen Ladungsverteilung 760 22.5 Das elektrische Feld einer geladenen Scheibe 766 22.6 Punktladung imelektrischen Feld 768 22.7 EinDipol in einemelektrischen Feld 770 22.8 Zusammenfassung 774 22.9 Fragen 775 22.10 Aufgaben 777 23 Der Gaußsche Satz 23.1 Das Coulombsche Gesetz in neuem Licht 783 23.2 DerGaussche Satz 789 23.3 Eigenschaften eines geladenen, isolierten Leiters. 795 23.4 Eine Anwendung des Gausschen Satzes:Zylindersymmetrie 799 23.5 Eine Anwendung des Gausschen Satzes: Ebene Symmetrie 801 23.6 Eine Anwendung des Gausschen Satzes:Kugelsymmetrie 804 23.7 Zusammenfassung 807 23.8 Fragen 807 23.9 Aufgaben 809 24 Das elektrische Potenzial 24.1 Das elektrische Potenzial 817 24.2 Aquipotenzialflachen 823 24.3 Das Potenzial von Punktladungen. 827 24.4 Das Potenzial eines elektrischen Dipols 830 24.5 Das Potenzial einer kontinuierlichen Ladungsverteilung 832 24.6 Die Berechnung des elektrischen Felds aus demelektrischen Potenzial 835 24.7 Die elektrische potenzielle Energie eines Systems von Punktladungen 837 24.8 Das Potenzial eines geladenen, isolierten leitendenKorpers 841 24.9 Zusammenfassung 843 24.10 Fragen 844 24.11 Aufgaben 845 25 Kapazität 25.1 Kondensatoren und ihre Anwendungen 851 25.2 Die Berechnung derKapazitat 854 25.3 Parallel- und Reihenschaltung vonKondensatoren 859 25.4 In einem elektrischen Feld gespeicherteEnergie 865 25.5 KondensatormitDielektrikum 869 25.6 Dielektrika undGausscher Satz 873 25.7 Zusammenfassung 877 25.8 Fragen 878 25.9 Aufgaben 879 26 Elektrischer StromundWiderstand 26.1 Ladung in Bewegung: Elektrischer Strom 885 26.2 Die Stromdichte 889 26.3 Widerstand und spezifischerWiderstand 893 26.4 DasOhmscheGesetz 898 26.5 Elektrische Leistung in Stromkreisen 902 26.6 Zusammenfassung 908 26.7 Fragen 909 26.8 Aufgaben 911 27 Stromkreise 27.1 Unverzweigte Stromkreise. 917 27.2 Verzweigte Stromkreise 928 27.3 Amperemeterund Voltmeter 937 27.4 RC-Kreise 938 27.5 Zusammenfassung 944 27.6 Fragen 944 27.7 Aufgaben 946 28 Magnetfelder 28.1 Magnetfelder und die Definition von ⃗B 953 28.2 Gekreuzte Felder: Die Entdeckung des Elektrons 959 28.3 Gekreuzte Felder:DerHall-Effekt 961 28.4 Geladene Teilchen auf einer Kreisbahn 965 28.5 Zyklotronund Synchrotron 970 28.6 Die magnetische Kraft auf einen stromdurchflossenenDraht 973 28.7 Das Drehmoment auf eine stromdurchflosseneDrahtschleife 975 28.8 DasmagnetischeDipolmoment 978 28.9 Zusammenfassung 980 28.10 Fragen 981 28.11 Aufgaben 983 29 Magnetfelder aufgrund von Strömen 29.1 DasMagnetfeld umeinen Strom. 989 29.2 Die Kraft zwischen parallelen Stromen 997 29.3 DasAmperescheGesetz 999 29.4 Zylinder- und Ringspulen 1003 29.5 Eine stromfuhrende Spule alsmagnetischerDipol 1006 29.6 Zusammenfassung 1009 29.7 Fragen 1009 29.8 Aufgaben 1011 30 Induktion und Induktivität 30.1 Das Faradaysche Gesetz und die Lenzsche Regel 1017 30.2 Induktion und Energietransfer 1026 30.3 Induzierte elektrische Felder 1029 30.4 Induktivitat 1034 30.5 Selbstinduktion 1036 30.6 RL-Kreise 1038 30.7 Energiespeicherung imMagnetfeld 1042 30.8 Die Energiedichte einesMagnetfelds 1044 30.9 Gegeninduktion 1045 30.10 Zusammenfassung 1049 30.11 Fragen 1050 30.12 Aufgaben 1052 31 Elektromagnetische Schwingkreise undWechselstrom 31.1 LC-Schwingungen 1061 31.2 Gedampfte Schwingungen in einem RLC-Kreis 1070 31.3 Erzwungene Schwingungen 1072 31.4 Der Reihen-RLC-Kreis 1082 31.5 Leistung inWechselstromkreisen 1088 31.6 Transformatoren 1091 31.7 Zusammenfassung 1096 31.8 Fragen 1098 31.9 Aufgaben 1099 32 Magnetismus und Materie 32.1 DerGaussche Satz furMagnetfelder 1105 32.2 Induziertemagnetische Felder 1107 32.3 Der Verschiebungsstrom und dieMaxwell-Gleichungen 1110 32.4 Magnete 1116 32.5 DerMagnetismus von Elektronen. 1118 32.6 Diamagnetismus 1124 32.7 Paramagnetismus 1126 32.8 Ferromagnetismus 1128 32.9 Zusammenfassung 1132 32.10 Fragen 1134 32.11 Aufgaben 1136 33 Elektromagnetische Wellen 33.1 ElektromagnetischeWellen 1141 33.2 Energietransport und Poynting-Vektor 1151 33.3 Der Strahlungsdruck 1154 33.4 Polarisation 1157 33.5 Reflexion und Brechung 1162 33.6 Totalreflexion 1169 33.7 Polarisation durchReflexion 1170 33.8 Zusammenfassung 1172 33.9 Fragen 1173 33.10 Aufgaben 1175 34 Abbildungen 34.1 Bilder und ebene Spiegel 1183 34.2 Kugelspiegel 1187 34.3 Spharische brechende Flachen 1193 34.4 Dunne Linsen 1196 34.5 Optische Instrumente 1203 34.6 DreiHerleitungen 1207 34.7 Zusammenfassung 1210 34.8 Fragen 1211 34.9 Aufgaben 1213 35 Interferenz 35.1 Licht alsWelle 1219 35.2 Beugung amDoppelspalt 1225 35.3 Interferenzund Intensitat 1232 35.4 Interferenz an dunnen Schichten 1237 35.5 DasMichelson-Interferometer 1245 35.6 Zusammenfassung 1246 35.7 Fragen 1247 35.8 Aufgaben 1249 36 Beugung 36.1 Beugung amEinzelspalt 1255 36.2 Intensitaten bei der Beugung amEinzelspalt 1260 36.3 Beugung an einer kreisrunden Offnung 1265 36.4 Beugung amDoppelspalt 1269 36.5 Beugungsgitter 1273 36.6 Beugungsgitter: Dispersion undAuflosungsvermogen 1277 36.7 Rontgenbeugung 1281 36.8 Zusammenfassung 1283 36.9 Fragen 1284 36.10 Aufgaben 1286 37 Relativitätstheorie 37.1 Gleichzeitigkeitund Zeitdilatation 1293 37.2 Die Relativitat der Lange 1304 37.3 Die Lorentz-Transformation 1308 37.4 Die Relativitat derGeschwindigkeiten 1314 37.5 Der Doppler-Effekt fur Lichtwellen 1315 37.6 Impuls und Energie 1319 37.7 Zusammenfassung 1326 37.8 Fragen 1327 37.9 Aufgaben 1329 38 Photonen und Materiewellen 38.1 Das Photon:Teilchen des Lichts 1335 38.2 Der photoelektrischeEffekt 1337 38.3 Photonenimpuls, Compton- Verschiebung und Lichtinterferenz 1341 38.4 Die Geburtsstunde der Quantenphysik 1348 38.5 ElektronenundMateriewellen 1350 38.6 Die Schrodinger-Gleichung 1354 38.7 Die Heisenbergsche Unscharferelation 1357 38.8 Reflexion an einer Potenzialschwelle 1359 38.9 DerTunneleffekt 1361 38.10 Zusammenfassung 1365 38.11 Fragen 1366 38.12 Aufgaben 1367 39 Mehr über Materiewellen 39.1 Die Energie eines Elektrons in einer Elektronenfalle 1373 39.2 DieWellenfunktionen eines Elektrons in einemKastenpotenzial 1380 39.3 Das eindimensionale endliche Kastenpotenzial 1385 39.4 Zwei- und dreidimensionale Elektronenfallen 1388 39.5 DasWasserstoffatom 1393 39.6 Zusammenfassung 1406 39.7 Fragen 1408 39.8 Aufgaben 1409 40 Atome 40.1 Eigenschaften vonAtomen 1415 40.2 Das Stern-Gerlach-Experiment 1422 40.3 Kernspinresonanz 1426 40.4 Das Pauli-Prinzip 1428 40.5 DerAufbau des Periodensystems 1432 40.6 Rontgenstrahlung. 1435 40.7 Laser 1440 40.8 Zusammenfassung 1445 40.9 Fragen 1447 40.10 Aufgaben 1447 41 Elektrische Leitfähigkeit von Festkörpern 41.1 Die elektrischen Eigenschaften vonMetallen 1453 41.2 Halbleiter und Dotierung 1466 41.3 pn-Ubergange undTransistoren 1472 41.4 Zusammenfassung 1480 41.5 Fragen 1481 41.6 Aufgaben 1482 42 Kernphysik 42.1 Die Entdeckung desAtomkerns 1487 42.2 Einige Eigenschaften vonAtomkernen 1489 42.3 Der radioaktiveZerfall 1497 42.4 DerAlpha-Zerfall 1501 42.5 Der Beta-Zerfall 1504 42.6 RadiometrischeAltersbestimmung. 1508 42.7 Mase fur Strahlungsdosen 1509 42.8 Kernmodelle 1511 42.9 Zusammenfassung 1514 42.10 Fragen 1515 42.11 Aufgaben 1516 43 Kernenergie 43.1 Kernspaltung 1525 43.2 Kernreaktoren 1531 43.3 Ein naturlicherKernreaktor 1536 43.4 Thermonukleare Fusion: Der grundlegende Prozess 1538 43.5 Thermonukleare Fusion in der Sonne und anderen Sternen 1541 43.6 Kontrollierte thermonukleareFusion 1544 43.7 Zusammenfassung 1547 43.8 Fragen 1548 43.9 Aufgaben 1549 44 Quarks, Leptonen und der Urknall 44.1 Grundzuge derTeilchenphysik 1555 44.2 Leptonen,Hadronen und Strangeness 1564 44.3 Quarks undAustauschteilchen 1570 44.4 Kosmologie. 1577 44.5 Zusammenfassung 1585 44.6 Fragen 1585 44.7 Aufgaben 1586 Anhang A Das Internationale Einheitensystem (SI) 1594 B AstronomischeDaten 1596 C Umrechnungsfaktoren 1597 D Mathematische Formeln 1599 E Eigenschaften der Elemente 1603 F Antworten auf die Kontrollfragen und Fragen 1606 G Stichwortverzeichnis 1614
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Wiley-VCH Verlag GmbH Arbeitsbuch Halliday Physik, Lösungen zu den
Book SynopsisDas Arbeitsbuch zur dritten Auflage des "Halliday" hilft bei der Durchdringung des Stoffs der einführenden Experimentalphysik-Vorlesungen für Hauptfachstudierende. Es enthält die Lösungen inklusive des Lösungswegs zu mehr als 2500 Aufgaben unterschiedlichen Schwierigkeitsgrades aus allen Kapiteln des Lehrbuchs. Dabei stammen die Aufgaben aus allen Themenbereichen der Experimentalphysik und reichen von Standardaufgaben, die jeder können muss, bis hin zu weiterführenden Aufgaben für Fortgeschrittene. Sowohl einzeln erhältlich als auch im Deluxe-Set mit dem Lehrbuch!Table of Contents1 MessungundMaßeinheiten 1 2 GeradlinigeBewegung 9 3 Vektoren 31 4 Bewegung in zwei und drei Dimensionen 47 5 KraftundBewegung–I 69 6 KraftundBewegung–II 85 7 KinetischeEnergieundArbeit 107 8 Potenzielle Energie und Energieerhaltung 123 9 SystemevonTeilchen 149 10 DieRotationausgedehnterKörper 175 11 Rollbewegung, Drehmoment und Drehimpuls 195 12 GleichgewichtundElastizität 219 13 Gravitation 239 14 Fluide 257 15 Schwingungen 273 16 Wellen – I 291 17 Wellen – II 309 18 Temperatur, Wärme und der erste HauptsatzderThermodynamik 323 19 DiekinetischeGastheorie 341 20 Entropie und der zweite Hauptsatz derThermodynamik 357 21 ElektrischeLadung 379 22 ElektrischeFelder 393 23 DerGaußscheSatz 411 24 Das elektrische Potenzial 427 25 Kapazität 443 26 ElektrischerStromundWiderstand 457 27 Stromkreise 471 28 Magnetfelder 489 29 Magnetfelder aufgrund von Strömen 503 30 InduktionundInduktivität 519 31 Elektromagnetische Schwingkreise undWechselstrom 539 32 MagnetismusundMaterie 559 33 Elektromagnetische Wellen 575 34 Abbildungen 593 35 Interferenz 607 36 Beugung 623 37 Relativitätstheorie 637 38 Photonen und Materiewellen 655 39 Mehr über Materiewellen 677 40 Atome 697 41 Elektrische Leitfähigkeit von Festkörpern 713 42 Kernphysik 729 43 Kernenergie 749 44 Quarks,LeptonenundderUrknall 763
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Wiley-VCH Verlag GmbH Halliday Physik für natur- und
Book SynopsisDas Halliday-Lehrbuch Physik für natur- und ingenieurwissenschaftliche Studiengänge bietet einen Überblick über den Stoff typischer Experimentalphysik-Vorlesungen. Dementsprechend wurde der Stoff auf die Bedürfnisse dieser Studierenden zugeschnitten und gestrafft. Außerdem stellt jedes Kapitel einen ausgeprägten Praxisbezug her, um die Anwendung physikalischer Konzepte zu illustrieren. Für die dritte Auflage wurden die Kapitel nicht nur überarbeitet, sondern didaktisch neu strukturiert: die Lerninhalte sind nun in Modulen organisiert, wobei jede Einheit die Lernziele explizit aufführt und die Schlüsselkonzepte zusammenfasst. So können Studentinnen und Studenten zielgerichtet lernen und den Lernerfolg nach der Lektüre selbst überprüfen. Das Übungsbuch hilft bei der Durchdringung des Stoffs der einführenden Experimentalphysik-Vorlesungen für Nebenfachstudierende. Es enthält mehr als 750 Aufgaben mit ausführlichenb Lösungen aus allen Kapiteln des Lehrbuchs. Dabei stammen die Aufgaben aus allen Themenbereichen der Experimentalphysik und reichen von Standardaufgaben, die jeder können muss, bis hin zu weiterführenden Aufgaben für Fortgeschrittene.Trade Review"Halliday Physik ist ein didaktisch hervorragend gestaltetes Lehrbuch." Prof. Dr. Franz Sachslehner, Universität WienTable of Contents1 Bewegung 1.1 Ort, Verschiebung und mittlere Geschwindigkeit 1 1.2 Momentangeschwindigkeit 4 1.3 Beschleunigung 5 1.4 Konstante Beschleunigung 8 1.5 Der freie Fall 12 1.6 Zwei und drei Raumdimensionen 14 1.7 Durchschnittsgeschwindigkeit und Momentangeschwindigkeit 15 1.8 Durchschnittsbeschleunigung und Momentanbeschleunigung 18 1.9 Wurfbewegungen 19 1.10 Die gleichformige Kreisbewegung 24 1.11 Relativbewegung in einer Dimension 26 1.12 Relativbewegung in zwei Dimensionen 28 1.13 Zusammenfassung 29 1.14 Fragen 31 2 Kraft und Bewegung 2.1 Das erste und das zweite NewtonscheGesetz 35 2.2 Einige besondere Krafte 42 2.3 Die Newtonschen Gesetze in der Praxis 47 2.4 Reibung 50 2.5 Stromungswiderstand und Endgeschwindigkeit 54 2.6 Gleichformige Kreisbewegung 56 2.7 Scheinkrafte 58 2.8 Zusammenfassung 61 2.9 Fragen 63 3 Kinetische Energie und Arbeit 3.1 Energie 69 3.2 Arbeit und kinetische Energie 71 3.3 Von der Gravitationskraft verrichtete Arbeit 74 3.4 Von einer Federkraft verrichtete Arbeit 76 3.5 Von einer allgemeinen veranderlichen Kraft verrichtete Arbeit 80 3.6 Leistung 83 3.7 Zusammenfassung 85 3.8 Fragen 86 4 Potenzielle Energie und Energieerhaltung 4.1 Potenzielle Energie 89 4.2 Der Energieerhaltungssatz derMechanik 94 4.3 Grafische Darstellung der potenziellen Energie 98 4.4 Von einer auseren Kraft an einem SystemverrichteteArbeit 101 4.5 Energieerhaltung 104 4.6 Zusammenfassung 107 4.7 Fragen 109 5 Systeme von Teilchen 5.1 Der Schwerpunkt 113 5.2 Das zweite Newtonsche Gesetz fur ein Teilchensystem 116 5.3 Der Impuls 119 5.4 Stosprozesse: Der Kraftstos 121 5.5 Die Impulserhaltung 125 5.6 Inelastische eindimensionale Stose 127 5.7 Elastische eindimensionale Stose 129 5.8 Zweidimensionale Stose 132 5.9 Systeme mit veranderlicher Masse: Eine Rakete 133 5.10 Ausere Krafte und Anderungen der inneren Energie 136 5.11 Zusammenfassung 138 5.12 Fragen 139 6 Die Rotation ausgedehnter Körper 6.1 Die Variablen der Rotation 143 6.2 Rotation mit konstanter Winkelbeschleunigung 148 6.3 Beziehungen zwischen den Variablen fur lineare Bewegung und Rotation 149 6.4 Die kinetische Energie der Rotation 152 6.5 Die Berechnung des Tragheitsmoments 154 6.6 Das Drehmoment 156 6.7 Das zweite Newtonsche Gesetz fur die Rotation 158 6.8 Arbeit und kinetische Energie der Rotation 159 6.9 Zusammenfassung 162 6.10 Fragen 164 7 Rollbewegung, Drehmoment und Drehimpuls 7.1 Die Rollbewegung 167 7.2 Krafte und die kinetische Energie der Rollbewegung 169 7.3 Das Jo-Jo 172 7.4 Eine erweiterte Definition des Drehmoments 173 7.5 Der Drehimpuls 175 7.6 Das zweite Newtonsche Gesetz in Winkelschreibweise 177 7.7 Der Drehimpuls eines starren Korpers 179 7.8 Die Erhaltung des Drehimpulses 182 7.9 Die Prazession eines Kreisels 185 7.10 Zusammenfassung 187 7.11 Fragen 188 8 Gleichgewicht und Elastizität 8.1 Gleichgewicht 191 8.2 Beispiele fur statische Gleichgewichte 195 8.3 Elastizitat 198 8.4 Zusammenfassung 203 8.5 Fragen 203 9 Gravitation 9.1 Das Newtonsche Gravitationsgesetz 207 9.2 Gravitation und das Superpositionsprinzip 210 9.3 Die Gravitation in der Nahe der Erdoberflache 211 9.4 DieGravitation innerhalb der Erde 214 9.5 Die potenzielle Energie der Gravitation 216 9.6 Planeten und Satelliten: DieKeplerschen Gesetze 220 9.7 Satelliten: Umlaufbahnen und Energie 223 9.8 Einstein und die Gravitation 225 9.9 Zusammenfassung 227 9.10 Fragen 229 10 Fluide 10.1 Fluide,Dichte und Druck 233 10.2 Ruhende Fluide 235 10.3 Druckmessung 238 10.4 Das Pascalsche Prinzip 240 10.5 Das archimedische Prinzip 241 10.6 DieKontinuitatsgleichung 245 10.7 Die Bernoulli-Gleichung 248 10.8 Zusammenfassung 251 10.9 Fragen 252 11 Schwingungen 11.1 Harmonische Schwingungen 255 11.2 Die Energie einer harmonischen Schwingung 260 11.3 Das Torsionspendel 262 11.4 Pendel und Kreisbewegungen 264 11.5 Gedampfte harmonische Schwingungen 269 11.6 Erzwungene Schwingungen und Resonanz 271 11.7 Das Foucaultsche Pendel 273 11.8 Zusammenfassung 274 11.9 Fragen 275 12 Wellen – I 12.1 Transversalwellen 279 12.2 DieWellengeschwindigkeit eines gespannten Seils 285 12.3 Energie und Leistung einer sich ausbreitenden Seilwelle 288 12.4 Die Wellengleichung 290 12.5 Die Interferenz von Wellen 293 12.6 Darstellung von Wellen durch Zeiger 297 12.7 Stehende Wellen und Resonanz 298 12.8 Zusammenfassung 304 12.9 Fragen 305 13 Wellen – II 13.1 Die Schallgeschwindigkeit 307 13.2 Die Ausbreitung von Schallwellen 310 13.3 Interferenz 314 13.4 Schallintensitat und Schallpegel 316 13.5 Musikalische Tone 319 13.6 Schwebungen 322 13.7 Der Doppler-Effekt 323 13.8 Uberschallgeschwindigkeit und Stoswellen 328 13.9 Zusammenfassung 329 13.10 Fragen 330 14 Temperatur, Wärme und der erste Hauptsatz der Thermodynamik 14.1 Temperatur 333 14.2 Die Celsius- und die Fahrenheit-Skala 336 14.3 Warmeausdehnung 339 14.4 Die Absorption von Warme 341 14.5 Der erste Hauptsatz der Thermodynamik 347 14.6 Mechanismen der Warmeubertragung 353 14.7 Zusammenfassung 358 14.8 Fragen 359 15 Die kinetische Gastheorie 15.1 Ein neuer Blick aufGase 363 15.2 Ideale Gase 364 15.3 Druck, Temperatur und gemittelte Geschwindigkeiten 368 15.4 Kinetische Translationsenergie 371 15.5 Diemittlere freie Weglange 372 15.6 Die Verteilungsfunktion der Molekulgeschwindigkeiten 374 15.7 Die molare Warmekapazitat idealer Gase 377 15.8 Freiheitsgrade und molare Warmekapazitat 382 15.9 Die adiabatische Expansion eines idealen Gases 385 15.10 RealeGase 389 15.11 Zusammenfassung 392 15.12 Fragen 393 16 Entropie und der zweite Hauptsatz der Thermodynamik 16.1 Entropie 397 16.2 Entropie in Aktion: Thermodynamische Maschinen 402 16.3 Kaltemaschinenund reale Maschinen 407 16.4 Eine statistische Interpretation der Entropie 411 16.5 Zusammenfassung 414 16.6 Fragen 416 17 Elektrische Ladung 17.1 Elektromagnetismus 419 17.2 Die elektrische Ladung ist quantisiert 426 17.3 Die elektrische Ladung ist eine Erhaltungsgrose 427 17.4 Zusammenfassung 429 17.5 Fragen 429 18 Elektrische Felder 18.1 Das elektrische Feld 433 18.2 Das elektrische Feld einer Punktladung 436 18.3 Das elektrische Feld eines Dipols 438 18.4 Elektrisches Feld einer linearen Ladungsverteilung 440 18.5 Das elektrische Feld einer geladenen Scheibe 444 18.6 Punktladung imelektrischen Feld 446 18.7 EinDipol in einemelektrischen Feld 448 18.8 Zusammenfassung 451 18.9 Fragen 452 19 Der Gaußsche Satz 19.1 Das Coulombsche Gesetz in neuem Licht 455 19.2 Der Gaussche Satz 458 19.3 Eigenschaften eines geladenen, isolierten Leiters 462 19.4 Eine Anwendung des Gausschen Satzes: Zylindersymmetrie 465 19.5 Eine Anwendung des Gausschen Satzes: Ebene Symmetrie 466 19.6 Eine Anwendung des Gausschen Satzes: Kugelsymmetrie 469 19.7 Zusammenfassung 471 19.8 Fragen 472 20 Das elektrische Potenzial 20.1 Das elektrische Potenzial 475 20.2 Aquipotenzialflachen 479 20.3 Das Potenzial von Punktladungen 482 20.4 Das Potenzial eines elektrischen Dipols 485 20.5 Das Potenzial einer kontinuierlichen Ladungsverteilung 487 20.6 Die Berechnung des elektrischen Felds aus demelektrischen Potenzial 490 20.7 Die elektrische potenzielle Energie eines Systems von Punktladungen 492 20.8 Das Potenzial eines geladenen, isolierten leitendenKorpers 493 20.9 Zusammenfassung 495 20.10 Fragen 497 21 Kapazität 21.1 Kondensatoren und ihre Anwendungen 499 21.2 Die Berechnung der Kapazitat 502 21.3 Parallel- und Reihenschaltung von Kondensatoren 506 21.4 In einem elektrischen Feld gespeicherte Energie 511 21.5 Kondensatormit Dielektrikum 513 21.6 Dielektrika und Gausscher Satz 517 21.7 Zusammenfassung 519 21.8 Fragen 520 22 Elektrischer Stromund Widerstand 22.1 Ladung in Bewegung: Elektrischer Strom 523 22.2 Die Stromdichte 525 22.3 Widerstand und spezifischer Widerstand 528 22.4 Das Ohmsche Gesetz 532 22.5 Elektrische Leistung in Stromkreisen 536 22.6 Zusammenfassung 541 22.7 Fragen 542 23 Stromkreise 23.1 Unverzweigte Stromkreise 545 23.2 Verzweigte Stromkreise 554 23.3 Amperemeter und Voltmeter 558 23.4 RC-Kreise 559 23.5 Zusammenfassung 563 23.6 Fragen 564 24 Magnetfelder 24.1 Magnetfelder und die Definition von ⃗B 567 24.2 Gekreuzte Felder: Die Entdeckung des Elektrons 572 24.3 Gekreuzte Felder: DerHall-Effekt 574 24.4 Geladene Teilchen auf einer Kreisbahn 576 24.5 Zyklotronund Synchrotron 580 24.6 Die magnetische Kraft auf einen stromdurchflossenen Draht 582 24.7 Das Drehmoment auf eine stromdurchflossene Drahtschleife 584 24.8 Dasmagnetische Dipolmoment 587 24.9 Zusammenfassung 589 24.10 Fragen 590 25 Magnetfelder aufgrund von Strömen 25.1 Das Magnetfeld umeinen Strom 593 25.2 Die Kraft zwischen parallelen Stromen 598 25.3 Das Amperesche Gesetz 599 25.4 Zylinder- und Ringspulen 603 25.5 Eine stromfuhrende Spule alsmagnetischer Dipol 606 25.6 Zusammenfassung 609 25.7 Fragen 609 26 Induktion und Induktivität 26.1 Das Faradaysche Gesetz und die Lenzsche Regel 613 26.2 Induktion und Energietransfer 619 26.3 Induzierte elektrische Felder 622 26.4 Induktivitat 625 26.5 Selbstinduktion 627 26.6 RL-Kreise 629 26.7 Energiespeicherung im Magnetfeld 632 26.8 Die Energiedichte eines Magnetfelds 634 26.9 Gegeninduktion 635 26.10 Zusammenfassung 637 26.11 Fragen 638 27 Elektromagnetische Schwingkreise und Wechselstrom 27.1 LC-Schwingungen 641 27.2 Gedampfte Schwingungen in einem RLC-Kreis 647 27.3 Erzwungene Schwingungen 649 27.4 Der Reihen-RLC-Kreis 657 27.5 Leistung in Wechselstromkreisen 662 27.6 Transformatoren 664 27.7 Zusammenfassung 668 27.8 Fragen 669 28 Magnetismus und Materie 28.1 Der Gaussche Satz fur Magnetfelder 671 28.2 Induziertemagnetische Felder 673 28.3 Der Verschiebungsstrom und die Maxwell-Gleichungen 675 28.4 Magnete 678 28.5 Der Magnetismus von Elektronen 680 28.6 Diamagnetismus 687 28.7 Paramagnetismus 688 28.8 Ferromagnetismus 691 28.9 Zusammenfassung 694 28.10 Fragen 696 29 Elektromagnetische Wellen 29.1 Elektromagnetische Wellen 699 29.2 Energietransport und Poynting-Vektor 707 29.3 Der Strahlungsdruck 710 29.4 Polarisation 712 29.5 Reflexion und Brechung 716 29.6 Totalreflexion 721 29.7 Polarisation durch Reflexion 723 29.8 Zusammenfassung 724 29.9 Fragen 726 30 Abbildungen 30.1 Bilder und ebene Spiegel 729 30.2 Kugelspiegel 733 30.3 Spharische brechende Flachen 738 30.4 Dunne Linsen 740 30.5 Optische Instrumente 747 30.6 Drei Herleitungen 751 30.7 Zusammenfassung 753 30.8 Fragen 754 31 Interferenz 31.1 Licht als Welle 757 31.2 Beugung am Doppelspalt 761 31.3 Interferenzund Intensitat 766 31.4 Interferenz an dunnen Schichten 770 31.5 Das Michelson-Interferometer 776 31.6 Zusammenfassung 777 31.7 Fragen 778 32 Beugung 32.1 Beugung am Einzelspalt 781 32.2 Intensitaten bei der Beugung am Einzelspalt 785 32.3 Beugung an einer kreisrunden Offnung 789 32.4 Beugung am Doppelspalt 792 32.5 Beugungsgitter 795 32.6 Beugungsgitter: Dispersion und Auflosungsvermogen 799 32.7 Rontgenbeugung 801 32.8 Zusammenfassung 804 32.9 Fragen 805 33 Relativitätstheorie 33.1 Gleichzeitigkeitund Zeitdilatation 807 33.2 Die Relativitat der Lange 816 33.3 Die Lorentz-Transformation 818 33.4 Die Relativitat der Geschwindigkeiten 822 33.5 Der Doppler-Effekt fur Lichtwellen 823 33.6 Impuls und Energie 827 33.7 Zusammenfassung 833 33.8 Fragen 834 34 Photonen und Materiewellen 34.1 Das Photon: Teilchen des Lichts 837 34.2 Der photoelektrische Effekt 839 34.3 Photonenimpuls, Compton-Verschiebung und Lichtinterferenz 842 34.4 Die Geburtsstunde der Quantenphysik 848 34.5 Elektronenund Materiewellen 850 34.6 Die Schrodinger-Gleichung 854 34.7 Die Heisenbergsche Unscharferelation 857 34.8 Reflexion an einer Potenzialschwelle 858 34.9 Der Tunneleffekt 860 34.10 Zusammenfassung 863 34.11 Fragen 865 35 Mehr über Materiewellen 35.1 Die Energie eines Elektrons in einer Elektronenfalle 867 35.2 Die Wellenfunktionen eines Elektrons in einem Kastenpotenzial 871 35.3 Das eindimensionale endliche Kastenpotenzial 875 35.4 Zwei- und dreidimensionale Elektronenfallen 876 35.5 DasWasserstoffatom 880 35.6 Zusammenfassung 891 35.7 Fragen 892 36 Atome 36.1 Eigenschaften von Atomen 895 36.2 Das Stern-Gerlach-Experiment 901 36.3 Kernspinresonanz 904 36.4 Das Pauli-Prinzip 906 36.5 DerAufbau des Periodensystems 908 36.6 Rontgenstrahlung 911 36.7 Laser 915 36.8 Zusammenfassung 920 36.9 Fragen 921 37 Elektrische Leitfähigkeit von Festkörpern 37.1 Die elektrischen Eigenschaften von Metallen 923 37.2 Halbleiter und Dotierung 930 37.3 pn-Ubergange und Transistoren 935 37.4 Zusammenfassung 943 37.5 Fragen 944 Anhang A Das Internationale Einheitensystem (SI) 948 B AstronomischeDaten 951 C Umrechnungsfaktoren 952 D Mathematische Formeln 954 E Eigenschaften der Elemente 959 F Antworten auf die Kontrollfragen und Fragen 962 G Stichwortverzeichnis 970
£47.50
Wiley-VCH Verlag GmbH Halliday Physik für natur- und
Book SynopsisDas Übungsbuch zur dritten Auflage des Halliday-Lehrbuchs für natur- und ingenieurwissenschaftliche Studiengänge hilft bei der Durchdringung des Stoffs der einführenden Experimentalphysik-Vorlesungen für Ingenieure und Naturwissenschaftler. Es enthält die Lösungen inklusive des ausführlichen Lösungswegs zu mehr als 750 Aufgaben unterschiedlichen Schwierigkeitsgrades aus allen Kapiteln des Lehrbuchs. Sowohl einzeln erhältlich als auch im Deluxe-Set mit dem Lehrbuch!Table of Contents1 Geradlinige Bewegung 1 2 Kraft und Bewegung 63 3 Kinetische Energie und Arbeit 105 4 Potenzielle Energie und Energieerhaltung 125 5 Systeme von Teilchen 149 6 Die Rotation ausgedehnter Körper 175 7 Rollbewegung, Drehmoment und Drehimpuls 201 8 Gleichgewicht und Elastizität 223 9 Gravitation 245 10 Fluide 263 11 Schwingungen 277 12 Wellen – I 293 13 Wellen – II 311 14 Temperatur, Wärme und der erste Hauptsatz der Thermodynamik 327 15 Die kinetische Gastheorie 343 16 Entropie und der zweite Hauptsatz der Thermodynamik 361 17 Elektrische Ladung 377 18 Elektrische Felder 391 19 Der Gaußsche Satz 407 20 Das elektrische Potenzial 427 21 Kapazität 445 22 Elektrischer Strom und Widerstand 461 23 Stromkreise 475 24 Magnetfelder 495 25 Magnetfelder aufgrund von Strömen 511 26 Induktion und Induktivität 527 27 Elektromagnetische Schwingkreise und Wechselstrom 549 28 Magnetismus und Materie 567 29 Elektromagnetische Wellen 581 30 Abbildungen 597 31 Interferenz 611 32 Beugung 627 33 Relativitätstheorie 641 34 Photonen und Materiewellen 659 35 Mehr über Materiewellen 671 36 Atome 689 37 Elektrische Leitfähigkeit von Festkörpern 701
£33.20
Wiley-VCH Verlag GmbH Halliday Physik für natur- und
Book SynopsisDas Deluxe-Set aus dem Halliday-Lehrbuch und passendem Übungsbuch für natur- und ingenieurwissenschaftliche Studiengänge ist der ideale Begleiter für alle, die im Studium Physik lernen und Physik-Klausuren und -Prüfungen bestehen müssen. Es bietet einen Überblick über den Stoff typischer einführender Experimentalphysik-Vorlesungen und wurde auf die Bedürfnisse dieser Studierenden zugeschnitten und gestrafft. Außerdem stellt jedes Kapitel einen ausgeprägten Praxisbezug her, um die Anwendung physikalischer Konzepte zu illustrieren. Für die dritte Auflage wurden die Kapitel nicht nur überarbeitet, sondern didaktisch neu strukturiert: die Lerninhalte sind nun in Modulen organisiert, wobei jede Einheit die Lernziele explizit aufführt und die Schlüsselkonzepte zusammenfasst. So können Studentinnen und Studenten zielgerichtet lernen und den Lernerfolg nach der Lektüre selbst überprüfen. Das Übungsbuch hilft bei der Durchdringung des Stoffs: es enthält die Aufgaben und Lösungen inklusive des ausführlichen Lösungswegs zu mehr als 750 Aufgaben unterschiedlichen Schwierigkeitsgrades aus allen Kapiteln des Lehrbuchs.Table of Contents1 Messung und Maßeinheiten 2 Geradlinige Bewegung 3 Vektoren 4 Bewegung in zwei und drei Dimensionen 5 Die Newtonschen Gesetze der Mechanik 6 Kraft und BewegungI 7 Kinetische Energie und Arbeit 8 Potenzielle Energie und Energieerhaltung 9 Systeme von Teilchen 10 Stoßprozesse 11 Die Rotation 12 Rollen, Drehmoment und Drehimpuls 13 Gleichgewicht und Elastitzität 14 Gravitation 15 Fluide 16 Schwingungen 17 Wellen 18 Schallwellen 19 Temperatur, Wärme und der erste Hauptsatz der Thermodynamik 20 Die kinetische Gastheorie 21 Entropie und der zweite Hauptsatz der Thermodynamik 22 Elektrische Ladung 23 Elektrische Felder 24 Der Gauß'sche Satz 25 Elektrisches Potential 26 Kapazität 27 Elektrischer Strom und Widerstand 28 Stromkreise 29 Magnetische Felder 30 Das magnetische Feld stromdurchflossener Leiter 31 Induktion und Induktivität 32 Magnetismus und Materie 33 Elektromagnetische Schwingkreise und Wechselstrom 34 Die Maxwellschen Gleichungen 35 Abbildungen 36 Interferenz 37 Beugung 38 Relativitätstheorie 39 Photonen und Materiefelder 40 Mehr zu Materiewellen 41 Atome und Radioaktivität 42 Metalle, Halbleiter und Isolatoren
£71.25
Wiley-VCH Verlag GmbH Mathematik in den Ingenieur- und
Book SynopsisFür alle, die noch mehr lernen möchten: mehr als 320 Übungsaufgaben mit ausführlichen Lösungen zum Band 2 des unschlagbar präzisen Ansorge/Oberle-Lehrwerks zur Mathematik in den Ingenieur- und Naturwissenschaften In sämtlichen Ingenieurwissenschaften, insbesondere im Maschinenbau, im Bauingenieurwesen und in der Elektrotechnik, ist Mathematik unverzichtbar bei der Beschreibung, Modellierung und Lösung ingenieurwissenschaftlicher Probleme. Für Studierende dieser Fächer ist es daher unabdingbar, sich detailliert mit der Mathematik auseinanderzusetzen und Wissen zu erwerben, das über die reine Anwendung von "Kochrezepten" hinausgeht. Das vorliegende Übungsbuch zu Band 2 des vollständig überarbeiteten und erweiterten Lehrwerks "Mathematik in den Ingenieur- und Naturwissenschaften" enthält mehr als 320 Aufgaben und Lösungen zur Differential- und Integralrechnung mehrerer Variablen, Differentialgleichungen, Integraltransformationen und zur Funktionentheorie. * Zum Tiefereinsteigen: besonders geeignet für diejenigen, die eine anspruchsvolle Darstellung der höheren Mathematik in den Ingenieur- und Naturwissenschaften suchen * Bewährtes Konzept, überarbeitet und erweitert: präzise, sauber, fachlich korrekt und anwendungsnah * Dazu passend: das neue LehrbuchTable of ContentsVorwort zur fünften Gesamtauflage vii Vorwort zur vierten Gesamtauflage ix Vorwort zur dritten Auflage xi A/L 17 Differentialrechnung mehrerer Variabler 1/87 A/L 17.1 Partielle Ableitungen 1/87 A/L 17.2 Differentialoperatoren 3/94 A/L 17.3 Das vollstandige Differential 4/96 A/L 17.4 Mittelwertsatze und Taylorscher Satz 7/104 A/L 18 Anwendungen der Differentialrechnung 9/113 A/L 18.1 Extrema von Funktionen mehrerer Variabler 9/113 A/L 18.2 Implizit definierte Funktionen 10/124 A/L 18.3 Extremalprobleme mit Nebenbedingungen 12/130 A/L 18.4 Das Newton-Verfahren 13/139 A/L 19 Integralrechnung mehrerer Variabler 15/143 A/L 19.1 Bereichsintegrale 15/143 A/L 19.2 Kurvenintegrale 18/160 A/L 19.3 Oberflachenintegrale 20/167 A/L 20 Gewöhnliche Differentialgleichungen 25/189 A/L 20.1 Einfuhrende Beispiele 25/189 A/L 20.2 Losungsmethoden fur Differentialgleichungen erster Ordnung 26/191 A/L 20.3 Losungsmethoden fur Differentialgleichungen zweiter Ordnung 29/206 A/L 21 Theorie der Anfangswertaufgaben 31/211 A/L 21.1 Existenz und Eindeutigkeit fur Anfangswertaufgaben 31/211 A/L 21.2 Naherungsverfahren 31/213 A/L 22 Lineare Differentialgleichungen 33/215 A/L 22.1 Systeme erster Ordnung 33/215 A/L 22.2 Systeme erster Ordnung mit konstanten Koeffizienten 34/219 A/L 22.3 Einzelgleichungen hoherer Ordnung 37/235 A/L 22.4 Einzelgleichungen hoherer Ordnung mit konstanten Koeffizienten 38/237 A/L 22.5 Stabilitat 39/243 A/L 23 Randwertaufgaben 43/253 A/L 23.1 Lineare Randwertaufgaben bei Systemen 43/253 A/L 23.2 Grundbegriffe der Variationsrechnung 44/257 A/L 23.3 Lineare Randwertaufgaben zweiter Ordnung 44/258 A/L 23.4 Eigenwertaufgaben 45/263 A/L 24 Numerik für Anfangswertaufgaben 47/265 A/L 24.1 Einschrittverfahren 47/265 A/L 24.2 Mehrschrittverfahren 48/268 A/L 24.3 Anfangswertmethoden fur Randwertaufgaben 48/268 A/L 25 Partielle Differentialgleichungen 49/271 A/L 25.1 Grundlegende Begriffe und Beispiele 49/271 A/L 25.2 Partielle Differentialgleichungen erster Ordnung 51/278 A/L 25.3 Normalformen linearer partieller Differentialgleichungen zweiter Ordnung 54/296 A/L 25.4 Die Laplacegleichung 56/305 A/L 25.5 Die Warmeleitungsgleichung 59/319 A/L 25.6 Die Wellengleichung 62/330 A/L 25.7 Eigenwertaufgaben 65/346 A/L 25.8 Spezielle Funktionen 66/349 A/L 26 Funktionen einer komplexen Variablen 67/351 A/L 26.1 Grundlegende Begriffe 67/351 A/L 26.2 Elementare Funktionen 68/355 A/L 26.3 Komplexe Differentiation und konforme Abbildungen 72/366 A/L 26.4 Komplexe Integration und Cauchyscher Hauptsatz 74/372 A/L 26.5 Cauchysche Integralformel und Taylor-Entwicklung 76/376 A/L 26.6 Laurent-Entwicklung und Singularitaten 77/378 A/L 26.7 Residuensatz mit Anwendungen 79/388 A/L 27 Integraltransformationen 83/403 A/L 27.1 Fourier-Transformation 83/403 A/L 27.2 Laplace-Transformation 83/404
£24.95
Wiley-VCH Verlag GmbH Pyrometrie und Thermografie: Leitfaden für die
Book SynopsisPyrometrie und Thermografie Die Thermografie ist ein bildgebendes Verfahren, um Oberflächentemperaturen von Objekten anzuzeigen. Dies erfolgt, indem man die Intensität der Infrarotstrahlung, die von einem bestimmten Punkt ausgeht, misst und daraus die dort herrschende Temperatur berechnet. Als Messgeräte dazu werden Thermografie-Kameras verwendet. Wird die Temperatur nur an einem Punkt gemessen, spricht man von Pyrometrie, die entsprechenden Geräte werden als Pyrometer bezeichnet. Die berührungslose Temperaturmessung ist überall dort von großem Interesse, wo hohe Temperaturen auftreten, harsche Bedingungen herrschen oder der Messort nicht erreicht werden kann. Das ist zum Beispiel in der Prozessmesstechnik, in Gießereien und Stahlwerken oder der Überwachung von brandanfälligen Umgebungen (Wälder, Müllplätze) der Fall. Das Buch wendet sich an alle, die Pyrometer und Thermografie-Kameras nutzen und typischerweise mit den zu überwachenden Prozessen vertraut sind, aber oft nicht mit der einzusetzenden Messtechnik. Deshalb fokussiert es auf die Anwendung von Pyrometern und Thermografie-Kameras und macht auf übersichtliche Weise mit den Grundlagen, den Fehlereinflüssen, den Grenzen hinsichtlich der thermischen, zeitlichen und räumlichen Auflösung und der erreichbaren Messgenauigkeit vertraut.Table of ContentsVorwort ix Symbolverzeichnis xi Abkürzungsverzeichnis xv 1 Einführung 1 1.1 Infrarotstrahlung 1 1.2 Technische Anwendungen 4 1.3 Vorteile der berührungslosen Temperaturmessung 6 1.4 Historische Entwicklung 7 Literatur 12 2 Radiometrische Grundlagen 13 2.1 Strahlungsphysik 13 2.1.1 Ausbreitung von Strahlung 13 2.1.2 Ausbreitung in verlustfreien Medien 16 2.2 Strahlungsgrößen 22 2.2.1 Strahlungsfeldbezogene Größen 22 2.2.2 Senderseitige Größen 23 2.2.3 Empfängerseitige Größen 24 2.2.4 Spektrale Größen 24 2.2.5 Absorption, Reflexion und Transmission 26 2.3 Strahlungsgesetze 27 2.3.1 Planck’sches Strahlungsgesetz 27 2.3.2 Wien’sches Verschiebungsgesetz 31 2.3.3 Stefan-Boltzmann-Gesetz 34 2.3.4 Kirchhoff’sches Strahlungsgesetz 36 2.3.5 Fotometrisches Grundgesetz 37 2.4 Emission 46 2.4.1 Emissionsgrad 46 2.4.2 Schwarze Strahler 48 2.4.3 Emission realer Körper 56 2.4.4 Bestimmung des Emissionsgrades 61 2.5 Reflexion 64 2.5.1 Reflexionsgrad 64 2.5.2 Reflexion an Grenzflächen 65 2.5.3 ReflexionandünnendielektrischenSchichten 66 2.6 Transmission 70 2.6.1 Transmissionsgrad 70 2.6.2 Transmission von Körpern 71 2.6.3 Transmission der Atmosphäre 75 2.6.4 Abhängigkeit von der CO 2 -Konzentration 81 Literatur 82 3 Sensor- und Gerätekennwerte 85 3.1 Thermische Auflösung 85 3.1.1 Empfindlichkeit 85 3.1.2 Rauschen 89 3.1.3 Rauschäquivalente Leistung NEP 106 3.1.4 Detektivität 108 3.1.5 Rauschäquivalente Temperaturdifferenz NETD 110 3.1.6 Inhomogenitätsäquivalente Temperaturdifferenz IEDT 113 3.2 Räumliche Auflösung 115 3.2.1 Optisch-geometrische Beziehungen einer scharfen Abbildung 115 3.2.2 Begrenzung der Ortsauflösung 117 3.2.3 Spaltbildfunktion und Messfleckgröße 119 3.2.4 Modulationsübertragungsfunktion MTF 121 3.3 Zeitliche Auflösung 132 3.3.1 Zeitkonstante 133 3.3.2 Einstellzeit 135 3.3.3 Erfassungszeit 137 3.4 Zusammenfassung 137 Literatur 137 4 Infrarotsensoren 139 4.1 Thermische Infrarotsensoren 140 4.1.1 Wirkprinzipien 140 4.1.2 Thermoelektrische Strahlungssensoren 145 4.1.3 Pyroelektrische Sensoren 147 4.1.4 Mikrobolometer 149 4.2 Photonensensoren 153 4.2.1 Wirkprinzipien 154 4.2.2 Fotowiderstände 162 4.2.3 Fotodioden 166 4.2.4 Bildgebene Photonensensoren 168 4.3 Vergleich von thermischen und photonischen Sensoren 170 4.3.1 Thermische Auflösung 172 4.3.2 Zeitliche Auflösung 173 4.3.3 Kosten 173 4.3.4 Energieverbrauch 174 4.4 Kühlung von Sensoren 174 4.4.1 Thermoelektrische Kühler 175 4.4.2 Direktkontaktkühlung 176 4.4.3 Joule-Thomson-Kühler 177 4.4.4 Kleinkältemaschinen 178 4.4.5 Vergleich der Kühlverfahren 180 Literatur 182 5 Pyrometer 187 5.1 Aufbau und Funktionsweise 187 5.1.1 Grundaufbau 187 5.1.2 Funktionsweise 188 5.1.3 Berücksichtigung parasitärer Strahlungsanteile 191 5.1.4 Pyrometergleichung 192 5.2 Grundtypen 193 5.2.1 Gleichlichtpyrometer 194 5.2.2 Wechsellichtpyrometer 194 5.3 Messverfahren 196 5.3.1 Gesamtstrahlungspyrometer 198 5.3.2 Spektralpyrometer 202 5.3.3 Bandstrahlungspyrometer 206 5.3.4 Verhältnispyrometer 212 5.3.5 Mehrkanalpyrometer 218 5.4 Messunsicherheit 220 5.4.1 Kalibrierung 220 5.4.2 Absolute und relative Messunsicherheit 221 5.4.3 Umfeldfaktor SSE 223 5.5 Kenngrößen und Klassifizierung 226 5.5.1 Kenngrößen 226 5.5.2 Klassifizierung von Pyrometern 227 5.5.3 Spezielle Baugruppen für Pyrometer 231 5.6 Auswahl eines für eine Messaufgabe geeigneten Pyrometers 234 5.6.1 Allgemeine pyrometrische Messungen 235 5.6.2 Pyrometrische Temperaturmessungen an speziellen Materialien 238 5.6.3 Applikationen mit Quotientenpyrometern 240 Literatur 241 6 Thermografie 243 6.1 Aufbau und Funktionsweise 244 6.1.1 Aufbau 244 6.1.2 Funktionsweise 245 6.2 Bauarten 247 6.2.1 Scannende Thermobildgeräte 247 6.2.2 Zeilenkameras 248 6.2.3 Starrende Thermobildkameras 249 6.3 Messverfahren 256 6.3.1 Bandstrahlungsthermobildgeräte 257 6.3.2 Spektralkameras 258 6.3.3 Räumliche Auflösung 259 6.4 Justage 264 6.4.1 Ursachen der Ungleichförmigkeit 265 6.4.2 Arbeitspunkteinstellung 269 6.4.3 Korrektur defekter Pixel 272 6.4.4 Korrektur der Ungleichförmigkeit (NUC) 279 6.4.5 Radiometrische Justage 297 6.4.6 Zusammenfassung 299 6.5 Messunsicherheit 301 6.5.1 Ungleichförmigkeit 301 6.5.2 Umfeldeinfluss (Size-of-Source-Effekt) 302 6.5.3 Kalibrierung 304 6.6 Kenngrößen und Klassifizierung 305 6.6.1 Kenngrößen von Thermobildgeräten 305 6.6.2 Klassifikation von Thermobildgeräten 308 6.7 Auswahl einer für eine Messaufgabe geeigneten Thermobildkamera 311 6.7.1 Allgemeine Messungen mit Bandstrahlungsthermobildgeräten 313 6.7.2 Bandstrahlungsthermobildgeräte für konkrete Anwendungen 314 6.7.3 Spektralkameras 314 6.8 Anwendungen 315 6.8.1 Passive Thermografie 315 6.8.2 Aktive Thermografie 317 6.8.3 Auswertemethoden in der Thermografie 318 Literatur 319 Stichwortverzeichnis 323
£80.75
Wiley-VCH Verlag GmbH Thermodynamik für Dummies
Book SynopsisMüssen Sie sich mit Thermodynamik beschäftigen, fürchten sich aber davor und wissen nicht genau, wo und wie Sie anfangen sollen? Dann ist dies das richtige Buch für Sie. Zuerst werden Stoffeigenschaften der Materie verständlich vermittelt. Dann folgen das Energieprinzip, die berühmten Hauptsätze, das Spezialwissen und die Anwendungen. Anschauliche Beispiele aus der Praxis mit vollständigen Lösungen erweitern Ihr Verständnis. Die dort vorgestellten Lösungsstrategien sind universal und befähigen Sie, auch andere Aufgaben zu lösen. Dieses Buch wird Sie der Thermodynamik näherbringen und Ihre Sicht auf das Fach positiv verändern.Table of ContentsEinführung 19 Teil I: Die exakten Grundlagen 25 Kapitel 1: Warum ist die Thermodynamik wichtig 27 Kapitel 2: Betrachtung der Materie mit Feldgrößen 37 Kapitel 3: Makroskopische Betrachtung der Materie 83 Teil II: Stoffgesetze und ihre praktische Anwendung 117 Kapitel 4: Zustandsgleichungen der idealen Gase 119 Kapitel 5: Reale Gase 145 Kapitel 6: In der Nähe des absoluten Nullpunkts 161 Teil III: Energieprinzip, Hauptsätze und Entropie 177 Kapitel 7: Arbeit und Wärme ist Energie 179 Kapitel 8: Energieprinzip und totale Differentiale 187 Kapitel 9: Der erste Hauptsatz für offene Systeme 207 Kapitel 10: Der erste Hauptsatz für geschlossene Systeme 235 Kapitel 11: Entropie und der zweite Hauptsatz der Thermodynamik 249 Kapitel 12: Dritter und nullter Hauptsatz der Thermodynamik 279 Teil IV: Thermodynamische Kreisprozesse 285 Kapitel 13: Grundlagen der Kreisprozesse 287 Kapitel 14: Rechtsläufige Kreisprozesse 297 Kapitel 15: Linksläufige Kreisprozesse 329 Teil V: Wasser und Wasserdampf 343 Kapitel 16: Wasser und Wasserdampf 345 Kapitel 17: Dampfprozesse 373 Teil VI: Chemische Thermodynamik 383 Kapitel 18: Verbrennungsreaktionen 385 Kapitel 19: Erster Hauptsatz für chemisch reagierende Substanzen 399 Kapitel 20: Entropiefunktionen und der zweite Hauptsatz für chemische Reaktionen 411 Teil VII: Der Top-Ten-Teil 435 Kapitel 21: Zehn wichtige Gleichungen 437 Kapitel 22: Zehn Energiebetrachtungen 443 Stichwortverzeichnis 453
£21.38
Wiley-VCH Verlag GmbH Übungsbuch Werkstoffkunde und Werkstoffprüfung
Book SynopsisKristallgitter, Zustandsdiagramme, Wärmebehandlung, Stähle, Nichteisenmetalle, Kunststoffe und Hochleistungskeramiken. Die Werkstoffkunde und die Werkstoffprüfung sind vielseitig und anspruchsvoll. Passgenau auf den Bestseller "Werkstoffkunde und Werkstoffprüfung für Dummies" abgestimmt, üben Sie die wichtigen und schwierigen Themen. In bewährter Weise führt Sie Rainer Schwab durch ein intensives Training. Mit einfachen Aufwärmübungen legen Sie los und steigern sich dann Schritt für Schritt zu immer anspruchsvolleren Aufgaben. Mit fast 400 konkreten Fragestellungen samt ausführlichen Lösungen festigen Sie Ihr Wissen, viele Abbildungen sowie über 500 Ankreuzaufgaben helfen Ihnen dabei. Sie gewinnen Sicherheit in den wichtigen Grundlagen und legen damit die Basis für eine erfolgreiche Prüfung.Table of ContentsÜber den Autor 11 Danksagung 11 Einleitung 21 Über dieses Buch 21 Konventionen in diesem Buch 22 Törichte Annahmen über den Leser 22 Wie dieses Buch aufgebaut ist 23 Teil I: Ausgewählte Grundlagen für ein solides Fundament 23 Teil II: Die wichtigsten Methoden der Werkstoffprüfung 23 Teil III: Und ewig lockt das Eisen 24 Teil IV: Jenseits von Eisen 24 Teil V: Der Top-Ten-Teil 24 Symbole, die in diesem Buch verwendet werden 24 Filme, die es zu diesem Buch gibt 25 Los geht’s 25 Teil I: Ausgewählte Grundlagen für ein solides Fundament 27 Kapitel 1 Aufgaben rund um Atome, Bindungen und Kristalle 29 Von Atomen, ihren Bindungen und ihrer Anordnung 29 Die Kristalle, ihre Baufehler, und was diese in der Praxis so anrichten 30 Richtig oder nicht richtig 36 Antworten zu den Aufgaben in diesem Kapitel 37 Kapitel 2 Rechnen Sie mit den Eigenschaften der Werkstoffe 49 Die Werkstoffe dehnen sich mit der Temperatur aus 49 Die Werkstoffe leiten den Strom und die Wärme 51 Die Werkstoffe verformen sich elastisch und plastisch 54 Richtig oder nicht richtig 56 Antworten zu den Aufgaben in diesem Kapitel 57 Kapitel 3 Üben Sie die thermisch aktivierten Vorgänge 69 Ein paar Aufwärmübungen vorneweg 69 Lassen Sie die Atome wandern und den Werkstoff rekristallisieren 70 Mit Kriechen und Spannungsrelaxation rechnen 72 Richtig oder nicht richtig 74 Antworten zu den Aufgaben in diesem Kapitel 75 Kapitel 4 Legierungsbildung und Zustandsdiagramme, berühmt, berüchtigt, gefürchtet 85 Ein paar Lockerungsübungen zum Auftakt 85 Und hier geht’s zur Sache 87 Richtig oder nicht richtig 99 Antworten zu den Aufgaben in diesem Kapitel 100 Kapitel 5 Das berühmte Legierungssystem Eisen-Kohlenstoff 117 Rund um Eisen und Kohlenstoff 117 Jetzt geht es auch hier zur Sache 118 Richtig oder nicht richtig 128 Antworten zu den Aufgaben in diesem Kapitel 129 Teil II: Die wichtigsten Methoden der Werkstoffprüfung 141 Kapitel 6 Nehmen Sie den Zugversuch nicht auf die leichte Schulter 143 Richtig vorbereitet ist halb geprüft 143 Vorgeplänkel, das es in sich hat 144 Werkstoffe mit ausgeprägter Streckgrenze 145 Werkstoffe ohne ausgeprägte Streckgrenze 149 Das Finale 152 Richtig oder nicht richtig 153 Antworten zu den Aufgaben in diesem Kapitel 155 Kapitel 7 Die Härteprüfung meistern 179 Das Wesen der Härte 179 Härteprüfung nach Brinell 180 Härteprüfung nach Vickers 181 Härteprüfung nach Rockwell 183 Kreuz und quer über alle Härteprüfverfahren 183 Richtig oder nicht richtig 185 Antworten zu den Aufgaben in diesem Kapitel 186 Kapitel 8 Brutal, brutaler, Kerbschlagbiegeprüfung 195 Was man eigentlich prüft 195 Rund um Probe, Versuchseinrichtung und -durchführung 196 Werkstoff, Temperatur und Kerbschlagarbeit 196 Richtig oder nicht richtig 199 Antworten zu den Aufgaben in diesem Kapitel 201 Kapitel 9 Die Schwingfestigkeitsprüfung 207 Das Phänomen und das Problem mit dem Namen 207 Ohne die wichtigsten Grundbegriffe geht es wieder einmal nicht 208 Wöhlerkurve und Dauerfestigkeit 210 Richtig oder nicht richtig 213 Antworten zu den Aufgaben in diesem Kapitel 214 Kapitel 10 Der Zauber der Metallografie 225 Um was es sich bei der Metallografie überhaupt handelt 225 Makroskopische Verfahren und was man damit sieht 226 Die zauberhafte Welt der Mikroskopie 227 Rasterelektronenmikroskopie und Co 229 Richtig oder nicht richtig 230 Antworten zu den Aufgaben in diesem Kapitel 231 Kapitel 11 Zerstörungsfrei üben 239 Auftaktphilosophie 239 Die Farbeindringprüfung 240 Die Magnetpulverprüfung 240 Die Wirbelstromprüfung 241 Die Ultraschallprüfung 241 Die Strahlenverfahren 244 Richtig oder nicht richtig 245 Antworten zu den Aufgaben in diesem Kapitel 248 Teil III: Und ewig lockt das Eisen 261 Kapitel 12 Der Weg vom Erz zum Stahl 263 Gleich zur Sache 263 Richtig oder nicht richtig 265 Antworten zu den Aufgaben in diesem Kapitel 265 Kapitel 13 Von Namen und Nummern 269 Zur Systematik der Werkstoffbezeichnungen 269 Namen analysieren 270 Namen synthetisieren 271 Richtig oder nicht richtig 272 Antworten zu den Aufgaben in diesem Kapitel 273 Kapitel 14 Das harte Training der Wärmebehandlung 277 Kurzes Warmlaufen als Auftakt 277 Die berühmten Glühbehandlungen 278 Rund ums Härten 280 Richtig oder nicht richtig 290 Antworten zu den Aufgaben in diesem Kapitel 293 Kapitel 15 Die unendliche Vielfalt der Stahlgruppen 315 Über Gewürze und Zutaten im Stahl 315 Die bodenständigen unlegierten Baustähle 317 Die Raffinesse der Feinkornbaustähle 320 Die leistungsfähigen Vergütungsstähle 321 Die Grundsätze der warmfesten und hitzebeständigen Stähle 321 Der Stahl, der aus der Kälte kam 323 Die nichtrostenden Stähle und warum sie manchmal doch korrodieren 323 Was in den Werkzeugstählen steckt 326 Richtig oder nicht richtig 327 Antworten zu den Aufgaben in diesem Kapitel 329 Kapitel 16 Auch die Eisengusswerkstoffe haben es in sich 347 Der Überblick 347 Mit Stahlguss geht es los 348 Das Gusseisen mit seinen Varianten 348 Richtig oder nicht richtig 351 Antworten zu den Aufgaben in diesem Kapitel 352 Teil IV: Jenseits von Eisen 359 Kapitel 17 Die Nichteisenmetalle 361 Auch die Nichteisenmetalle bezeichnet man sinnvoll 361 Rund ums Aluminium 362 Das bunte Kupfer 366 Richtig oder nicht richtig 367 Antworten zu den Aufgaben in diesem Kapitel 368 Kapitel 18 Anorganische nichtmetallische Werkstoffe 379 Bei den Gläsern durchblicken 379 Von der antiken Vase bis zum Hochleistungswerkstoff: die Keramiken 380 Richtig oder nicht richtig 382 Antworten zu den Aufgaben in diesem Kapitel 383 Kapitel 19 Die Kunststoffe 391 Rund um Definition und Herstellung 391 Übungen zu Aufbau, Eigenschaften und Verarbeitung 392 Richtig oder nicht richtig 394 Antworten zu den Aufgaben in diesem Kapitel 395 Teil V: Der Top-Ten-Teil 403 Kapitel 20 Zehn Tipps zum Lösen von Aufgaben 405 Rechtzeitig anfangen 405 Wie Sie mit dem Spicken umgehen 406 Legen Sie beim Rechnen richtig los 406 Vom passenden Umgang mit Gleichungen 407 Die Sache mit den Einheiten 407 Wer misst, misst Mist 407 Zur (ungeschlechtlichen) Fortpflanzung der Fehler 408 Das Endergebnis ist nicht ganz harmlos 409 Ein Bild sagt mehr als tausend Worte 410 Richtig dargestellt ist halb gewonnen 410 Stichwortverzeichnis 413
£18.99
Wiley VCH Werkstoffkunde und Werkstoffpruumlfung fuumlr
Book Synopsis
£30.88
Wiley-VCH Verlag GmbH Werkstoffkunde und Werkstoffprufung fur Dummies
Book SynopsisDrum prüfe, wer den Werkstoff findet Werkstoffkunde und Werkstoffprüfung sind für viele Studierende eher Pflicht als Leidenschaft. Rainer Schwab zeigt Ihnen, dass es auch anders geht: Mit Humor und Präzision, mit einfachen Erklärungen und passenden Beispielen erklärt er Ihnen in dieser aktualisierten Auflage die Werkstoffkunde und Werkstoffprüfung so spannend es nur geht. Von den Grundlagen zieht sich der Bogen über die Prüfmethoden hin zu den wichtigen konkreten Werkstoffen und Wärmebehandlungen. So ist dieses Buch das Rundumwohlfühlpaket für jeden, der sich mit dem Thema beschäftigt. Sie erfahren Was die wichtigen Eigenschaften der Werkstoffe sindWie Sie Härteprüfungen, Zugversuche und Co. richtig durchführenWarum Eisen und Stahl so vielfältig sindWelche wichtigen Werkstoffe es gibt, die nicht aus Eisen sind
£21.38
Publicis MCD Verlag,Germany Automatisieren mit STEP 7 in KOP und FUP:
Book SynopsisSIMATIC ist das weltweit etablierte Automatisierungssystem für die Realisierung von Industriesteuerungen für Maschinen, fertigungstechnische Anlagen und verfahrenstechnische Prozesse. Erforderliche Steuerungs- und Regelungsaufgaben werden mit der Engineeringsoftware STEP 7 in verschiedenen Programmiersprachen formuliert. Kontaktplan (KOP) und Funktionsplan (FUP) verwenden für die Darstellung der Steuerungsfunktionen grafische Symbole - ähnlich wie in einem Stromlaufplan oder bei elektronischen Schaltkreissystemen. In der sechsten Auflage beschreibt das Buch diese grafikorientierten Programmiersprachen in Verbindung mit der Engineeringsoftware STEP 7 V5.5 für die Automatisierungssysteme SIMATIC S7-300 und S7-400. Neue Funktionen dieser STEP 7-Version betreffen besonders den CPU-Webserver und PROFINET IO, wie beispielsweise die Anwendung von I-Devices, Shared Devices und Taktsynchronität. Das Buch bietet Unterstützung für alle Anwender von SIMATIC-S7-Steuerungen. Anfänger führt es in das Gebiet der speicherprogrammierbaren Steuerungen ein, dem Praktiker zeigt es den speziellen Einsatz des Automatisierungssystems SIMATIC S7. Alle Programmierbeispiele des Buches - und noch einige mehr - stehen als Download auf der Internetseite des Verlags unter www.publicis-books.de/ bereit.Table of ContentsSystemübersicht: SIMATIC S7 und STEP 7 Programmiersprachen KOP und FUP Datentypen Binäre und digitale Funktionen Programmflusssteuerung Programmbearbeitung Kommunikation
£61.75
Publicis MCD Verlag,Germany Automatisieren mit SIMATIC S7-1200:
Book SynopsisDieses Buch richtet sich sowohl an Einsteiger, als auch an diejenigen, die bereits Erfahrung mit anderen Systemen haben. Es stellt die aktuellen Hardware-Komponenten des Automatisierungssystems vor und beschreibt deren Konfiguration und Parametrierung sowie die Kommunikation über PROFINET, PROFIBUS, AS-Interface und PtP-Verbindungen. Eine fundierte Einführung in STEP 7 Basic V14 (TIA Portal) veranschaulicht die Grundlagen der Programmierung und Fehlersuche.Table of Contents1 Einführung, Übersichten 21 1.1 Übersicht Automatisierungssystem S7-1200 21 1.2 Übersicht STEP 7 24 1.3 Datenhaltung im SIMATIC-Automatisierungssystem 27 1.4 Übersicht Adressierung 31 1.5 Übersicht Datentypen 32 1.6 Bearbeitung des Anwenderprogramms 35 1.7 Bedienen und Beobachten mit Prozessbildern 38 2 Einführung in STEP 7 40 2.1 STEP 7 installieren und starten 40 2.2 Die Benutzeroberfläche von STEP 7 41 2.3 Ein SIMATIC-Projekt bearbeiten 47 3 Automatisierungssystem SIMATIC S7-1200 62 3.1 Komponenten einer S7-1200-Station 62 3.2 CPU-Baugruppen S7-1200 63 3.3 Signalbaugruppen 69 3.4 Technologiebaugruppen 72 3.5 Kommunikationsbaugruppen 73 3.6 Weitere Baugruppen 77 3.7 SIPLUS S7-1200 79 4 Gerätekonfiguration 80 4.1 Einführung 80 4.2 Eine Station konfigurieren 82 4.3 Baugruppen parametrieren 84 4.4 Hardware-Objekte adressieren 92 4.5 Konfigurationssteuerung projektieren 94 4.6 Eine Vernetzung projektieren 96 5 Anwenderprogramm bearbeiten 109 5.1 Betriebszustände 109 5.2 Anwenderprogramm erstellen 114 5.3 Anlaufprogramm 136 5.4 Hauptprogramm 141 5.5 Alarmbearbeitung 154 5.6 Fehlerbehandlung, Diagnose 176 6 Programmeditor 198 6.1 Einführung 198 6.2 Globale Operanden, Konstanten und Adressierung 199 6.3 Datentypen 207 6.4 PLC-Variablentabelle 219 6.5 PLC-Datentypen 224 6.6 Einen Codebaustein programmieren 228 6.7 Einen Datenbaustein programmieren 248 6.8 Bausteine übersetzen 255 6.9 Programminformationen 258 7 Kontaktplan KOP 266 7.1 Einführung 266 7.2 Binäre Verknüpfungen mit KOP programmieren 272 7.3 Speicherfunktionen mit KOP programmieren 282 7.4 Q-Boxen mit KOP programmieren 287 7.5 EN/ENO-Boxen mit KOP programmieren 293 7.6 Programmsteuerung mit KOP 302 8 Funktionsplan FUP 308 8.1 Einführung 308 8.2 Binäre Verknüpfungen mit FUP programmieren 314 8.3 Standard-Boxen mit FUP programmieren 324 8.4 Q-Boxen mit FUP programmieren 329 8.5 EN/ENO-Boxen mit FUP programmieren 334 8.6 Programmsteuerung mit FUP 344 9 Structured Control Language SCL 350 9.1 Einführung 350 9.2 Übertragungsfunktionen 359 9.3 Logische Ausdrücke und Logikfunktionen 366 9.4 Arithmetische Ausdrücke 371 9.5 Vergleichsausdrücke 373 9.6 Weitere Funktionen für SCL 375 9.7 Programmsteuerung mit SCL 378 9.8 Arbeiten mit Quelldateien 392 10 Basisfunktionen 396 10.1 Binäre Verknüpfungen 396 10.2 Speicherfunktionen 403 10.3 Flankenauswertungen 407 10.4 Zeitfunktionen 413 10.5 Zählfunktionen 420 11 Digitalfunktionen 426 11.1 Übertragungsfunktionen 426 11.2 Vergleichsfunktionen 442 11.3 Arithmetische Funktionen für Zahlenwerte 451 11.4 Arithmetische Funktionen für Zeitwerte 454 11.5 Mathematische Funktionen 456 11.6 Konvertierungsfunktionen (Datentypwandlung) 461 11.7 Schiebefunktionen 480 11.8 Logikfunktionen 483 11.9 Zeichenketten bearbeiten 490 11.10 Rechnen mit der CALCULATE-Box (KOP, FUP) 496 11.11 Symbolnamen lesen 498 12 Programmsteuerung 503 12.1 Sprungfunktionen 503 12.2 Bausteinende-Funktion 508 12.3 Aufruf von Codebausteinen 509 12.4 Arbeiten mit Bausteinen 515 12.5 Datenbausteinfunktionen 528 13 Online-Betrieb, Diagnose und Test 542 13.1 Programmiergerät an die PLC-Station anschließen 543 13.2 Projektdaten übertragen 545 13.3 Mit Bausteinen im Online-Betrieb arbeiten 557 13.4 Hardware-Diagnose 568 13.5 Anwenderprogramm testen 574 13.6 Messwertaufzeichnung mit der Trace-Funktion 591 14 Dezentrale Peripherie 596 14.1 Einführung, Übersicht 596 14.2 PROFINET IO 597 14.3 PROFIBUS DP 607 14.4 Systembausteine für PROFINET IO und PROFIBUS DP 615 14.5 DPV1-Alarme 622 14.6 Aktor/Sensor-Interface 624 15 Kommunikation 628 15.1 Übersicht 628 15.2 Open User Communication 631 15.3 S7-Kommunikation 639 15.4 Punkt-zu-Punkt-Kommunikation 643 15.5 Weitere Kommunikationsfunktionen 649 16 Visualisierung 656 16.1 Einführung in die Visualisierung 656 16.2 HMI-Variablen und Bereichszeiger anlegen 663 16.3 Prozessbilder projektieren 667 16.4 Bedien- und Beobachtungsfunktionen 675 16.5 HMI-Projektierung fertig stellen 697 17 Anhang 704 17.1 Integrierte und technologische Funktionen 704 17.2 Fernverbindung mit TeleService 722 17.3 TeleControl mit CP 1242-7 724 17.4 Webserver 726 17.5 Daten protokollieren und mit Rezepturen arbeiten 729 17.6 Simulation mit S7-PLCSIM 735 Stichwortverzeichnis 746
£61.75
The University of Chicago Press An Ethics of Remembering History Heterology and
Book SynopsisThe Digital Factory reveals the hidden human labor that supports today's digital capitalism. The workers of today's digital factory include those in Amazon warehouses, delivery drivers, Chinese gaming workers, Filipino content moderators, and rural American search engine optimizers. Repetitive yet stressful, boring yet often emotionally demanding, these jobs require little formal qualification, but can demand a large degree of skills and knowledge. This work is often hidden behind the supposed magic of algorithms and thought to be automated, but it is in fact highly dependent on human labor. The workers of today's digital factory are not as far removed from a typical auto assembly line as we might think. Moritz Altenried takes us inside today's digital factories, showing that they take very different forms, including gig economy platforms, video games, and Amazon warehouses. As Altenried shows, these digital factories often share surprising similarities with factories from the industrial age. As globalized capitalism and digital technology continue to transform labor around the world, Altenried offers a timely and poignant exploration of how these changes are restructuring the social division of labor and its geographies as well as the stratifications and lines of struggle.Trade Review"The Digital Factory is an important contribution to the discussion of digital labor. But it also makes clear that researchers must now address the next task at hand: how to turn these bad jobs into good jobs." * Science *"Altenried's insights into the rapidly changing relationship between technological change, digitization and global work are breathtaking. The Digital Factory develops a deeper knowledge of the terrain, both social and physical, on which present and future labor disputes willy-nilly have to be fought. Continuing, expanding and diversifying this endeavor is and will remain an enormous undertaking. Books of similar intellectual thoroughness and comparable political depth are badly needed." * Kritisch-Lesen *"In this extensively researched volume, Altenreid uses interviews with workers in this complex digital economy to deftly link the hidden human labor behind automation and algorithms to the Taylorist factories of the Industrial Age. Covering everything from the complex interactions between humans and automation at Amazon’s distribution centers to World of Warcraft gold farmers in China and the unseen human labor behind Facebook and Google algorithms, The Digital Factory gives readers who may not be as familiar with Taylorism and its relationship to the complex landscape of the digital factory age a solid foundation on the topic." * Choice *"Altenried takes readers on an amazing tour into the contemporary mutations of what Marx famously called 'the hidden abode of production.' What looms behind the magic of algorithms, artificial intelligence, and automation is a world of heterogeneous labor regimes, exploitation, and struggles. The Digital Factory is a landmark contribution to the study of contemporary capitalism, a must-read for scholars and activists." -- Sandro Mezzadra, University of Bologna"From the warehouse to the multiplayer game, content moderation to people-as-a-service, Altenried unearths the shifting stakes, geographies, and experiences of digital labor. The Digital Factory offers no solace to purveyors of data and automation fantasies. By exposing how the power of machines entangles living knowledge, intelligence and subjectivity, this remarkable book offers resources for changing the worlds of work and technology alike." -- Brett Neilson, Institute for Culture and Society, Western Sidney University"In this ground-breaking book, Altenried shows us that, far from marking the end of the factory era the digital age is spreading the factory model of centralized control of vulnerable labor beyond its walls, extending into every corner of the global economy. Drawing on vivid first-hand observations, he spotlights the experiences of workers carrying out the hidden tasks that keep the information economy going, from the hidden housework of the Internet to the delivery of parcels under the panoptic surveillance of the algorithm." -- Ursula Huws, University of HertfordshireTable of ContentsOne Workers Leaving the Factory: Introduction Two The Global Factory: Logistics Three The Factory of Play: Gaming Four The Distributed Factory: Crowdwork Five The Hidden Factory: Social Media Six The Platform as Factory: Conclusion Seven The Contagious Factory: Epilogue Acknowledgments Notes Bibliography Index
£78.85
Yale University Press Dangerous Years
Book SynopsisA leading environmental thinker takes a hard look at the obstacles and possibilities on the long road to sustainability This gripping, deeply thoughtful book considers future of civilization in the light of what we know about climate change and related threats. David Orr, an award-winning, internationally recognized leader in the field of sustainability and environmental education, pulls no punches: even with the Paris Agreement of 2015, Earth systems will not reach a new equilibrium for centuries. Earth is becoming a different planetmore threadbare and less biologically diverse, with more acidic oceans and a hotter, more capricious climate. Furthermore, technology will not solve complex problems of sustainability. Yet we are not fated to destroy the Earth, Orr insists. He imagines sustainability as a quest and a transition built upon robust and durable democratic and economic institutions, as well as changes in heart and mindset. The transition, he writes, is beginning from the bTrade Review". . . sets out a way to reform society from bottom up by radically changing our economics, our education system—even our evolutionary traits."—Louise Gray, BBC Wildlife"The seminal work on the threats of climate change to the planet and society. . . . Orr’s book is full of philosophical wisdom, founded on environmental evidence, which will help us to generate a more sustainable planet."—Jim Lynch, BiologistWinner of the Green Prize, given to authors, illustrators, and publishers who produce quality books for adults and young people that make significant contributions to, support the ideas of, and broaden public awareness of sustainability.“A valuable addition to environmental and philosophical wisdom.”—Edward O. Wilson, Harvard University"No one knows more about the hole we're in, and no one has worked any harder to get us out of it—David Orr is a necessary guide to the great climate crisis we find ourselves in, and this is a vital book."—Bill McKibben, author Eaarth: Making a Life on a Tough New Planet"David Orr has written a perfectly marvelous book, a deep and wide-ranging reflection on the human condition. It's a winner, and a rare one at that."—James Gustave Speth, author of Red Sky at Morning, The Bridge at the End of the World, and America the Possible"David Orr has for many years provided a broad view of our ecological challenges. Now he provides a long view, sounding the alarm about the future we are heedlessly creating today. Like the Sorcerer’s Apprentice, we have put in motion a process of fossil-fueled growth that has gone out of control. In the absence of a wizard to right the situation magically, Orr calls for human intervention before it is too late—not just in our power plants and motor vehicles, but in the way we live our lives and organize society. To do so, he once wrote, 'hope is an imperative.'"—Timothy E. Wirth, former U.S. Senator (Colorado) and President Emeritus, The United Nations Foundation"An extremely valuable look at humanity's horizon, the challenging millennium ahead and how we might—indeed must—transition to sustainability. The distillation of a lifetime of constructive consideration of the environmental challenges we have brought upon ourselves, Dangerous Years will help us chart the way through the inchoate wilderness of our own making. Destined to become one of the great environmental classics."—Thomas E. Lovejoy, George Washington University
£16.14
John Wiley & Sons Inc Dielectric Films for Advanced Microelectronics
Book SynopsisThe topic of thin films is an area of increasing importance in materials science, electrical engineering and applied solid state physics; with both research and industrial applications in microelectronics, computer manufacturing, and physical devices.Trade Review"The book is well organized and has excellent technical depth with recent state-of-the-art information. Researchers, graduate students, and those in industry working on finding new materials and processes for thin-film dielectric materials would find this book to be a valuable resource." (IEEE Electrical Insulation Magazine, March/April 2009)Table of ContentsSeries Preface. Preface. (Mikhail Baklanov, Martin Green and Karen Maex). 1. Low and Ultralow Dielectric Constant Films Prepared by Plasma-Enhanced Chemical Vapor Deposition. (A. Grill). 2. Spin-On Dielectric Materials. (Geraud Dubois, Willi Volksen and Robert D. Miller). 3.Porosity of Low Dielectric Constant Materials. 3.1 Positron Annihilation Spectroscopy. (David W. Gidley, Hua-Gen Peng, and Richard Vallery). 3.2Structure Characterization of Nanoporous Interlevel Dielectric Thin Films with X-ray and Neutron Radiation. (Christopher L. Soles, Hae-Jeong Lee, Bryan D. Vogt, Eric K. Lin, Wen-li Wu). 3.3 Ellipsometric Porosimetry. (M. R. Baklanov). 4.Mechanical and Transport Properties of Low-k Dielectrics. (J.L. Plawsky, R. Achanta, W. Cho, O. Rodriguez, R. Saxena, and W.N. Gill). 5. Integration of low-k dielectric films in damascene processes. (R.J.O.M. Hoofman, V.H. Nguyen,V. Arnal, M. Broekaart, L.G. Gosset,W.F.A. Besling, M. Fayolle and F. Iacopi). 6. ONO structures and oxynitrides in modern microelectronics. Material science, characterization and application. (Yakov Roizin and Vladimir Gritsenko). High Dielectric constant Materials. 7. Material Engineering of High-k Gate Dielectrics. (Akira Toriumi and Koji Kita). 8. Physical Characterisation of ultra-thin high-k dielectric. (T. Conard, H. Bender and W. Vandervorst). 9. Electrical Characterization of Advanced Gate Dielectrics. (Robin Degraeve, Jurriaan Schmitz, Luigi Pantisano, Eddy Simoen, Michel Houssa, Ben Kaezer, and Guido Groeseneken). Medium dielectric constant materials. 10. Integration Issues of High-k Gate Dielectrics. (Yasuo Nara). Dielectric films for interconnects (packaging). 11. Anisotropic Conductive Film (ACF) for Advanced Microelectronic Interconnects. (Yi Li, C. P. Wong). Index.
£198.86
John Wiley & Sons Inc Materials Processing During Casting
Book SynopsisCasting is one of the most important processes in materials technology. In this unique book, each step in the casting and solidification process is described and models are set up, which in many cases can be approximated by simplified analytical expressions.Trade Review"…an excellent text for a metallurgy or materials engineering program…scientists and engineers working in this field would benefit by having access to this book." (Journal of Metals Online, September 27, 2006)Table of ContentsPreface. Chapter 1: Component Casting. 1.1 Introduction. 1.2 Casting of Components. Chapter 2: Cast House Processes. 2.1 Introduction. 2.2 Ingot Casting. 2.3 Continuous Casting. 2.4 From Ladle to Chill-mould in Continuous Casting of Steel. 2.5 Near Net Shape Casting. 2.6 The ESR Process. Chapter 3 Casting Hydrodynamics. 3.1 Introduction. 3.2 Basic Hydrodynamics. 3.3 Gating Systems in Component Casting. 3.4 Gating System in Ingot Casting. 3.5 Gating System in Continuous Casting. 3.6 Inclusion Control in Gating Systems – Ceramic Filters. 3.7 Maximum Fluidity Length. Summary. Exercises. Chapter 4: Heat Transport during Component Casting. 4.1 Introduction. 4.2 Basic Concepts and Laws of Heat Transport. 4.3 Theory of Heat Transport in Casting of Metals and Alloys. 4.4 Heat Transport in Component Casting. Summary. Exercises. Chapter 5: Heat Transport in Cast House Processes. 5.1 Introduction. 5.2 Natural Convection in Metal Melts. 5.3 Heat Transport in Ingot Casting. 5.4 Water Cooling. 5.5 Heat Transport during Continuous Casting of Steel. 5.6 Heat Transport in the ESR Process. 5.7 Heat Transport in Near Net Shape Casting. 5.8 Heat Transport in Spray Casting. Summary. Exercises. Chapter 6: Structure and Structure Formation in Cast Materials. 6.1 Introduction. 6.2 Structure Formation in Cast Materials. 6.3 Dendrite Structure and Dendrite Growth. 6.4 Eutectic Structure and Eutectic Growth. 6.5 Cooling Curves and Structure. 6.6 Unidirectional Solidification. 6.7 Macrostructures in Cast Materials. 6.8 Macrostructures in Ingot Cast Materials. 6.9 Macrostructures in Continuously Cast Materials. 6.10 Macrostructures in Near Net Shape Cast Materials. 6.11 Amorphous Metals. Summary. Exercises. Chapter 7: Microsegregation in Alloys – Peritectic Reactions and Transformations. 7.1 Introduction. 7.2 Cooling Curves, Dendritic Growth, and Microsegregation. 7.3 Scheil’s Segregation Equation – a Model of Microsegregation. 7.4 Solidification Processes in Alloys. 7.5 Influence of Back Diffusion in the Solid Phase on Microsegregation of Alloys. 7.6 Solidification Processes and Microsegregation in Iron-base Alloys. 7.7 Peritectic Reactions and Transformations in Binary Iron-base Alloys. 7.8 Microsegregation in Multicomponent Alloys. 7.9 Microsegregation and Peritectic Reactions and Transformations in Multicomponent Iron-base Alloys. Summary. Exercises. Chapter 8: Heat Treatment and Plastic Forming. 8.1 Introduction. 8.2 Homogenization. 8.3 Dissolution of Secondary Phases. 8.4 Change of Casting Structure During Cooling and Plastic Deformation. 8.5 Cooling Shrinkage and Stress Relief Heat Treatment. 8.6 Hot Isostatic Pressing. Summary. Exercises. Chapter 9: Precipitation of Pores and Slag Inclusions during Casting Processes. 9.1 Introduction. 9.2 Units and Laws. 9.3 Precipitation of Gases in Metal Melts. 9.4 Precipitation of Inclusions in Metal Melts. 9.5 Aluminium and Aluminium Alloys. 9.6 Copper and Copper Alloys. 9.7 Steel and Iron Alloys. 9.8 Cast Iron. 9.9 Nickel and Nickel-Base Alloys. Summary. Exercises. Chapter 10: Solidification and Cooling Shrinkage of Metals and Alloys. 10.1 Introduction. 10.2 Solidification and Cooling Shrinkage. 10.3 Concepts and Laws. Methods of Measurement. 10.4 Solidification and Cooling Shrinkage during Casting. 10.5 Solidification Shrinkage during Ingot Casting. 10.6 Solidification and Cooling Shrinkage during Continuous Casting. 10.7 Thermal Stress and Crack Formation during Solidification and Cooling Processes. Summary. Exercises. Chapter 11: Macrosegregation in Alloys. 11.1 Introduction. 11.2 Macrosegregation due to Solidification Shrinkage. 11.3 Macrosegregation during Unidirectional Solidification. 11.4 Inverse Macrosegregation. 11.5 Macrosegregation during Continuous Casting. 11.6 Centre Segregation during Continuous Casting. 11.7 Freckles. 11.8 Macrosegregation during Horizontal Solidification. 11.9 Macrosegregations in Steel Ingots. Summary. Exercises. Answers to Exercises. Index.
£75.95
Wiley Wear
Book SynopsisThis excellent publication is the culmination of an idea spawned from a special issue on Wear in the Journal of Engineering Tribology that was guest edited by the author.Table of ContentsList of Contributors xiii Series Editors’ Foreword xvii Preface xix 1 The Challenge of Wear 1I.M. Hutchings Abstract 1 1.1 Introduction 1 1.2 Definitions and Development of Wear Studies 1 1.3 Scope and Challenges 2 1.4 Conclusions 6 References 6 2 Classification of Wear Mechanisms/Models 9K. Kato Abstract 9 2.1 Introduction 9 2.2 Classification of Wear Mechanisms and Wear Modes 10 2.2.1 Mechanical, Chemical and Thermal Wear 10 2.2.2 Wear Modes: Abrasive, Adhesive, Flow and Fatigue Wear 11 2.2.3 Corrosive Wear 14 2.2.4 Melt and Diffusive Wear 15 2.3 General Discussion of Wear Mechanisms and Their Models 15 2.3.1 Material Dependence 15 2.3.2 Wear Maps 16 2.3.3 Wear Mode Transition 17 2.3.4 Erosion 17 2.4 Conclusion 18 Acknowledgements 18 References 18 3 Wear of Metals: A Material Approach 21S.K. Biswas Abstract 21 3.1 Introduction 21 3.2 Mild Wear and Transition to Severe Wear 223.2.1 Mild Wear 22 3.2.2 Transition to Severe Wear 23 3.3 Strain Rate Estimates and Bulk Surface Temperature 27 3.3.1 Strain Rate Response Maps 28 3.3.2 Bulk Surface Temperature 30 3.3.3 The Phenomenological Argument 30 3.3.4 Micrographic Observations 31 3.4 Summary 34 3.4.1 Homogeneous Deformation – Severe Wear 34 3.4.2 Homogeneous Deformation – Mild Wear 35 3.4.3 Inhomogeneous Deformation – Severe Wear 35 Acknowledgements 35 References 35 4 Boundary Lubricated Wear 37S.M. Hsu, R.G. Munro, M.C. Shen, and R.S. Gates Abstract 37 4.1 Introduction 37 4.2 Lubricated Wear Classification 38 4.3 Lubricated Wear Versus “Dry” Wear 38 4.4 Wear Measurement in Well-Lubricated Systems 42 4.5 Measurement Procedures 44 4.5.1 Run-In Process 46 4.5.2 General Performance Wear Test (GPT) 49 4.5.3 Enhanced Oxidation Wear Test (EOT) 52 4.5.4 Boundary Film Persistence Test (BFPT) 53 4.5.5 Case Study with GPT and BFPT 55 4.5.6 Boundary Film Failure Test (BFFT) 57 4.6 Wear Mechanisms Under Lubricated Conditions 61 4.7 Modeling of Lubricated Wear 65 4.7.1 Wear 65 4.7.2 Contact Area 65 4.7.3 Rheology 66 4.7.4 Film Thickness 67 4.7.5 Contact Stress 67 4.7.6 Flash Temperatures 67 4.8 Summary 68 Acknowledgments 69 References 69 5 Wear and Chemistry of Lubricants 71A. Neville and A. Morina 5.1 Encountering Wear in Tribological Contacts 71 5.2 Lubricant Formulations – Drivers for Change 73 5.3 Tribochemistry and Wear 76 5.4 Antiwear Additive Technologies 77 5.4.1 Antiwear Technologies 77 5.4.2 ZDDP – Antiwear Mechanism 78 5.4.3 Interaction of ZDDP with Other Additives 83 5.4.4 New Antiwear Additive Technologies 87 5.5 Extreme Pressure Additives 88 5.6 Lubricating Non-Fe Materials 89 References 90 6 Surface Chemistry in Tribology 95A.J. Gellman and N.D. Spencer Abstract 95 6.1 Introduction 95 6.2 Boundary Lubrication and Oiliness Additives 95 6.2.1 Introduction 95 6.2.2 Monolayers, Multilayers and Soaps 96 6.2.3 Viscous Near-Surface Layers 102 6.2.4 Boundary Lubrication in Natural Joints 102 6.2.5 Summary 103 6.3 Zinc Dialkyldithiophosphate 103 6.3.1 Background 103 6.3.2 Analytical Approaches 104 6.3.3 Summary of Film-Formation Mechanism 104 6.3.4 Studies of Film Structure, Composition, and Thickness 105 6.4 Hard Disk Lubrication 109 6.5 Vapor-Phase Lubrication 112 6.6 Tribology of Quasicrystals 115 6.7 Conclusions 118 Acknowledgments 118 References 118 7 Tribology of Engineered Surfaces 123K. Holmberg and A. Matthews Abstract 123 7.1 Introduction 123 7.2 Definition of an Engineered Surface 125 7.3 Tribomechanisms of Coated Surfaces 125 7.3.1 Scales of Tribology 125 7.3.2 Macromechanical Friction and Wear 126 7.3.3 Micromechanical Mechanisms 131 7.3.4 Modelling Stresses and Strains in a Coated Microcontact 132 7.3.5 Tribochemical Mechanisms 133 7.3.6 Nanoscale Mechanisms 135 7.3.7 Debris Generation and Transfer Layers 136 7.4 Contact Types 139 7.4.1 Sliding 139 7.4.2 Abrasion 141 7.4.3 Impact 141 7.4.4 Surface Fatigue 141 7.4.5 Fretting 142 7.4.6 Chemical Dissolution 143 7.4.7 Lubricated 143 7.5 Advanced Coating Types 144 7.5.1 Hard Binary Compound Coatings 145 7.5.2 Multilayer Coatings 146 7.5.3 Nanocomposite Coatings 149 7.5.4 Hybrid and Duplex Coatings 151 7.6 Applications 152 7.7 Conclusions 154 References 155 8 Wear of Ceramics: Wear Transitions and Tribochemical Reactions 167S. Jahanmir Abstract 167 8.1 Introduction 168 8.2 Structure and Properties of Ceramics 168 8.2.1 Alumina Ceramics 168 8.2.2 Silicon Nitride Ceramics 169 8.2.3 Silicon Carbide Ceramics 170 8.3 Wear Transitions 170 8.3.1 Alumina 171 8.3.2 Silicon Nitride 174 8.3.3 Silicon Carbide 175 8.4 Damage Formation in Hertzian Contacts 177 8.4.1 Brittle Behavior 177 8.4.2 Quasi-Plastic Behavior 177 8.4.3 Brittleness Index 180 8.5 Transition Loads in Sliding Contacts 181 8.5.1 Quasi-Plastic Behavior 181 8.5.2 Brittle Behavior 183 8.5.3 Transition from Brittle Fracture to Quasi-Plasticity 184 8.6 Ceramics in Tribological Applications 185 Acknowledgments 187 References 187 9 Tribology of Diamond and Diamond-Like Carbon Films: An Overview 191A. Erdemir and Ch. Donnet Abstract 191 9.1 General Overview 192 9.2 Diamond Films 194 9.2.1 Deposition and Film Microstructure 194 9.2.2 Tribology of Diamond Films 195 9.2.3 Practical Applications 204 9.3 Diamond-like Carbon Films 207 9.3.1 Structure and Composition 207 9.3.2 Tribology of DLC Films 209 9.3.3 Synthesis of Carbon Films with Superlow-Friction and -Wear Properties 215 9.3.4 Practical Applications 217 9.4 Summary and Future Direction 219 Acknowledgments 219 References 220 10 Tribology of Polymeric Solids and Their Composites 223B.J. Briscoe and S.K. Sinha Abstract 223 10.1 Introduction 224 10.2 The Mechanisms of Polymer Friction 225 10.2.1 The Ploughing Term – Brief Summary 225 10.2.2 The Adhesion Term – Brief Summary 227 10.3 Wear 228 10.3.1 Semantics and Rationalizations 228 10.3.2 Wear Classification Based on Generic Scaling Responses 230 10.3.3 Phenomenological Classification of Wear Damages 232 10.3.4 Wear Classification Based on Polymeric Responses 240 10.4 Tribology of Polymer Composites 249 10.4.1 ‘Soft and Lubricating’ Phases in a Harder Matrix 249 10.4.2 ‘Hard and Strong’ Phases in a ‘Soft’ Matrix 250 10.4.3 Hybrid Polymer Composites 253 10.5 Environmental and Lubrication Effects 254 10.6 A Case Study: Polymers in Hip and Knee Prosthetic Applications – Ultrahigh-Molecular-Weight Poly(ethylene) (UHMWPE) 256 10.7 Concluding Remarks 260 Acknowledgements 261 References 261 11 Wear of Polymer Composites 269K. Friedrich, Z. Zhang and P. Klein Abstract 269 11.1 Introduction 269 11.2 Sliding Wear of Filler Reinforced Polymer Composites 270 11.2.1 Short Fibres and Internal Lubricants 270 11.2.2 PTFE Matrix Composites 272 11.2.3 Micro- and Nanoparticle Reinforcements 275 11.2.4 Integration of Traditional Fillers with Inorganic Nanoparticles 277 11.2.5 Functionally Graded Tribo-Materials 279 11.3 Artificial Neural Networks Approach for Wear Prediction 280 11.4 Fibre Orientation, Wear Mechanisms and Stress Conditions in Continuous Fibre Reinforced Composites 282 11.5 Conclusions 286 Acknowledgements 286 References 287 12 Third-Body Reality – Consequences and Use of the Third-Body Concept to Solve Friction and Wear Problems 291Y. Berthier Abstract 291 12.1 Introduction 292 12.2 Relationship Between the Third Body and Friction 292 12.2.1 Boundary Conditions 292 12.2.2 Friction Analysis 292 12.3 Relationship Between the Third Body and Wear 293 12.3.1 Wear Laws 293 12.3.2 Material Hardness and Wear 294 12.4 What Methods Exist for Studying Friction and Wear? 294 12.4.1 The Scientific Context Surrounding Tribology 294 12.4.2 Physical Difficulties Related to Studying Contacts 295 12.4.3 So Where to from Here? 297 12.5 The Third-Body Concept 298 12.5.1 Artificial and Natural Third Bodies 298 12.5.2 Contact Without the Third Body 299 12.5.3 Types of “Solid” Third Body from the Mechanical Viewpoint 299 12.5.4 “Action Heights” of Third Bodies 300 12.6 Functions and Behaviour of the Third Body 300 12.6.1 Functions of the Third Body 300 12.6.2 Operation of Solid Third Bodies 301 12.6.3 Tribological Circuit of Third-Body Flows 302 12.6.4 Rheology of the Third Body 303 12.6.5 Scientific and Technological Consequences of the Tribological Circuit 303 12.7 Roles of the Materials in a Tribological Contact 304 12.7.1 Indirect Role of the Materials – Scale of the Actual Mechanism or Mechanical Device 304 12.7.2 Direct Role of the Materials – Scale of First Bodies 304 12.7.3 Optimal Direct Response of Material to the Tribological Contact 305 12.7.4 Consequences on the Approach Used for Solving Technological Problems 306 12.8 Taking into Account the Effects of the Mechanism 306 12.8.1 Choosing the Conditions to be Modelled 306 12.8.2 Technological Consequences of the Effects of the Mechanism 307 12.9 Taking into Account the Effect of the First Bodies 307 12.9.1 Local Contact Dynamics 307 12.9.2 Technological Consequences of the Effects of the First Bodies 307 12.10 “Solid” Natural Third-Body Modelling 308 12.10.1 Reconstruction of the Tribological Circuit 308 12.10.2 Technological Consequences of the Third Body 309 12.11 Correspondence of the Strategy Proposed to Reality 310 12.12 Control of Input Conditions 310 12.12.1 Objectives 310 12.12.2 Procedure 311 12.12.3 Precautions 311 12.13 Performing Experiments 312 12.13.1 Initial Conditions 312 12.13.2 Exterior of the Contact 313 12.13.3 Interior of the Contact 313 12.14 Conclusions 314 Acknowledgements 314 References 315 13 Basic Principles of Fretting 317P. Kapsa, S. Fouvry and L. Vincent Abstract 317 13.1 Introduction 317 13.2 Wear 319 13.3 Industrial Needs 320 13.4 Fretting in Assemblies 321 13.5 Fretting Processes 322 13.6 Fretting Parameters 330 13.6.1 Nature of Loading 330 13.6.2 Nature of the First Bodies 331 13.6.3 Coatings 332 13.6.4 Environment 334 13.6.5 Frequency 335 13.6.6 Temperature 335 13.7 Conclusions 336 References 337 14 Characterization and Classification of Abrasive Particles and Surfaces 339G.W. Stachowiak, G.B. Stachowiak, D. De Pellegrin and P. Podsiadlo Abstract 339 14.1 Introduction 340 14.2 General Descriptors of Particle Shape 340 14.3 Particle Angularity Parameters 341 14.3.1 Angularity Parameters SP and SPQ and Their Relation to Abrasive and Erosive Wear 342 14.3.2 Cone-Fit Analysis (CFA) 344 14.3.3 Sharpness Analysis 349 14.4 Particle Size Effect in Abrasive Wear 353 14.5 Sharpness of Surfaces 356 14.5.1 Characterization of Surface Sharpness by the Modified SPQ Method 356 14.5.2 Characterization of Surface Sharpness by SA 358 14.6 Classification of Abrasive Surfaces 359 14.7 Summary 364 Acknowledgements 365 References 365 15 Wear Mapping of Materials 369S.M. Hsu and M.C. Shen 15.1 Introduction 369 15.1.1 Wear – A System Perspective 370 15.1.2 Historical Material Selection Guide 370 15.2 Basic Definition of Wear 372 15.2.1 Nature of Wear 372 15.2.2 Wear Characterization 372 15.3 Wear as a System Function 375 15.4 Wear Maps as a Classification Tool to Define the System 376 15.5 Wear as an “Intrinsic” Material Property as Defined by Wear Maps 377 15.6 Different Kinds of Wear Maps 378 15.7 Application of Wear Maps 380 15.7.1 Material Comparison Based on Wear Maps 381 15.7.2 Wear Transition Diagrams 385 15.7.3 Material Selection Guided by Wear Maps 389 15.7.4 Wear Mechanism Identification 391 15.7.5 Wear Modeling Guide Based on Wear Maps 396 15.7.6 Wear Prediction Based on Wear Maps 405 15.8 Construction Techniques of Wear Maps 411 15.8.1 Conducting Wear Experiments 411 15.8.2 Wear Data 412 15.8.3 Data Trend Analysis 413 15.8.4 Wear Mapping 414 15.8.5 Selection of Parameters for Mapping 416 15.8.6 Assumptions in the Step-Loading Test Procedure 418 15.9 Application Map Concept and Examples 420 15.10 Future Wear Map Research 421 References 422 16 Machine Failure and Its Avoidance – Tribology’s Contribution to Effective Maintenance of Critical Machinery 425B.J. Roylance Abstract 425 16.1 Introduction 425 16.2 Maintenance Practice and Tribological Principles 426 16.2.1 Maintenance Practice – A Brief Historical Overview 426 16.2.2 Tribological Principles 427 16.2.3 Tribology and Maintenance 431 16.3 Failure Diagnoses 432 16.3.1 Failure Morphology and Analysis 432 16.3.2 Dealing with Failure – Two Short Case Studies 434 16.3.3 Comment 436 16.4 Condition-Based Maintenance 436 16.5 Wear and Wear Debris Analysis 440 16.5.1 Wear Modes and Associated Debris Characteristics – Some Experimental Results and Their Application to RAF Early Failure Detection Centres 443 16.5.2 Summary of Laboratory Test Results 445 16.5.3 Wear Particle Classification and Application 446 16.6 Predicting the Remaining Useful Life and Evaluating the Cost Benefits 448 16.6.1 Remaining Useful Life Predictions 448 16.6.2 Evaluating the Cost Benefits 449 16.7 Closure 450 Acknowledgements 450 References 451 Index 453
£141.26
Wiley-Blackwell Military Avionics Systems
Book SynopsisIan Moir and Allan Seabridge Military avionics is a complex and technically challenging field which requires a high level of competence from all those involved in the aircraft design and maintenance.Trade Review"…an extremely comprehensive book which, successfully, covers this complex subject in great depth." (RAes- Aerospace International, October 2006)Table of ContentsSeries Preface. Acknowledgements. About the Authors. Introduction. 1 Military roles. 1.1 Introduction. 1.2 Air superiority. 1.3 Ground attack. 1.4 Strategic bomber. 1.5 Maritime patrol. 1.6 Battlefield surveillance. 1.7 Airborne early warning. 1.8 Electronic warfare. 1.9 Photographic reconnaissance. 1.10 Air-to-air refuelling. 1.11 Troop/materiel transport. 1.12 Unmanned air vehicles. 1.13 Training. 1.14 Special roles. 1.15 Summary. Further Reading. 2 Technology and architectures. 2.1 Evolution of avionics architectures. 2.2 Aerospace-specific data buses. 2.3 JIAWG architecture. 2.4 COTS data buses. 2.5 Real-time operating systems. 2.6 RF integration. 2.7 Pave Pace/F-35 shared aperture architecture. References. 3 Basic radar systems. 3.1 Basic principles of radar. 3.2 Radar antenna characteristics. 3.3 Major radar modes. 3.4 Antenna directional properties. 3.5 Pulsed radar architecture. 3.6 Doppler radar. 3.7 Other uses of radar. 3.8 Target tracking. References. 4 Advanced radar systems. 4.1 Pulse compression. 4.2 Pulsed Doppler operation. 4.3 Pulsed Doppler radar implementation. 4.4 Advanced antennas. 4.5 Synthetic aperture radar. 4.6 Low observability. References. 5 Electrooptics. 5.1 Introduction. 5.2 Television. 5.3 Night-vision goggles. 5.4 IR imaging. 5.5 IR tracking. 5.6 Lasers. 5.7 Integrated systems. References. 6 Electronic warfare. 6.1 Introduction. 6.2 Signals intelligence (SIGINT). 6.3 Electronic support measures. 6.4 Electronic countermeasures and counter-countermeasures. 6.5 Defensive aids. References. 7 Communications and identification. 7.1 Definition of CNI. 7.2 RF propagation. 7.3 Transponders. 7.4 Data links. 7.5 Network-centric operations. References. 8 Navigation. 8.1 Navigation principles. 8.2 Radio navigation. 8.3 Inertial navigation fundamentals. 8.4 Satellite navigation. 8.5 Integrated navigation. 8.6 Flight management system. 8.7 Navigation aids. 8.8 Inertial navigation. 8.9 Global navigation satellite systems. 8.10 Global air transport management (GATM). References. 9 Weapons carriage and guidance. 9.1 Introduction. 9.2 F-16 Fighting Falcon. 9.3 AH-64 C/D Longbow Apache. 9.4 Eurofighter Typhoon. 9.5 F/A-22 Raptor. 9.6 Nimrod MRA4. 9.7 F-35 joint strike fighter. 9.8 MIL-STD-1760 standard stores interface. 9.9 Air-to-air missiles. 9.10 Air-to-ground ordnance. Resources. References. 10 Vehicle Management Systems. 10.1 Introduction. 10.2 Historical development of control of utility systems. 10.3 Summary of utility systems. 10.4 Control of utility systems. 10.5 Subsystem descriptions. 10.6 Design considerations. References. Further reading. 11 Displays. 11.1 Introduction. 11.2 Crew station. 11.3 Head-up display. 11.4 Helmet-mounted displays. 11.5 Head-down displays. 11.6 Emerging display technologies. 11.7 Visibility requirements. References. Bibliography. Glossary. Index.
£117.85
John Wiley & Sons Inc Surface Analysis 2e The Principal Techniques
Book SynopsisThis completely updated and revised second edition of Surface Analysis: The Principal Techniques, deals with the characterisation and understanding of the outer layers of substrates, how they react, look and function which are all of interest to surface scientists.Table of ContentsList of Contributors xv Preface xvii 1 Introduction 1John C. Vickerman 1.1 How do we Define the Surface? 1 1.2 How Many Atoms in a Surface? 2 1.3 Information Required 3 1.4 Surface Sensitivity 5 1.5 Radiation Effects – Surface Damage 7 1.6 Complexity of the Data 8 2 Auger Electron Spectroscopy 9Hans Jörg Mathieu 2.1 Introduction 9 2.2 Principle of the Auger Process 10 2.2.1 Kinetic Energies of Auger Peaks 11 2.2.2 Ionization Cross-Section 15 2.2.3 Comparison of Auger and Photon Emission 16 2.2.4 Electron Backscattering 17 2.2.5 Escape Depth 18 2.2.6 Chemical Shifts 19 2.3 Instrumentation 21 2.3.1 Electron Sources 22 2.3.2 Spectrometers 24 2.3.3 Modes of Acquisition 24 2.3.4 Detection Limits 29 2.3.5 Instrument Calibration 30 2.4 Quantitative Analysis 31 2.5 Depth Profile Analysis 33 2.5.1 Thin Film Calibration Standard 34 2.5.2 Depth Resolution 36 2.5.3 Sputter Rates 37 2.5.4 Preferential Sputtering 40 2.5.5 λ-Correction 41 2.5.6 Chemical Shifts in AES Profiles 42 2.6 Summary 43 References 44 Problems 45 3 Electron Spectroscopy for Chemical Analysis 47Buddy D. Ratner and David G. Castner 3.1 Overview 47 3.1.1 The Basic ESCA Experiment 48 3.1.2 A History of the Photoelectric Effect and ESCA 48 3.1.3 Information Provided by ESCA 49 3.2 X-ray Interaction withMatter, the Photoelectron Effect and Photoemission from Solids 50 3.3 Binding Energy and the Chemical Shift 52 3.3.1 Koopmans’ Theorem 53 3.3.2 Initial State Effects 53 3.3.3 Final State Effects 57 3.3.4 Binding Energy Referencing 58 3.3.5 Charge Compensation in Insulators 60 3.3.6 Peak Widths 61 3.3.7 Peak Fitting 62 3.4 Inelastic Mean Free Path and Sampling Depth 63 3.5 Quantification 67 3.5.1 Quantification Methods 68 3.5.2 Quantification Standards 70 3.5.3 Quantification Example 71 3.6 Spectral Features 73 3.7 Instrumentation 80 3.7.1 Vacuum Systems for ESCA Experiments 80 3.7.2 X-ray Sources 82 3.7.3 Analyzers 84 3.7.4 Data Systems 86 3.7.5 Accessories 88 3.8 Spectral Quality 88 3.9 Depth Profiling 89 3.10 X–Y Mapping and Imaging 94 3.11 Chemical Derivatization 96 3.12 Valence Band 96 3.13 Perspectives 99 3.14 Conclusions 100 Acknowledgements 101 References 101 Problems 109 4 Molecular Surface Mass Spectrometry by SIMS 113John C. Vickerman 4.1 Introduction 113 4.2 Basic Concepts 116 4.2.1 The Basic Equation 116 4.2.2 Sputtering 116 4.2.3 Ionization 121 4.2.4 The Static Limit and Depth Profiling 123 4.2.5 Surface Charging 124 4.3 Experimental Requirements 125 4.3.1 Primary Beam 125 4.3.2 Mass Analysers 131 4.4 Secondary Ion Formation 140 4.4.1 Introduction 140 4.4.2 Models of Sputtering 143 4.4.3 Ionization 149 4.4.4 Influence of the Matrix Effect in Organic Materials Analysis 151 4.5 Modes of Analysis 155 4.5.1 Spectral Analysis 155 4.5.2 SIMS Imaging or Scanning SIMS 166 4.5.3 Depth Profiling and 3D Imaging 173 4.6 Ionization of the Sputtered Neutrals 183 4.6.1 Photon Induced Post-Ionization 184 4.6.2 Photon Post-Ionization and SIMS 190 4.7 Ambient Methods of Desorption Mass Spectrometry 194 References 199 Problems 203 5 Dynamic SIMS 207David McPhail and Mark Dowsett 5.1 Fundamentals and Attributes 207 5.1.1 Introduction 207 5.1.2 Variations on a Theme 211 5.1.3 The Interaction of the Primary Beam with the Sample 214 5.1.4 Depth Profiling 217 5.1.5 Complimentary Techniques and Data Comparison 224 5.2 Areas and Methods of Application 226 5.2.1 Dopant and Impurity Profiling 226 5.2.2 Profiling High Concentration Species 227 5.2.3 Use of SIMS in Near Surface Regions 230 5.2.4 Applications of SIMS Depth Profiling in Materials Science 233 5.3 Quantification of Data 233 5.3.1 Quantification of Depth Profiles 233 5.3.2 Fabrication of Standards 239 5.3.3 Depth Measurement and Calibration of the Depth Scale 241 5.3.4 Sources of Error in Depth Profiles 242 5.4 Novel Approaches 246 5.4.1 Bevelling and Imaging or Line Scanning 246 5.4.2 Reverse-Side Depth Profiling 250 5.4.3 Two-Dimensional Analysis 251 5.5 Instrumentation 252 5.5.1 Overview 252 5.5.2 Secondary Ion Optics 253 5.5.3 Dual Beam Methods and ToF 254 5.5.4 Gating 254 5.6 Conclusions 256 References 257 Problems 267 6 Low-Energy Ion Scattering and Rutherford Backscattering 269Edmund Taglauer 6.1 Introduction 269 6.2 Physical Basis 271 6.2.1 The Scattering Process 271 6.2.2 Collision Kinematics 272 6.2.3 Interaction Potentials and Cross-sections 275 6.2.4 Shadow Cone 278 6.2.5 Computer Simulation 281 6.3 Rutherford Backscattering 284 6.3.1 Energy Loss 284 6.3.2 Apparatus 287 6.3.3 Beam Effects 289 6.3.4 Quantitative Layer Analysis 290 6.3.5 Structure Analysis 293 6.3.6 Medium-Energy Ion Scattering (MEIS) 297 6.3.7 The Value of RBS and Comparison to Related Techniques 298 6.4 Low-Energy Ion Scattering 300 6.4.1 Neutralization 300 6.4.2 Apparatus 303 6.4.3 Surface Composition Analysis 307 6.4.4 Structure Analysis 316 6.4.5 Conclusions 323 Acknowledgement 324 References 324 Problems 330 Key Facts 330 7 Vibrational Spectroscopy from Surfaces 333Martyn E. Pemble and Peter Gardner 7.1 Introduction 333 7.2 Infrared Spectroscopy from Surfaces 334 7.2.1 Transmission IR Spectroscopy 335 7.2.2 Photoacoustic Spectroscopy 340 7.2.3 Reflectance Methods 342 7.3 Electron Energy Loss Spectroscopy (EELS) 361 7.3.1 Inelastic or ‘Impact’ Scattering 362 7.3.2 Elastic or ‘Dipole’ Scattering 365 7.3.3 The EELS (HREELS) Experiment 367 7.4 The Group Theory of Surface Vibrations 368 7.4.1 General Approach 368 7.4.2 Group Theory Analysis of Ethyne Adsorbed at a Flat, Featureless Surface 369 7.4.3 Group Theory Analysis of Ethyne Adsorbed at a (100) Surface of an FCC Metal 373 7.4.4 The Expected Form of the RAIRS and Dipolar EELS (HREELS) Spectra 374 7.5 Laser Raman Spectroscopy from Surfaces 375 7.5.1 Theory of Raman Scattering 376 7.5.2 The Study of Collective Surface Vibrations (Phonons) using Raman Spectroscopy 377 7.5.3 Raman Spectroscopy from Metal Surfaces 379 7.5.4 Spatial Resolution in Surface Raman Spectroscopy 380 7.5.5 Fourier Transform Surface Raman Techniques 380 7.6 Inelastic Neutron Scattering (INS) 381 7.6.1 Introduction to INS 381 7.6.2 The INS Spectrum 382 7.6.3 INS Spectra ofHydrodesesulfurization Catalysts 382 7.7 Sum-Frequency Generation Methods 383 References 386 Problems 389 8 Surface Structure Determination by Interference Techniques 391Christopher A. Lucas 8.1 Introduction 391 8.1.1 Basic Theory of Diffraction – Three Dimensions 392 8.1.2 Extension to Surfaces – Two Dimensions 398 8.2 Electron Diffraction Techniques 402 8.2.1 General Introduction 402 8.2.2 Low Energy Electron Diffraction 403 8.2.3 Reflection High Energy Electron Diffraction (RHEED) 418 8.3 X-ray Techniques 424 8.3.1 General Introduction 424 8.3.2 X-ray Adsorption Spectroscopy 427 8.3.3 Surface X-ray Diffraction (SXRD) 447 8.3.4 X-ray Standing Waves (XSWs) 456 8.4 Photoelectron Diffraction 464 8.4.1 Introduction 464 8.4.2 Theoretical Considerations 465 8.4.3 Experimental Details 469 8.4.4 Applications of XPD and PhD 470 References 474 9 Scanning Probe Microscopy 479Graham J. Leggett 9.1 Introduction 479 9.2 Scanning Tunnelling Microscopy 480 9.2.1 Basic Principles of the STM 481 9.2.2 Instrumentation and Basic Operation Parameters 487 9.2.3 Atomic Resolution and Spectroscopy: Surface Crystal and Electronic Structure 489 9.3 Atomic Force Microscopy 511 9.3.1 Basic Principles of the AFM 511 9.3.2 Chemical Force Microscopy 524 9.3.3 Friction Force Microscopy 526 9.3.4 Biological Applications of the AFM 532 9.4 Scanning Near-Field Optical Microscopy 537 9.4.1 Optical Fibre Near-Field Microscopy 537 9.4.2 Apertureless SNOM 541 9.5 Other Scanning Probe Microscopy Techniques 542 9.6 Lithography Using Probe Microscopy Methods 544 9.6.1 STM Lithography 544 9.6.2 AFM Lithography 545 9.6.3 Near-Field Photolithography 549 9.6.4 The ‘Millipede’ 550 9.7 Conclusions 551 References 552 Problems 559 10 The Application of Multivariate Data Analysis Techniques in Surface Analysis 563Joanna L.S. Lee and Ian S. Gilmore 10.1 Introduction 563 10.2 Basic Concepts 565 10.2.1 Matrix and Vector Representation of Data 565 10.2.2 Dimensionality and Rank 567 10.2.3 Relation to Multivariate Analysis 568 10.2.4 Choosing the Appropriate Multivariate Method 568 10.3 Factor Analysis for Identification 569 10.3.1 Terminology 570 10.3.2 Mathematical Background 570 10.3.3 Principal Component Analysis 571 10.3.4 Multivariate Curve Resolution 579 10.3.5 Analysis of Multivariate Images 582 10.4 Regression Methods for Quantification 591 10.4.1 Terminology 591 10.4.2 Mathematical Background 592 10.4.3 Principal Component Regression 594 10.4.4 Partial Least Squares Regression 595 10.4.5 Calibration, Validation and Prediction 596 10.4.6 Example – Correlating ToF–SIMS Spectra with PolymerWettability Using PLS 598 10.5 Methods for Classification 600 10.5.1 Discriminant Function Analysis 601 10.5.2 Hierarchal Cluster Analysis 602 10.5.3 Artificial Neural Networks 603 10.6 Summary and Conclusion 606 Acknowledgements 608 References 608 Problems 611 Appendix 1 Vacuum Technology for Applied Surface Science 613Rod Wilson A1.1 Introduction: Gases and Vapours 613 A1.2 The Pressure Regions of Vacuum Technology and their Characteristics 619 A1.3 Production of a Vacuum 622 A1.3.1 Types of Pump 622 A1.3.2 Evacuation of a Chamber 634 A1.3.3 Choice of Pumping System 635 A1.3.4 Determination of the Size of Backing Pumps 636 A1.3.5 Flanges and their Seals 636 A1.4 Measurement of Low Pressures 637 A1.4.1 Gauges for Direct Pressure Measurement 638 A1.4.2 Gauges Using Indirect Means of Pressure Measurement 640 A1.4.3 Partial Pressure Measuring Instruments 644 Acknowledgement 647 References 647 Appendix 2 Units, Fundamental Physical Constants and Conversions 649 A2.1 Base Units of the SI 649 A2.2 Fundamental Physical Constants 650 A2.3 Other Units and Conversions to SI 651 References 652 Index 653
£179.06
John Wiley & Sons Inc Surface Analysis
Book SynopsisThis completely updated and revised second edition of Surface Analysis: The Principal Techniques, deals with the characterisation and understanding of the outer layers of substrates, how they react, look and function which are all of interest to surface scientists. Within this comprehensive text, experts in each analysis area introduce the theory and practice of the principal techniques that have shown themselves to be effective in both basic research and in applied surface analysis. Examples of analysis are provided to facilitate the understanding of this topic and to show readers how they can overcome problems within this area of study.Table of ContentsList of Contributors xv Preface xvii 1 Introduction 1John C. Vickerman 1.1 How do we Define the Surface? 1 1.2 How Many Atoms in a Surface? 2 1.3 Information Required 3 1.4 Surface Sensitivity 5 1.5 Radiation Effects – Surface Damage 7 1.6 Complexity of the Data 8 2 Auger Electron Spectroscopy 9Hans Jörg Mathieu 2.1 Introduction 9 2.2 Principle of the Auger Process 10 2.2.1 Kinetic Energies of Auger Peaks 11 2.2.2 Ionization Cross-Section 15 2.2.3 Comparison of Auger and Photon Emission 16 2.2.4 Electron Backscattering 17 2.2.5 Escape Depth 18 2.2.6 Chemical Shifts 19 2.3 Instrumentation 21 2.3.1 Electron Sources 22 2.3.2 Spectrometers 24 2.3.3 Modes of Acquisition 24 2.3.4 Detection Limits 29 2.3.5 Instrument Calibration 30 2.4 Quantitative Analysis 31 2.5 Depth Profile Analysis 33 2.5.1 Thin Film Calibration Standard 34 2.5.2 Depth Resolution 36 2.5.3 Sputter Rates 37 2.5.4 Preferential Sputtering 40 2.5.5 λ-Correction 41 2.5.6 Chemical Shifts in AES Profiles 42 2.6 Summary 43 References 44 Problems 45 3 Electron Spectroscopy for Chemical Analysis 47Buddy D. Ratner and David G. Castner 3.1 Overview 47 3.1.1 The Basic ESCA Experiment 48 3.1.2 A History of the Photoelectric Effect and ESCA 48 3.1.3 Information Provided by ESCA 49 3.2 X-ray Interaction withMatter, the Photoelectron Effect and Photoemission from Solids 50 3.3 Binding Energy and the Chemical Shift 52 3.3.1 Koopmans’ Theorem 53 3.3.2 Initial State Effects 53 3.3.3 Final State Effects 57 3.3.4 Binding Energy Referencing 58 3.3.5 Charge Compensation in Insulators 60 3.3.6 Peak Widths 61 3.3.7 Peak Fitting 62 3.4 Inelastic Mean Free Path and Sampling Depth 63 3.5 Quantification 67 3.5.1 Quantification Methods 68 3.5.2 Quantification Standards 70 3.5.3 Quantification Example 71 3.6 Spectral Features 73 3.7 Instrumentation 80 3.7.1 Vacuum Systems for ESCA Experiments 80 3.7.2 X-ray Sources 82 3.7.3 Analyzers 84 3.7.4 Data Systems 86 3.7.5 Accessories 88 3.8 Spectral Quality 88 3.9 Depth Profiling 89 3.10 X–Y Mapping and Imaging 94 3.11 Chemical Derivatization 96 3.12 Valence Band 96 3.13 Perspectives 99 3.14 Conclusions 100 Acknowledgements 101 References 101 Problems 109 4 Molecular Surface Mass Spectrometry by SIMS 113John C. Vickerman 4.1 Introduction 113 4.2 Basic Concepts 116 4.2.1 The Basic Equation 116 4.2.2 Sputtering 116 4.2.3 Ionization 121 4.2.4 The Static Limit and Depth Profiling 123 4.2.5 Surface Charging 124 4.3 Experimental Requirements 125 4.3.1 Primary Beam 125 4.3.2 Mass Analysers 131 4.4 Secondary Ion Formation 140 4.4.1 Introduction 140 4.4.2 Models of Sputtering 143 4.4.3 Ionization 149 4.4.4 Influence of the Matrix Effect in Organic Materials Analysis 151 4.5 Modes of Analysis 155 4.5.1 Spectral Analysis 155 4.5.2 SIMS Imaging or Scanning SIMS 166 4.5.3 Depth Profiling and 3D Imaging 173 4.6 Ionization of the Sputtered Neutrals 183 4.6.1 Photon Induced Post-Ionization 184 4.6.2 Photon Post-Ionization and SIMS 190 4.7 Ambient Methods of Desorption Mass Spectrometry 194 References 199 Problems 203 5 Dynamic SIMS 207David McPhail and Mark Dowsett 5.1 Fundamentals and Attributes 207 5.1.1 Introduction 207 5.1.2 Variations on a Theme 211 5.1.3 The Interaction of the Primary Beam with the Sample 214 5.1.4 Depth Profiling 217 5.1.5 Complimentary Techniques and Data Comparison 224 5.2 Areas and Methods of Application 226 5.2.1 Dopant and Impurity Profiling 226 5.2.2 Profiling High Concentration Species 227 5.2.3 Use of SIMS in Near Surface Regions 230 5.2.4 Applications of SIMS Depth Profiling in Materials Science 233 5.3 Quantification of Data 233 5.3.1 Quantification of Depth Profiles 233 5.3.2 Fabrication of Standards 239 5.3.3 Depth Measurement and Calibration of the Depth Scale 241 5.3.4 Sources of Error in Depth Profiles 242 5.4 Novel Approaches 246 5.4.1 Bevelling and Imaging or Line Scanning 246 5.4.2 Reverse-Side Depth Profiling 250 5.4.3 Two-Dimensional Analysis 251 5.5 Instrumentation 252 5.5.1 Overview 252 5.5.2 Secondary Ion Optics 253 5.5.3 Dual Beam Methods and ToF 254 5.5.4 Gating 254 5.6 Conclusions 256 References 257 Problems 267 6 Low-Energy Ion Scattering and Rutherford Backscattering 269Edmund Taglauer 6.1 Introduction 269 6.2 Physical Basis 271 6.2.1 The Scattering Process 271 6.2.2 Collision Kinematics 272 6.2.3 Interaction Potentials and Cross-sections 275 6.2.4 Shadow Cone 278 6.2.5 Computer Simulation 281 6.3 Rutherford Backscattering 284 6.3.1 Energy Loss 284 6.3.2 Apparatus 287 6.3.3 Beam Effects 289 6.3.4 Quantitative Layer Analysis 290 6.3.5 Structure Analysis 293 6.3.6 Medium-Energy Ion Scattering (MEIS) 297 6.3.7 The Value of RBS and Comparison to Related Techniques 298 6.4 Low-Energy Ion Scattering 300 6.4.1 Neutralization 300 6.4.2 Apparatus 303 6.4.3 Surface Composition Analysis 307 6.4.4 Structure Analysis 316 6.4.5 Conclusions 323 Acknowledgement 324 References 324 Problems 330 Key Facts 330 7 Vibrational Spectroscopy from Surfaces 333Martyn E. Pemble and Peter Gardner 7.1 Introduction 333 7.2 Infrared Spectroscopy from Surfaces 334 7.2.1 Transmission IR Spectroscopy 335 7.2.2 Photoacoustic Spectroscopy 340 7.2.3 Reflectance Methods 342 7.3 Electron Energy Loss Spectroscopy (EELS) 361 7.3.1 Inelastic or ‘Impact’ Scattering 362 7.3.2 Elastic or ‘Dipole’ Scattering 365 7.3.3 The EELS (HREELS) Experiment 367 7.4 The Group Theory of Surface Vibrations 368 7.4.1 General Approach 368 7.4.2 Group Theory Analysis of Ethyne Adsorbed at a Flat, Featureless Surface 369 7.4.3 Group Theory Analysis of Ethyne Adsorbed at a (100) Surface of an FCC Metal 373 7.4.4 The Expected Form of the RAIRS and Dipolar EELS (HREELS) Spectra 374 7.5 Laser Raman Spectroscopy from Surfaces 375 7.5.1 Theory of Raman Scattering 376 7.5.2 The Study of Collective Surface Vibrations (Phonons) using Raman Spectroscopy 377 7.5.3 Raman Spectroscopy from Metal Surfaces 379 7.5.4 Spatial Resolution in Surface Raman Spectroscopy 380 7.5.5 Fourier Transform Surface Raman Techniques 380 7.6 Inelastic Neutron Scattering (INS) 381 7.6.1 Introduction to INS 381 7.6.2 The INS Spectrum 382 7.6.3 INS Spectra ofHydrodesesulfurization Catalysts 382 7.7 Sum-Frequency Generation Methods 383 References 386 Problems 389 8 Surface Structure Determination by Interference Techniques 391Christopher A. Lucas 8.1 Introduction 391 8.1.1 Basic Theory of Diffraction – Three Dimensions 392 8.1.2 Extension to Surfaces – Two Dimensions 398 8.2 Electron Diffraction Techniques 402 8.2.1 General Introduction 402 8.2.2 Low Energy Electron Diffraction 403 8.2.3 Reflection High Energy Electron Diffraction (RHEED) 418 8.3 X-ray Techniques 424 8.3.1 General Introduction 424 8.3.2 X-ray Adsorption Spectroscopy 427 8.3.3 Surface X-ray Diffraction (SXRD) 447 8.3.4 X-ray Standing Waves (XSWs) 456 8.4 Photoelectron Diffraction 464 8.4.1 Introduction 464 8.4.2 Theoretical Considerations 465 8.4.3 Experimental Details 469 8.4.4 Applications of XPD and PhD 470 References 474 9 Scanning Probe Microscopy 479Graham J. Leggett 9.1 Introduction 479 9.2 Scanning Tunnelling Microscopy 480 9.2.1 Basic Principles of the STM 481 9.2.2 Instrumentation and Basic Operation Parameters 487 9.2.3 Atomic Resolution and Spectroscopy: Surface Crystal and Electronic Structure 489 9.3 Atomic Force Microscopy 511 9.3.1 Basic Principles of the AFM 511 9.3.2 Chemical Force Microscopy 524 9.3.3 Friction Force Microscopy 526 9.3.4 Biological Applications of the AFM 532 9.4 Scanning Near-Field Optical Microscopy 537 9.4.1 Optical Fibre Near-Field Microscopy 537 9.4.2 Apertureless SNOM 541 9.5 Other Scanning Probe Microscopy Techniques 542 9.6 Lithography Using Probe Microscopy Methods 544 9.6.1 STM Lithography 544 9.6.2 AFM Lithography 545 9.6.3 Near-Field Photolithography 549 9.6.4 The ‘Millipede’ 550 9.7 Conclusions 551 References 552 Problems 559 10 The Application of Multivariate Data Analysis Techniques in Surface Analysis 563Joanna L.S. Lee and Ian S. Gilmore 10.1 Introduction 563 10.2 Basic Concepts 565 10.2.1 Matrix and Vector Representation of Data 565 10.2.2 Dimensionality and Rank 567 10.2.3 Relation to Multivariate Analysis 568 10.2.4 Choosing the Appropriate Multivariate Method 568 10.3 Factor Analysis for Identification 569 10.3.1 Terminology 570 10.3.2 Mathematical Background 570 10.3.3 Principal Component Analysis 571 10.3.4 Multivariate Curve Resolution 579 10.3.5 Analysis of Multivariate Images 582 10.4 Regression Methods for Quantification 591 10.4.1 Terminology 591 10.4.2 Mathematical Background 592 10.4.3 Principal Component Regression 594 10.4.4 Partial Least Squares Regression 595 10.4.5 Calibration, Validation and Prediction 596 10.4.6 Example – Correlating ToF–SIMS Spectra with PolymerWettability Using PLS 598 10.5 Methods for Classification 600 10.5.1 Discriminant Function Analysis 601 10.5.2 Hierarchal Cluster Analysis 602 10.5.3 Artificial Neural Networks 603 10.6 Summary and Conclusion 606 Acknowledgements 608 References 608 Problems 611 Appendix 1 Vacuum Technology for Applied Surface Science 613Rod Wilson A1.1 Introduction: Gases and Vapours 613 A1.2 The Pressure Regions of Vacuum Technology and their Characteristics 619 A1.3 Production of a Vacuum 622 A1.3.1 Types of Pump 622 A1.3.2 Evacuation of a Chamber 634 A1.3.3 Choice of Pumping System 635 A1.3.4 Determination of the Size of Backing Pumps 636 A1.3.5 Flanges and their Seals 636 A1.4 Measurement of Low Pressures 637 A1.4.1 Gauges for Direct Pressure Measurement 638 A1.4.2 Gauges Using Indirect Means of Pressure Measurement 640 A1.4.3 Partial Pressure Measuring Instruments 644 Acknowledgement 647 References 647 Appendix 2 Units, Fundamental Physical Constants and Conversions 649 A2.1 Base Units of the SI 649 A2.2 Fundamental Physical Constants 650 A2.3 Other Units and Conversions to SI 651 References 652 Index 653
£52.20
Wiley A Practical Guide to Reliable Finite Element Modelling How to Do Safe Analyses Using the Finite Element Method
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John Wiley & Sons Inc Stability and Control of Aircraft Systems
Book SynopsisIntroduction to Feedback Control provides an easy to read and to understand monograph that describes control theory using minimal mathematics and focusing on simple rules, tools and methods for the analysis and testing of feedback control systems using real systems engineering design and development examples.Trade Review"Armed with the details in this book a new practitioner could enter any control laboratory and be effective." (The Aeronautical Journal, March 2008)Table of ContentsSeries Preface. Preface. 1. Developing the Foundation. 1.1 Engineering Units. 1.2 Block Diagrams. 1.3 Differential Equations. 1.4 Spring–Mass System Example. 1.5 Primer on Complex Numbers. 1.6 Chapter Summary. 2. Closing the Loop. 2.1 The Generic Closed Loop System. 2.2 The Concept of Stability. 2.3 Response Testing of Control Systems. 2.4 The Integration Process. 2.5 Hydraulic Servo-actuator Example. 2.6 Calculating Frequency Response. 2.7 Aircraft Flight Control System Example. 2.8 Alternative Graphical Methods for Response Analysis. 2.9 Chapter Summary. 3. Control System Compensation Techniques. 3.1 Control System Requirements. 3.2 Compensation Methods. 3.3 Applications of Control Compensation. 3.4 Chapter Summary. 4. Introduction to Laplace Transforms. 4.1 An Overview of the Application of Laplace Transforms. 4.2 The Evolution of the Laplace Transform. 4.2.1 Proof of the General Case. 4.3 Applying Laplace Transforms to Linear Systems Analysis. 4.4 Laplace Transforms – Summary of Key Points. 4.5 Root Locus. 4.6 Root Locus Example. 4.7 Chapter Summary. 5. Dealing with Nonlinearities. 5.1 Definition of Nonlinearity Types. 5.2 Continuous Nonlinearities. 5.3 Discontinuous Nonlinearities. 5.4 The Transport Delay. 5.5 Simulation. 5.6 Chapter Summary. 6. Electronic Controls. 6.1 Analog Electronic Controls. 6.2 The Digital Computer as a Dynamic Control Element. 6.3 The Stability Impact of Digital Controls. 6.4 Digital Control Design Example. 6.5 Creating Digital Control Algorithms. 6.6 Chapter Summary. 7. Concluding Commentary. 7.1 An Overview of the Material. 7.2 Graphical Tools. 7.3 Compensation Techniques. 7.4 Laplace Transforms and Root Locus Techniques. 7.5 Nonlinearities. 7.6 Digital Electronic Control. 7.7 The Way Forward. Index.
£106.16
John Wiley & Sons Inc International Conference on Compressors and Their
Book SynopsisContinuing the success of the last International Conference on Compressors and their Systems this essential volume presents a selection of informative papers authored by representatives from 18 countries. This group of worldwide contributors came from a collection of equipment manufacturers, suppliers, users, research organisations and academia.Table of ContentsSCREW COMPRESSORS. Incorrect contact of screw machine rotors J. Svigler, University of West Bohemia, Czech Republic. Improving screw compressor performance N. Stosic, I.K. Smith, A. Kovacevic, City University, London, UK; J. Kim, J. Park, Aiplus Co. Ltd, Korea. Claculation of bearing forces and drive torque of rotary displacement machines K. Kauder, J. Temming, University of Dortmund, Germany. Indentification of constraints in the optimal generation of screw compressor rotors by the pressure angle method N. Stosic, City University, London, UK. The development of a hybrid 2 stage micro-turbo/water flooded screw compressor A. Alford, G. Cromm, Corac Group Plc, Uk. Development of micro-screw compressor K. Venu Modhav, ELGI Equipments, India. LINEAR/NOVEL COMPRESSORS. Problems and possibilities of the springless oscillating motor-compressor S. Kudarauskas, R. Didziokas, L. Simanyniene, A. Senulis, Klaipeda University, Lithuania. Heat and fluid flow in a free piston stirling refrigerator J.W.F. Heidrich, A.T. Prata, Federal University of Santa Catarina, Brazil; D.E.B. Lilie, Empresa Brazileira de Compressores S.A. - EMBRACO, Brazil. Modeling and simulation of a Pneumatic piston for reciprocating hermetic compressors P.R.C. Couto, A.T. Prata, Federal University of Santa Catarina, Brazil; D.E.B. Lilie, Empresa Brazileira de compressores S.A. - EMBRACO, Brazil. Development of acoustic compressor using large amplitude waveform obtained in closed tube M.A. Hossain, T. Fujioka, Anest Iwata Corporation, Japan; M. Kawahashi, Saitama University, Japan. Experimental evaluation of a innovative rotary compressor with variable speed displacers H.J. Kopelowicz, C.E.R. Siqueira, F.L.C. Moutella, H.T. Areas, J.A.R. Parise, Pontifical Catholic University of Rio de Janeiro, Brazil. Development of small air compressor for mobile fuel cells K. Sawai, A. Sakuda, T. Nakamoto, N. Iida, T. Tsujimoto, H. Fukuhara, H. Murakami, T. Nagata, Matsushita Electric Industry Co. Ltd., Japan; N. Ishii, Osaka Electro - Communication University, Japan. Design of large scroll compressors C. Ancel, P. Ginies, D. Gross, Danfoss comercial compressors, France. NOVEL DUTIES. Heated scroll expander and its application for distributed power source Y.M. Kim, D.K. Shin, J.H. Lee, Korea Institute of Machinery & Materials, Korea. Operating performance of scroll expander working with water mixed air T. Yanagisawa, M. Fukuta, Y. Ogi, E. Yamada, Shizuoka University, Japan. The effects of liquid infection on performance of a rotary compressor K.T. Ooi, Nanyang Technological University, Singapore. RECIPROCATING COMPRESSORS. Performance evaluation of reciprocating compressor using an engineering tool box P. Grolier, Tecumseh Europe, France. Oil and inertia A.W. Paczuski, Consulting Engineer, USA; L. Audouy, L'Unite' Hermetique, Unemarque de Tecumseh Europe, France. A hybrid simulation methodology for reciprocating comprsessors J.B.Rovaris, C.J. Deschamps, Federal University of Santa Catarina, Brazil; F.F.S. Matos, F.C, Possamai, EMBRACO S.A., Brazil. ROTARY VANE COMPRESSORS. A comprehensive model of a sliding vane rotary compressor system R. Cipollone, A. Sciarretta, University of L'Aquila, Italy; G. Contaldi, R. Tufano, Ing. Enea Mattei S.P.A., Italy. Concept of oscillating-roller rotary compressor N. Dreiman, R. Bunch, Tecumseh Products Company, USA. Research on tip profile of vane for rotary vane compressor C. Hong, L. Liansheng, G. Bei, S. Pengcheng, Xi'an Jiaotong University, P.R. China. TURBO COMPRESSORS. Low specific speed turbo compressors A.J. Vine, W.E. Thornton, K.R. Pullen, M.R, Etemad, Imperial College London, UK. Early detection of a compressor impeller crack E. Van Deursen, Hoek Loos Linde, Netherlands; G. Hoefakker, Bruel & Kjoer Vibro, Netherlands; P. Surland, M. Hastings, Bruel & Kjoer Vibro, Denmark. Gas dynamic design of pwerful pipline compressors not based on model tests Y.B. Galerkin, K.A. Danilov, Technical University, Saint Petersberg, Russia. Increasing in reliability of compressor machines by surface modification of highly-loaded parts E.I. Tesker, S.E. Tesker, V.A. Guriev, Volgograd State Technical University, Russia. Applying modern design/manufactoring conmcepts in the deveopment of centrifugal air compressors for the global market B. Kolodziej, S. Tackett, Cooper Compression, USA. REFRIGERATION COMPRESSORS. Lubrication quality assessment and viscosity measurements in AC/refrigeration compressors A.T. Herfat, Emerson-Copeland Corporation, USA. Implementation for invW.-R. Chang, D.-Y. Lui, J.-Y. Lin, Y.-C. Chang, Industrial Technology and Research Institute (ITRI), P.R. China. Thermal and fluid dynamic behavour of a trans-critical carbon dioxide small cooling system: Experimental investigation G. Raush, J. Rigola, C.D. Perez-Segarra, G. Raush, A. Oliva, Universitat Politecnica de Catalunya (UPC), Spain. REFRIGERATION. Perspectives on the performance of carbon dioxiide compressor in a light commercial refrigeration appliance R.A. Maciel, R. Maykot, G.C. Weber, EMBRACO S/A - Empresa Brasileira de Compressores, Brazil. Compression effieciency in transcritical CO2 applications J. Suss, Danfoss A/S, Denmark. Compressors for carbon-dioxide refrigeration systems A.B. Pearson, Star Refrigeration Ltd, UK. An economizer cycle for A/C applications M.F. Taras, Carrier Parkway, USA. Determination of the thermodynamic feedback of the shell of a small hermetic piston compressor R.A. Almbauer, Z. Abiden, A. Burstaller, Graz University of Technology, Austria. FEA aided discharge tube design for hermetic reciprocating AC/R compressors part 1: Determination of discharge tube FEA boundary conditions J. Chen, Emerson Climate Technologies, USA. FEA aided discharge tube design for hermetic reciprocating AC/R compressors part 2: Design and evaluation of discharge tueb based on FEA J. Chen Emerson Climate Technologies, USA. SCROLL COMPRESSORS. Novel vapor injection method for scroll compressors A. LIfson, Carrier Corp, USA. A systemn for the documentation of feature variation and its effect on scroll compressor design J. Sauls, Trane, USA. Gas leakage in CO2 and R22 scroll compressors and its use in simulations of optimal performance T. Oku, K. Yasuda, N. Ishii, Osaka Electro-Communication University, Japan; K. Anami, Ashikaga Institute of Technology, Japan; C.W. Knisely, Bucknell University, USA; K. Sawai, K. Sano, T. Morimoto, Matsushita Electric Industrial Co. Ltd, Japan. Development of R-410A scroll compressor used with brushless DC motor control Y.-C. Chang, A. Huang, K.-Y. Liang, ITRI, Taiwan; C.-H. Tseng, National Chiao Tung University, Taiwan. Comparative study of the impact of the dummy port in a scroll cpmressor M.M. Cui, TRANE Air Cinditioning, USA. SCREW MACHINES. Clearance management in multifunctional screw machines A. Kovacevic, N. Stosic, I.K. Smith, E. Mujic, City University, London, UK. Noise prediction in screw compressors E. Mjic, A. Kovacevic, N. Stosic, I.K. Smith, City University, London, UK. Charge changing in screw-type Vacuum pumps - experimental inverstigation and simulation K. Kauder, D. Stratmann, Universitat Dortmund, Germany. Three-dimentional curvature analysis on screw rotor and its applications H. Kameya, Hitchi Limited, Japan; M. Aoki, Hitachi Industrial Equipment Systems Co. Ltd, Japan; S. Nozawa, Hitachi Air Conditioning Systems Co. Ltd, Japan. TURBO MACHINES. About transient torque inpacts on turbo-compressor shafting driven by induction motors on synchronous motors U. Kern, M. Gamm, Atlas Copco Energas GmbH, Germany. Numerical simulations of flow and particle dynamics within a centrifugal turbomachine A. Ghenaiet, Polytechnic School, Algiers. The effect of stagger variablility in gas turbine fan assemblies M.J. Wilson, M. Imregun, A.I. Sayma, Imperial College London, UK. Time transient simulation model and full scale experimental verification for high speed rotor delevitation events with a 1.5 ton supercritical rotor supported by dry lubricated bushing type auxiliary bearings R.R. Shultz, Waukesha Magnetic Bearings, Inc., USA; E. Lucchetta, Waukesha Magnetic Bearings, Inc., UK. High-speed direct driven turbo blower S. Henneberger, Atlas Copco Airpower n.v., Belgium. MODELLING. Numerical and experimental analysis of counterflow and vortex tube M. Andrassy, S. Krizmanic, Z. Virag, University of Zagreb, Croatia. The virtual cpmpressor and the concurrent engineering environment F. Fagotti, M.G. Dropa de Bortoli, M. Silveira, R. Bosco Jr., EMBRACO-Empresa Brasileira de Compressores SA, Brazil. Compressor system technology: evolutionary potential and evolutionary limits D. Mann, Systematic Innovation Ltd., UK. AUTHOR INDEX.
£305.96
John Wiley & Sons Inc Microstructural Characterization of Materials 2nd
Book SynopsisMicrostructural characterization is usually achieved by allowing some form of probe to interact with a carefully prepared specimen. The most commonly used probes are visible light, X-ray radiation, a high-energy electron beam, or a sharp, flexible needle.Table of ContentsPreface to the Second Edition. Preface to the First Edition. 1. The Concept of Microstructure. 1.1. Microstructural Features. 1.2. Crystallography and Crystal Structure. 2. Diffraction Analysis of Crystal Structure. 2.1. Scattering of Radiation by Crystals. 2.2. Reciprocal Space. 2.3. X-ray Diffraction Methods. 2.4. Diffraction Analysis. 2.5. Electron Diffraction. 3. Optical Microscopy. 3.1. Geometrical Optics. 3.2. Construction of the Microscope. 3.3. Specimen Preparation. 3.4. Image contrast. 3.5. Working with Digital Images. 3.6. Resolution, contrast and Image Interpretation. 4. Transmission Electron Microscopy. 4.1. Basic Principles. 4.2. Specimen Preparation. 4.3. The Origin of Contrast. 4.4. Kinematic Interpretation of Diffraction Contrast. 4.5. Dynamic Diffraction and Absorption effects. 4.6. Lattice Imaging at High Resolution. 4.7. Scanning Transmission Electron Microscopy. 5. Scanning Electron Microscopy. 5.1. Components of The Scanning electron Microscope. 5.2. Electron Beam-Specimen Interactions. 5.3. Electron Excitation of X-Rays. 5.4. Backscattered Electrons. 5.5. Secondary Electron Emission. 5.6. Alternative Imaging Modes. 5.7. Specimen Preparation and Topology. 5.8. Focused Ion Beam Microscopy. 6. Microanalysis in Electron Microscopy. 6.1. X-Ray Microanalysis. 6.2. Electron Energy Loss Spectroscopy. 7. Scanning Probe Microscopy and Related Techniques. 7.1. Surface Forces and Surface Morphology. 7.2. Scanning Probe Microscopes. 7.3. Field-Ion Microscopy and Atom Probe tomography. 8. Chemical Analysis of Surface Composition. 8.1. X-ray Photoelectron Spectroscopy. 8.2. Auger Electron Spectroscopy. 8.3. Secondary-Ion Mass Spectrometry. 9. Quantitative and Tomographic Analysis of Microstructure. 9.1. Basic Stereological Concepts. 9.2. Accessible and Inaccessible Parameters. 9.3. Optimizing Accuracy. 9.4. Automated Image Analysis. 9.5. Tomography and Three-Dimensional Reconstruction. Appendices. Index.
£49.35
John Wiley & Sons Inc Chemistry in Motion
Book SynopsisChange and motion define and constantly reshape the world around us, on scales from the molecular to the global. In particular, the subtle interplay between chemical reactions and molecular transport gives rise to an astounding richness of natural phenomena, and often manifests itself in the emergence of intricate spatial or temporal patterns. The underlying theme of this book is that by setting chemistry in motion in a proper way, it is not only possible to discover a variety of new phenomena, in which chemical reactions are coupled with diffusion, but also to build micro-/nanoarchitectures and systems of practical importance. Although reaction and diffusion (RD) processes are essential for the functioning of biological systems, there have been only a few examples of their application in modern micro- and nanotechnology. Part of the problem has been that RD phenomena are hard to bring under experimental control, especially when the system's dimensions are small. Ultimately this book wTrade Review"In summary, this text can be viewed as a first stepping stone into the reaction-diffusion field. It is a quick, informative survey of what types of syntheses are possible in reaction-diffusion systems; it provides the necessary framework to begin an in-depth project in the field; and most importantly, it is an enjoyable read." (Angewandte Chemie, 2010) Table of ContentsPreface. List of Boxed Examples. 1 Panta Rei: Everything Flows. 1.1 Historical Perspective. 1.2 What Lies Ahead? 1.3 How Nature Uses RD. 1.3.1 Animate Systems. 1.3.2 Inanimate Systems. 1.4 RD in Science and Technology. References. 2 Basic Ingredients: Diffusion. 2.1 Diffusion Equation. 2.2 Solving Diffusion Equations. 2.2.1 Separation of Variables. 2.2.2 Laplace Transforms. 2.3 The Use of Symmetry and Superposition. 2.4 Cylindrical and Spherical Coordinates. 2.5 Advanced Topics. References. 3 Chemical Reactions. 3.1 Reactions and Rates. 3.2 Chemical Equilibrium. 3.3 Ionic Reactions and Solubility Products. 3.4 Autocatalysis, Cooperativity and Feedback. 3.5 Oscillating Reactions. 3.6 Reactions in Gels. References. 4 Putting It All Together: Reaction–Diffusion Equations and the Methods of Solving Them. 4.1 General Form of Reaction–Diffusion Equations. 4.2 RD Equations that can be Solved Analytically. 4.3 Spatial Discretization. 4.3.1 Finite Difference Methods. 4.3.2 Finite Element Methods. 4.4 Temporal Discretization and Integration. 4.4.1 Case 1: τRxn ≥ τDiff. 4.4.1.1 Forward Time Centered Space (FTCS) Differencing. 4.4.1.2 Backward Time Centered Space (BTCS) Differencing. 4.4.1.3 Crank–Nicholson Method. 4.4.1.4 Alternating Direction Implicit Method in Two and Three Dimensions. 4.4.2 Case 2: τRxn < τDiff. 4.4.2.1 Operator Splitting Method. 4.4.2.2 Method of Lines. 4.4.3 Dealing with Precipitation Reactions. 4.5 Heuristic Rules for Selecting a Numerical Method. 4.6 Mesoscopic Models. References. 5 Spatial Control of Reaction–Diffusion at Small Scales: Wet Stamping (WETS). 5.1 Choice of Gels. 5.2 Fabrication. Appendix 5A: Practical Guide to Making Agarose Stamps. 5A.1 PDMS Molding. 5A.2 Agarose Molding. References. 6 Fabrication by Reaction–Diffusion: Curvilinear Microstructures for Optics and Fluidics. 6.1 Microfabrication: The Simple and the Difficult. 6.2 Fabricating Arrays of Microlenses by RD and WETS. 6.3 Intermezzo: Some Thoughts on Rational Design. 6.4 Guiding Microlens Fabrication by Lattice Gas Modeling. 6.5 Disjoint Features and Microfabrication of Multilevel Structures. 6.6 Microfabrication of Microfluidic Devices. 6.7 Short Summary. References. 7 Multitasking: Micro- and Nanofabrication with Periodic Precipitation. 7.1 Periodic Precipitation. 7.2 Phenomenology of Periodic Precipitation. 7.3 Governing Equations. 7.4 Microscopic PP Patterns in Two Dimensions. 7.4.1 Feature Dimensions and Spacing. 7.4.2 Gel Thickness. 7.4.3 Degree of Gel Crosslinking. 7.4.4 Concentration of the Outer and Inner Electrolytes. 7.5 Two-Dimensional Patterns for Diffractive Optics. 7.6 Buckling into the Third Dimension: Periodic ‘Nanowrinkles’. 7.7 Toward the Applications of Buckled Surfaces. 7.8 Parallel Reactions and the Nanoscale. References. 8 Reaction–Diffusion at Interfaces: Structuring Solid Materials. 8.1 Deposition of Metal Foils at Gel Interfaces. 8.1.1 RD in the Plating Solution: Film Topography. 8.1.2 RD in the Gel Substrates: Film Roughness. 8.2 Cutting into Hard Solids with Soft Gels. 8.2.1 Etching Equations. 8.2.1.1 Gold Etching. 8.2.1.2 Glass and Silicon Etching. 8.2.2 Structuring Metal Films. 8.2.3 Microetching Transparent Conductive Oxides, Semiconductors and Crystals. 8.2.4 Imprinting Functional Architectures into Glass. 8.3 The Take-Home Message. References. 9 Micro-chameleons: Reaction–Diffusion for Amplification and Sensing. 9.1 Amplification of Material Properties by RD Micronetworks. 9.2 Amplifying Macromolecular Changes using Low-Symmetry Networks. 9.3 Detecting Molecular Monolayers. 9.4 Sensing Chemical ‘Food'. 9.4.1 Oscillatory Kinetics. 9.4.2 Diffusive Coupling. 9.4.3 Wave Emission and Mode Switching. 9.5 Extensions: New Chemistries, Applications and Measurements. References. 10 Reaction–Diffusion in Three Dimensions and at the Nanoscale. 10.1 Fabrication Inside Porous Particles. 10.1.1 Making Spheres Inside of Cubes. 10.1.2 Modeling of 3D RD. 10.1.3 Fabrication Inside of Complex-Shape Particles. 10.1.4 ‘Remote’ Exchange of the Cores. 10.1.5 Self-Assembly of Open-Lattice Crystals. 10.2 Diffusion in Solids: The Kirkendall Effect and Fabrication of Core–Shell Nanoparticles. 10.3 Galvanic Replacement and De-Alloying Reactions at the Nanoscale: Synthesis of Nanocages. References. 11 Epilogue: Challenges and Opportunities for the Future. References. Appendix A: Nature’s Art. Appendix B: Matlab Code for the Minotaur (Example 4.1). Appendix C: C++ Code for the Zebra (Example 4.3). Index.
£116.96
John Wiley & Sons Inc Hydrodynamics of Free Surface Flows Modelling
Book SynopsisA definitive guide for accurate state-of-the-art modelling of free surface flows Understanding the dynamics of free surface flows is the starting point of many environmental studies, impact studies, and waterworks design.Trade Review?The book gains an insight into the mathematical fundament of free surface flows and into the implementation of these models in the programme system Telemac. It is useful for students and researchers of this field and of computational fluid dynamics.? (ZAMM, October 2009) "This would provide a useful guide from fundamental theory to more advanced topics that deal with the applications of the finite element method and the Telemac system." (Zentralblatt Math 1131, June 2008)Table of ContentsList of Figures. List of Tables. List of Plates. Acknowledgements. Chapter 1. Acknowledgements. Chapter 2. Equations of free surface hydrodynamics. Chapter 3. Principles of the finite element method. Chapter 4. Resolution of the Saint-Venant equations. Chapter 5. Resolution of the Navier-Stokes equations. Chapter 6. Solving transport equations. Chapter 7. Modern techniques in finite elements. Chapter 8. Parallelism. Chapter 9. Parameter estimation. Chapter 10. Applications. Appendix A. Tide-generating force. Appendix B. Diffusion matrix with tetrahedra. Appendix C. Notations. Bibliography. Index.
£104.36
John Wiley & Sons Inc aircraftperformance
Book SynopsisStraightforward methods to design and operate aircraft to meet performance specifications Aircraft Performance sets forth a group of tested and proven methods needed to determine the performance of an aircraft.Table of Contents1 The General Performance Problem 1 1.1 Introduction 1 1.2 Performance Characteristics 2 1.2.1 Absolute Performance Characteristics 3 1.2.2 Functional Performance Characteristics 4 1.3 The Approach 5 2 Equations of Motion 7 2.1 General Information 7 2.2 The Energy Approach 11 3 The Basics 16 3.1 Fundamental Performance Equation 16 3.2 Stalling Speed 19 3.3 Maximum Velocity and Ceiling 25 3.3.1 General Considerations 25 3.3.2 Drag and Drag Polar 28 3.3.3 Flight Envelope: Vmax, Vmin 34 3.3.4 Power Required and Power Available 47 3.3.5 Turboprop Engines 52 3.4 Gliding Flight 53 3.4.1 Glide Angle and Sinking Speed 53 3.4.2 Glide Range and Endurance 59 4 Climbing Flight 70 4.1 General 70 4.2 Rate of Climb, Climb Angle 71 4.3 Time to Climb 74 4.4 Other Methods 81 4.4.1 Shallow Flight Paths 81 4.4.2 Load Factor n ≠ 1* 88 4.4.3 Partial Power and Excess Power Considerations 94 5 Range and Endurance 101 5.1 Introduction 101 5.2 Approximate, But Most Used, Methods 103 5.2.1 Reciprocating Engine 105 5.2.2 Jet Aircraft 111 5.3 Range Integration Method 117 5.3.1 Basic Methodology 118 5.3.2 An Operational Approach 123 5.4 Other Considerations 126 5.4.1 Flight Speeds 126 5.4.2 Effect of Energy Change on Range 128 5.5 Endurance 129 5.5.1 Reciprocating Engines 130 5.5.2 Turbojets 132 5.5.3 Endurance Integration Method* 133 5.6 Additional Range and Endurance Topics 134 5.6.1 The Effect of Wind 135 5.6.2 Some Range and Endurance Comparisons 142 6 Nonsteady Flight in the Vertical Plane 150 6.1 Take-off and Landing 150 6.2 Take-off Analysis 151 6.2.1 Ground Run 153 6.2.2 Rotation Distance 160 6.2.3 Transition Distance* 162 6.2.4 Take-off Time* 166 6.2.5 Factors Influencing the Take-off 166 6.3 Landing 172 6.3.1 Landing Phases 172 6.3.2 Landing Run 173 6.3.3 The Approach Distance* 175 6.3.4 The Flare Distance* 176 6.4 Accelerating Flight* 178 7 Maneuvering Flight 189 7.1 Introduction 189 7.2 Turns in Vertical Plane: Pull-Ups or Push-Overs 190 7.3 V–n Diagram 192 7.4 Turning Flight in Horizontal Plane 199 7.5 Maximum Sustained Turning Performance 208 7.5.1 Maximum Load Factor 209 7.5.2 Minimum Turn Radius 210 7.5.3 Maximum Turning Rate 213 7.6 The Maneuvering Diagram 220 7.7 Spiral Flight* 224 8 Additional Topics 234 8.1 Constraint Plot 234 8.1.1 Take-off and Landing 236 8.1.2 Constraints Tied to Performance Equation 238 8.2 Energy Methods 245 A Properties of Standard Atmosphere 258 B On the Drag Coefficient 260 C Selected Aircraft Data 265 D Thrust Data for Performance Calculations 267 E Some Useful Conversion Factors 277 Index 280
£118.76
John Wiley & Sons Inc Nanomaterials Polymers and Devices
Book SynopsisProviding an eclectic snapshot of the current state of the art and future implications of the field, Nanomaterials, Polymers, and Devices: Materials Functionalization and Device Fabrication presents topics grouped into three categorical focuses: The synthesis, mechanism and functionalization of nanomaterials, such as carbon nanotubes, graphene, silica, and quantum dots Various functional devices which properties and structures are tailored with emphasis on nanofabrication. Among discussed are light emitting diodes, nanophotonic, nano-optical, and photovoltaic devices Nanoelectronic devices, which include semiconductor, nanotube and nanowire-based electronics, single-walled carbon-nanotube based nanoelectronics, as well as thin-film transistors Table of ContentsCONTENTS Contributors vii Foreword xi 1 The Functionalization of Carbon Nanotubes and Nano-Onions 1Karthikeyan Gopalsamy, Zhen Xu, Chao Gao, and Eric S.-W. Kong 2 The Functionalization of Graphene and its Assembled Macrostructures 19Haiyan Sun, Zhen Xu, and Chao Gao 3 Devices Based on Graphene and Graphane 45Xiao-Dong Wen, Tao Yang, and Eric S.-W. Kong 4 Large-Area Graphene and Carbon Nanosheets for Organic Electronics: Synthesis and Growth Mechanism 81Han-Ik Joh, Sukang Bae, Sungho Lee, and Eric S.-W. Kong 5 Functionalization of Silica Nanoparticles for Corrosion Prevention of Underlying Metal 121Dylan J. Boday, Jason T. Wertz, and Joseph P. Kuczynski 6 New Nanoscale Material: Graphene Quantum Dots 141Dong-Ick Son and Won-Kook Choi 7 Recent Progress of Iridium(III) Red Phosphors for Phosphorescent Organic Light-Emitting Diodes 195Cheuk-Lam Ho and Wai-Yeung Wong 8 Four-Wave Mixing and Carrier Nonlinearities in Graphene–Silicon Photonic Crystal Cavities 215Tingyi Gu and Chee W. Wong 9 Polymer Photonic Devices 233Ziyang Zhang and Norbert Keil 10 Low Dielectric Contrast Photonic Crystals 273Jan H. Wülbern and Manfred Eich 11 Microring Resonator Arrays for Sensing Applications 291Daniel Pergande, Vanessa Zamora, Peter Lützow, and Helmut Heidrich 12 Polymers, Nanomaterials, and Organic Photovoltaic Devices 319Thomas Tromholt and Frederik C. Krebs 13 Next-Generation GaAs Photovoltaics 341Giacomo Mariani and Diana L. Huffaker 14 Nanocrystals, Layer-by-Layer Assembly, and Photovoltaic Devices 357Jacek J. Jasieniak, Brandon I. MacDonald, and Paul Mulvaney 15 Nanostructured Conductors for Flexible Electronics 395Jonghwa Park, Sehee Ahn, and Hyunhyub Ko 16 Graphene, Nanotube, and NW-Based Electronics 413Xi Liu, Xiaoling Shi, Lei Liao, Zhiyong Fan, and Johnny C. Ho 17 Nanoelectronics Based on Single-Walled Carbon Nanotubes 501Qing Cao and Shu-jen Han 18 Monolithic Graphene–Graphite Integrated Electronics 523Michael C. Wang, Jonghyun Choi, Jaehoon Bang, SungGyu Chun, Brandon Smith, and SungWoo Nam 19 Thin-Film Transistors Based on Transition Metal Dichalcogenides 539Woong Choi and Sunkook Kim Index 563
£136.76
John Wiley & Sons Inc 64th Conference on Glass Problems Volume 25 Issue
Book SynopsisOn October 28-29, 2003, the 64th Conference on Glass Problems took place on the campus of the University of Illinois at Urbana-Champaign. This conference encompassed four topic sessions: Refractories chaired by Daryl E. Clendenen and Thomas Dankert; Energy and Combustion, chaired by Marilyn DeLong and Philip Ross; Process Control, chaired by Ruud Berkens and Robert Lowhorn; and Emerging Areas, chaired by Larry McCloskey and Robert Thomas. The papers presented at the conference were reviewed by the respective session chairs, and underwent minor editing by the conference director, before further editing and production by The American Ceramic Society.Table of ContentsPreface. CERAMICS AND COMPONENTS IN ENERGY CONVERSION SYSTEMS. Ceramic Components in Gas Turbine Engines: Why Has It Taken So Long? (D. W. Richerson). Development of the 8000 KW Class Hybrid Gas Turbine (T. Sugimoto, Y. Ichikawa, H. Nagata, K. Igashira, S. Tsuruzono and T. Fukudome). Development and Evaluation of CMC Cane for NGSST Engine (A. Kajiwara, T. Nakamura, T. Araki and H. Murata). Ceramic Combustor Design for ST5+ Microturbine Engine (J. Shi, V. Vedula, E. Sun, D. Bombara, J. Holowczak, W. Tredway, A. Chen and C. Fotache). CMC Combustor Linear Design for a Model RAM Jet Engine (T. Morimoto, S. Ogihara, H. Taguchi, T. Kojima, K. Shimodaira, K. Okai and H. Futamur). Burner Rig Test of Silicon Nitride Gas Turbine Nozzle (M. Ishizaki, T. Suetsuna, M. Asayama, M. Ando, N. Kondo and T. Ohji). Materials for Advanced Battery and Energy Storage Systems (Batteries, Capacitors, Fuel Cells) (A. J. Salkind). Effect of Ni-Al Precursor Type on Fabrication and Properties of TiC-Ni3Al Composites (T. N. Tiegs, F. C. Montgomery and P. A. Menchhofer). MMCs by Activated Melt Infiltration High Melting Alloys and Oxide Ceramics (J. Kuebler, K. Lemster, Ph. Gasser, U. E. Klotz and T. Graule). Multifunctional Metal-Ceramic Composites by Solid Free Forming (SFF) (R. janssen, M. Leverkoehne and J. J. Coronel). Solid Freeform Fabrication of a Piezoelectric Ceramic Torsional Actuator Motor (B. A. Bender, C. Kim and C. Cm. Wu). Centrifungal Sintering (Y. Kinemuchi, K. Watari and S. Uchimura). Alumina-Based Functionally Gradient Materials by Centrifugal Modeling Technology (C. –H. Chen, T. Nishikawa, S. Honda and H. Awaji). Investigation of a Novel Air Brazing Composition for High Temperature, Oxidation-Resistant Ceramic Joining (K. S. Weil, J. S. hardy and J. Darsell). Joining of Advanced Structural Materials by Plastic Deformation (D. Singh, F. Guiterrez-Mora, N. Chen, K. C. Goretta and J. L. Routbort). Physical Characterization of Transparent PLZT Ceramics Prepared by Electrophoretic Deposition (T. Nicolay and E. Bartscherer). Fabrication of Microstructured Ceramics by Electrophoretic Deposition of Optimized Suspensions (H. von Both, M. Dauscher and J. Haußelt). Low Cost Process for Mullite Utilizing Industrial Wastes as Starting Raw Material (K. Saiintawong, S. Wada, and A. Jaroenworaluck). Low-Cost Processing of Fine Grained Transparent Yttrium Aluminum Garnet (H. Lee, T.-I. Mah and T. A. Parthasarathy). Gas-Pressure Sintering of Silicon Nitride with Lutetia Additive (N. Kondo, M. Ishizaki and T. Ohji). Use of Combustion Synthesis in Preparing Ceramic Matrix and Metal-Matrix Composite Powders (K. S. Weil and J. S. Hardy). Mechanical Reliability of Si3N4 (K. Sharma, P. S. Shankar, J. P. Singh and M. K. Ferber). Correlation of Finite Element with Experimental Results of the Small-Scale Vibration Response of a Damaged Ceramic Beam (S. R. Short and S. Huo). Macro-Micro Stress Analysis of Porous Ceramics by Homogenization Method (Y. Ikeda, Y. Nagano, H. Kawamoto and N. Takano). X-Ray and Neutron Diffraction Studies on a Functionally-Graded Ti3SiC2-TiC System (I. M. Low and Z. Oo). Modeling of Transient Thermal Damage in Ceramics for Cannon Bore Applications ( J. H. Underwood, M. E. Todaro and G. N. Vigilante). Strengthening of Ceramics by Shot Peening (W. Pfeiffer and T. Frey). SOLID OXIDE FUEL CELLS. DOE FE Distributed Generation Program (M. C. Williams). Lanthanum Gallate Electrolyte for Intermediate Temperature (S. Elangovan, B. Heck, S. Balagopal, D. Larsen, M. Timper and J. Hartvigsen). Solid Oxide Fuel Cell Development at Forschungszentrum Juelich (L. Blum, H.-P. Buchkremer, L. G. J. de Haart, H. Nabielek, J. W. Quadakkers, U. Reisgen, R. Steinberger-Wilckens, R. W. Steinbrecht, F. Tietz, I Vinke). Development of MOLB Type SOFC (H. Miyamoto, K. Mori, T. Mizoguchi, S. Kanehira, K. Takenobu, M. Nishiura, A. Nakanishi, M. Hattori and Y. Sakaki). Development of Advanced Co-Fired Planar Solid Oxide Fuel Cells with High Strength (Z. Liu, G. Roman, J. Kidwell, T. Cable, R. Goettler, D. Larsen, J. Pike and S. Elangovan). Electrophoresis: An Appropriate Manufacturing Technique for Intermediate Temperature Solid Oxide Fuel Cells (S. Kuehn and R. Clasen). Microstructure-Performance Relationships in LSM-YSZ Cathodes (J. A. Ruud, T. Striker, V. Midha, B. N. Ramamurthi, A. L. Linsebigler and D. J. Fogelman). Role of Cathode in Single Chamber SOFC (T. Suzuki, P. Jasinski. F. Dogan and H. U. Anderson). Morphology Control of SOFC Electrodes by Mechano-Chemical Bonding Technique (T. Fukui, K. Murata, C. C. Huang. M. Naito, H. Abe and K. Nogi). Improved SOFC Cathodes and Cathode Contact Layers (F. Tietz, H. –P. Buchkremer, V. A. C. Haanappel, A. Mai, N. H. Menzler, J. Mertens, W. J. Quadakkers, D. Rutenbeck, S. Ulhenbruck, M. Zahid and D. Stöver). Characterization of Solid Oxide Fuel Cell Layers by Computed X-Ray Microtomography and Small-Angle Scattering (A. J. Allen, T. A. Dobbins, J. Ilavsky, F. Zhao, A. Virkar, J. Almer and F. DeCarlo). Kinetics of Hydrogen Reduction of NiO/YSZ and Associated Microstructural Changes (M. Radovic, E. Lara-Curzio, B. Armstrong, L. Walker, P. Tortorelli and C. Walls). Elastic Properties, Equibiaxial Strength and Fracture Toughness of 8mol%YSZ Electrolyte Material for Solid Oxide Fuel Cells (SOFCs) (M. Radovic, E. Lara-Curzio, R. Trejo, B. Armstrong and C. Walls). Sintering of BaCe0-85Y0.15O3-d With/Without SrTiO3 Dopant (F. Dynys, A. Sayir and P. J. Heimann). High Temperature Seals for Solid Oxide Fuel Cells (SOFC) (R. N. Singh). Evaluation of Sodium Aluminosilicate Glass Composite Seal with Magnesia Filler (K. A. Nielsen, M. Solvang, F. W. Poulsen and P. H. Larsen). Durable Seal Materials for Planar Solid Oxide Fuel Cells (C. A. Lewinsohn, S. Elangovan and S. M. Quist). Development of a Compliant Seal for Use in Planar Solid Oxide Fuel Cells (K. S. Weil and J. S. Hardy). A Comparison of the Electrical Properties of YSZ Processed Using Traditional, Fast-Fire, and Microwave Sintering Techniques (M. Ugorek, D. Edwards and H. Shulman). Enhancement of YSZ Electrolyte Thin Film Growth Rate for Fuel Cell Applications (Z. Xu and J. Sankar). Synthesis of Yttria Stabilized Zirconia Thin Films by Electrolytic Deposition (Z. Xu, S. Tameru and J. Sankar). Sintering and Stability of the BaCe0.9-xZrxY0.1O3-d System (Z. Zhong, A. Sayir and F. Dynys). Microstructure and Ordering Mode of a Protonic Conducting Complex Sr3(Cal+xNB2-x)O9-d Perovskite (M.-H. Berger and A. Sayir). Nuclear Microprobe Using Elastic Recoil Detection (ERD) for Hydrogen Profiling in High Temperature Protonic Conductors (P. Berger, A. Sayir and M.-H. Berger). Ionic Conductivity in the Bi2O3- Al2O3 -MxOy (M=Ca, Y) System (Y.-T. Liu and T.-S. Sheu). A Performance Based Multi-Process Cost Model for SOFCs (M. Koslowske, H. Benson, I. Bar-On and R. Kirchain). Development of a Tri-Layer Electrochemical Model for a Solid Oxide Fuel Cell (B. Ramamurthi, V. Midha, J. Rudd and M. Thompson). Reduction and Re-oxidation of Anodes for Solid Oxide Fuel Cells (SOFC) (J. Malzbender, E. Wessel, R. W. Steinbrech and L. Singheiser). Numerical Characterization of the Fracture Behavior of Solid Oxide Fuel Cell Materials by Means of Modified Boundary Layer Modeling (B. N. Nguyen, B. J. Koeppel, P. Singh, M. A. Khaleel and S. Ahzi). Chromium Poisoning of Cathodes by Ferritic Stainless Steel (T. D. Kaun, T. A. Cruse and M. Krumpelt). Effect of Impurities on Anode Performance (C. A.-H. Chung, K. V. Hansen and M. Mogensen). CERAMICS IN ENVIRONMENT APPLICATIONS. Comparison of Corrosion Resistance of Cordierite and Silicon Carbide Diesel Particulate Filters to Combustion Products of Diesel Fuel Containing Fe and Ce Additives (D. O'Sullivan, S. Hampshire, M. J. Pomeroy and M. J. Murtagh). Overview of Ceramic Materials for Diesel Particulate Filter Applications (W. A. Cutler). Soot Mass Limit Analysis of SiC DPF (H. Sato, K. Ogyu, K. Yamayose, A. Kudo and K. Ohno). A Mechanistic Model for Particle Deposition in Diesel Particulate Filters Using the Lattice Boltzmann Technique (M. Stewart, D. Rector, G. Muntean and G. Maupin). Development of Catalyzed Diesel Particulate Filter for the Control of Diesel Engine Emissions (Y. Huang, Z. Dang and A. Bar-llan). The Use of Transparent PLZT Ceramics in a Biochemical Thin Film Interferometric Sensor (T. Nicolay). Low Cost Synthesis of Alumina Reinforced Fe-Cr-Ni Alloys (T. Selchert, R. Janssen and N. Claussen). High Temperature Behavior of Ceramic Foams from Si/SiC-Filled Preceramic Polymers (J. Zeschky, T. Hoefner, H. Dannheim, M. Scheffler, P. Greil, D. Loidl, S. Puchegger and H. Peterlik). Stabilization of Counter Electrode for NASICON Based Potentiometric CO2 Sensor (Y. Miyachi, G. Sakai, K. Shimanoe and N. Yamazoe). Microstructural Control of SnO2 Thin Films by Using Polyethylene Glycol-Mixed Sols (G. Sakai, C. Sato, K. Shimanoe and N. Yamazoe). Mixed-Potential Type Ceramic Sensors for Nox Monitoring (B. G. Nair, J. Nachlas, M. Middlemas, C. A. Lewinsohn and S. Bhavaraju). Electrode Materials for Mixed Potential Nox Sensors (D. L. West, F. C. Montgomery and T. R. Armstrong). Study of High Surface Area Alumina and Ga-Alumina Materials for Denox Catalyst Applications (S. M. Zemskova, J. M. Faas, C. L. Boyer, P. W. Park, J. Wen and I. Petrov). Development of Strong Photocatalytic Fiber and Environmental Purification (H. Yamaoka, Y. Harada, T. Fujii, S. Otani and T. Ishikawa). Processing of Biomorphous SiC Ceramics from Paper Preforms by Chemical Vapor Infiltration and Reaction (CVI-R) Technique (D. A. Streitwieser, N. Popovska, H. Gerhard and G. Emig). Formation of Porous Structures by Directional Solidification of the Eutectic (F. W. Dynys and A. Sayir). High Surface Area Carbon Substrates for Environmental Applications (K. P. Gadkaree, T. Tao and W. A. Cutler). Development of High Surface Area Monoliths for Sulfur Removal (L. He, L. K. Owens, W. A. Cutler and C. M. Sorenson). Processing of Porous Biomorphous TiC Ceramics by Chemical Vapor Infiltration and Reaction (CVI-R) Technique (N. Popovska, D. A. Streitwieser, C. Xu and H. Gerhard). Charge transport Model in Gas-Solid Interface for Gas Sensors (S.P. Lee and Y.-K. Yoon). Corrosion Resistant Refractory Ceramics for Slagging Gasifier Environment (E. Medvedovski and R. E. Chinn). Influence of the Dopants and the Metal Electrodes on the Electrical Response of Hematite Based Humidity Sensors (J.-M. Tulliani, P. Palmero and P. Bonville). Light Weight Ceramic Sandwich Structure from Preceramic Polymers (T. Hoefner, J. Zeschky, M. Scheffler and P. Greil). Selective Catalytic Reduction and Nox Storage in Vehicle Emission Control (E. N. Cokers, S. Hammache, D. A. Peña and J. E. Miller). CERAMIC ARMOR. Ballistic Impact of Silicon Carbide with Tungsten Carbide Spheres (M. J. Normandia and B. Leavy). Toughness and Hardness of LPS-SiC and LPS-Sic Based Composites (K. A. Schwetz, T. Kempf, D. Saldsieder and R. Telle). Indentation Testing of Armor Ceramics (E. Medvedovski and P. Sakar). Metallic Bonding of Ceramic Armor Using Reactive Multilayer Foils (A. Duckham, M. Brown, E. Besnoin, D. vanHeerden, O. M. Knio and T. P. Weihs). Strain Rate Effects on Fragment Size of Brittle Materials (F. Zhou, J.-F. Molinari and K. T. Ramesh).
£99.86
John Wiley & Sons Inc Whitewares and Materials
Book SynopsisA collection of Papers Presented at the 105th Annual Meeting of The American Ceramic Society and the Whitewares and Materials Division Fall Meeting, held in conjunction with ACerS Canton--Alliance Section and the Ceramic Manufacturera s Association.Table of ContentsPreface. Observations of Matte Formation Independent of Firing Cycle (M. E. katz, B. Quinnlan, W.M. Carty, and T. Gebhart). Effect of Zinc Oxide Addition on Crystallization Behavior and Mechanical Properties of a Porcelain Body (S.K. Kim, S.M. Lee, E.S. Choi, and H. T. Kim). Benbow Analysis of Extruded Alumina Pastes (C.R. August and R.A. Haber). Microscopy Methods for Creamic Applications (C. Collins and E. Westbrook). Pyroplastic Deformation Revisited (Aubree M. Buchtel, William M. Carty, and Mark D. Noirot). Novel casting Techniques for Whitewares (Philip R. Jackson). Effects of Borax Solid Wastes Fritted and Added into Wall Title Opaque Glazes on the Final Microstructure (G. Kaya). Quartz Dissolution into Porcelain Glasses (Caspar J. McConville, Amit Shah, and William M. Carty). Role of Polymeric Additive Compatibility in Ceramic Processing Systems (U.Kim and W.M. Carty). Effect of Die on Compaction of Granular Bodies (Brett M. Schulz, William M. Carty, and Nikalos J. Ninos). Metal Marking of Dinnerware Glaze: Correlation with Friction and Surface Roughness (Hyojin Lee, William M. Carty, and Robert J. Castilone). Development of Crystal Glazes (Jim Archer and Dave Schneider). Hotel China Glaze Reclamation (Michael Tkach).
£99.86
John Wiley & Sons Inc 28th International Conference on Advanced
Book SynopsisA collection of Papers Presented at the 28th International Conference and Exposition on Advanced Ceramics and Composites held in conjunction with the 8th International Symposium on Ceramics in Energy Storage and Power Conversion Systems.
£99.86
John Wiley & Sons Inc 66th Porcelain Enamel Institute Technical Forum
Book SynopsisThis volume is part of the Ceramic Engineering and Science Proceeding (CESP) series. This series contains a collection of papers dealing with issues in both traditional ceramics (i.e., glass, whitewares, refractories, and porcelain enamel) and advanced ceramics. Topics covered in the area of advanced ceramic include bioceramics, nanomaterials, composites, solid oxide fuel cells, mechanical properties and structural design, advanced ceramic coatings, ceramic armor, porous ceramics, and more.Table of ContentsStatement of Ownership, Management, and Circulation vii Foreword ix Basic Steelmaking (A.I. Andrews Memorial Lecture) I Nancy Keller and Matt Greenwood Lean Manufacturing Principles 13 Sean S. Reagan IS0900 I :2000 Process Mapping 19 Kara Joyce Kopplin Temperature Profiling: Problem Prevention, Not Just Problem Solving 31 Steve Sweeney Quality Systems for Cast Iron Enameling 41 Robert Hayes Effects of Spray Patterns on Powder-Coating Thickness 41 Ralph Gwaltney Cost Comparison of Porcelain Enamel Powder versus Organic Powder Paint 51 Jeffrey Sellins and Mike Horton Reducing Fishscale in Hot-Water-Tank Enamels 57 Mike Wilczynski and Roger Wallace Steel Qualification Process for Water Heater Tank Fabrication 63 Steve Sloan Quantifying Bubble Structure in Water Heater Enamels 69 Len Meusel and Phillip Stevens BoilerNater Heater Inside Coating with Wet Enamel 79 Hans-Jürgen Thiele RealEase™ Nonstick Porcelain Enamel 93 Charles Baldwin, Alain Aronica, Brad Devine, and Graham Rose Aluminum Stove Crates-An Innovation in Cooking 101 Dave Thomas Porcelain Enameling of Cast Iron via Electrophoresis I03 Julie Rutkowski Cast Iron Quality for Good Porcelain Enameled Parts 109 Liam O'Byrne Robotics in the Job Shop 113 Randy Smitley and Jeremy Foster Waste Minimization in Cleaning and Pretreating Operations 119 Chartes G. Galeas Jr Preparation of Cast Iron for Porcelain Enameling 137 Mike Sexton and Ouie Storie Frit-Making Metal Oxides and Regulatory Compliance 141 Jack Waggener Porcelain Enamel Institute Update from Washington on EPA Regulations 149 Jack Waggener The Hairline Defect: A Review of the Literature 155 Robert L. Hyde The Physical and Chemical Characteristics of Porcelain Enamels 161 William D. Faust The Effect of Refractory Mill Additions on the Thermal Expansion of Enamel 171 Boris Yuriditsky Changing the Rules - The Survival of American Manufacturing Depends on Everyone 179 Cullen L. Hackler
£99.86
John Wiley & Sons Inc Aircraft Fuel Systems
Book SynopsisAll aspects of fuel products and systems including fuel handling, quantity gauging and management functions for both commercial (civil) and military applications. The fuel systems on board modern aircraft are multi-functional, fully integrated complex networks.Table of ContentsAcknowledgements xiii List of Acronyms xv Series Preface xix 1 Introduction 1 1.1 Review of Fuel Systems Issues 2 1.2 The Fuel System Design and Development Process 11 1.3 Fuel System Examples and Future Technologies 15 1.4 Terminology 15 2 Fuel System Design Drivers 19 2.1 Design Drivers 21 2.2 Identification and Mitigation of Safety Risks 27 3 Fuel Storage 31 3.1 Tank Geometry and Location Issues for Commercial Aircraft 32 3.2 Operational Considerations 36 3.3 Fuel Tank Venting 41 3.4 Military Aircraft Fuel Storage Issues 45 3.5 Maintenance Considerations 49 4 Fuel System Functions of Commercial Aircraft 53 4.1 Refueling and Defueling 54 4.2 Engine and APU Feed 59 4.3 Fuel Transfer 70 4.4 Fuel Jettison 73 4.5 Fuel Quantity Gauging 76 4.6 Fuel Management and Control 84 4.7 Ancillary Systems 93 5 Fuel System Functions of Military Aircraft and Helicopters 97 5.1 Refueling and Defueling 98 5.2 Engine and APU Feed 103 5.3 Fuel Transfer 104 5.4 Aerial Refueling 106 5.5 Fuel Measurement and Management Systems in Military Applications 112 5.6 Helicopter Fuel Systems 116 6 Fluid Mechanical Equipment 119 6.1 Ground Refueling and Defueling Equipment 120 6.2 Fuel Tank Venting and Pressurization Equipment 133 6.3 Aerial Refueling Equipment 137 6.4 Equipment Sizing 142 6.5 Fuel Pumps 143 7 Fuel Measurement and Management Equipment 157 7.1 Fuel Gauging Sensor Technology 158 7.2 Harnesses 195 7.3 Avionics Equipment 197 8 Fuel Properties 203 8.1 The Refinement Process 203 8.2 Fuel Specification Properties of Interest 205 8.3 Operational Considerations 209 9 Intrinsic Safety, Electro Magnetics and Electrostatics 215 9.1 Intrinsic Safety 216 9.2 Lightning 217 9.3 EMI/HIRF 221 10 Fuel Tank Inerting 225 10.1 Early Military Inerting Systems 225 10.2 Current Technology Inerting Systems 229 10.3 Design Considerations for Open Vent Systems 235 10.4 Operational Issues with Permeable Membrane Inerting Systems 236 11 Design Development and Certification 239 11.1 Evolution of the Design and Development Process 239 11.2 System Design and Development – a Disciplined Methodology 243 11.3 Program Management 248 11.4 Maturity Management 254 11.5 Installation Considerations 256 11.6 Modeling and Simulation 259 11.7 Certification 263 11.8 Fuel System Icing Tests 268 12 Fuel System Design Examples 271 12.1 The Bombardier Global Express 272 12.2 Embraer 170/190 Regional Jet 280 12.3 The Boeing 777Wide-Bodied Airliner 288 12.4 The Airbus A380Wide-Bodied Airliner 301 12.5 The Anglo-French Concorde 315 13 New and Future Technologies 327 13.1 Fuel Measurement and Management 327 13.2 Fluid Mechanical Equipment Technology 331 13.3 Aerial Refueling Operations 338 References 339 Index 341
£88.16
John Wiley & Sons Inc Unmanned Aircraft Systems
Book SynopsisUnmanned Aircraft Systems delivers a much needed introduction to UAV System technology, taking an integrated approach that avoids compartmentalising the subject. Arranged in four sections, parts 1-3 examine the way in which various engineering disciplines affect the design, development and deployment of UAS.Trade Review“This book review is part of the Practical Industrial Applications series on Startup Business Book Reviews, providing quality book reviews of the business books that matter.” (Will Roney, 3 September 2012) "Overall, the book is a useful guide to the wide subject of unmanned aircraft and will sit comfortably on the shelves of both interested amateur and experienced professional." (RAeS Aerospace Professional magazine, 1 April 2011) Table of ContentsForeword xiii Acknowledgements xiv Series Preface xv Preface xvii Units and Abbreviations xix 1 Introduction to Unmanned Aircraft Systems (UAS) 1 1.1 Some Applications of UAS 1 1.2 What are UAS? 3 1.3 Why Unmanned Aircraft? 5 1.4 The Systemic Basis of UAS 9 1.5 System Composition 9 References 15 Part 1 THE DESIGN OF UAV SYSTEMS 17 2 Introduction to Design and Selection of the System 19 2.1 Conceptual Phase 19 2.2 Preliminary Design 20 2.3 Detail Design 20 2.4 Selection of the System 20 3 Aerodynamics and Airframe Configurations 25 3.1 Lift-induced Drag 25 3.2 Parasitic Drag 26 3.3 Rotary-wing Aerodynamics 29 3.4 Response to Air Turbulence 32 3.5 Airframe Configurations 34 3.6 Summary 42 References 43 4 Characteristics of Aircraft Types 45 4.1 Long-endurance, Long-range Rˆole Aircraft 45 4.2 Medium-range, Tactical Aircraft 55 4.3 Close-range/Battlefield Aircraft 59 4.4 MUAV Types 66 4.5 MAV and NAV Types 68 4.6 UCAV 70 4.7 Novel Hybrid Aircraft Configurations 71 4.8 Research UAV 74 References 74 5 Design Standards and Regulatory Aspects 75 5.1 Introduction 75 5.2 United Kingdom 76 5.3 Europe 88 5.4 United States of America 88 5.5 Conclusion 89 References 89 6 Aspects of Airframe Design 91 6.1 Scale Effects 91 6.2 Packaging Density 93 6.3 Aerodynamics 94 6.4 Structures and Mechanisms 95 6.5 Selection of power-plants 101 6.6 Modular Construction 106 6.7 Ancillary Equipment 112 References 112 7 Design for Stealth 113 7.1 Acoustic Signature 114 7.2 Visual Signature 115 7.3 Thermal Signature 116 7.4 Radio/Radar Signature 117 7.5 Examples in Practice 118 Reference 126 8 Payload Types 127 8.1 Nondispensable Payloads 128 8.2 Dispensable Payloads 141 Reference 141 9 Communications 143 9.1 Communication Media 143 9.2 Radio Communication 144 9.3 Mid-air Collision (MAC) Avoidance 151 9.4 Communications Data Rate and Bandwidth Usage 151 9.5 Antenna Types 152 References 154 10 Control and Stability 155 10.1 HTOL Aircraft 155 10.2 Helicopters 159 10.3 Convertible Rotor Aircraft 163 10.4 Payload Control 165 10.5 Sensors 165 10.6 Autonomy 167 References 167 11 Navigation 169 11.1 NAVSTAR Global Positioning System (GPS) 169 11.2 TACAN 170 11.3 LORAN C 170 11.4 Inertial Navigation 171 11.5 Radio Tracking 171 11.6 Way-point Navigation 172 References 172 12 Launch and Recovery 173 12.1 Launch 173 12.2 Recovery 177 12.3 Summary 181 13 Control Stations 183 13.1 Control Station Composition 183 13.2 Open System Architecture 185 13.3 Mini-UAV ‘Laptop’ Ground Control Station 185 13.4 Close-range UAV Systems GCS 186 13.5 Medium- and Long-range UAV System GCS 190 13.6 Sea Control Stations (SCS) 195 13.7 Air Control Stations (ACS) 195 14 Support Equipment 197 14.1 Operating and Maintenance Manuals 197 14.2 Consumables 198 14.3 Replaceable Components 198 14.4 Vulnerable and On-condition Components 198 14.5 Tools 198 14.6 Subsidiary Equipment 199 15 Transportation 201 15.1 Micro-UAV 201 15.2 VTOL Close-range Systems 201 15.3 HTOL Close-range Systems 201 15.4 Medium-range Systems 202 15.5 MALE and HALE Systems 203 16 Design for Reliability 205 16.1 Determination of the Required Level of Reliability 206 16.2 Achieving Reliability 208 16.3 Reliability Data Presentation 210 16.4 Multiplexed Systems 212 16.5 Reliability by Design 213 16.6 Design for Ease of Maintenance 216 17 Design for Manufacture and Development 217 Part 2 THE DEVELOPMENT OF UAV SYSTEMS 221 18 Introduction to System Development and Certification 223 18.1 System Development 223 18.2 Certification 224 18.3 Establishing Reliability 224 19 System Ground Testing 227 19.1 UAV Component Testing 227 19.2 UAV Sub-assembly and Sub-system Testing 228 19.3 Testing Complete UAV 230 19.4 Control Station Testing 236 19.5 Catapult Launch System Tests 237 19.6 Documentation 237 20 System In-flight Testing 239 20.1 Test Sites 239 20.2 Preparation for In-flight Testing 240 20.3 In-flight Testing 242 20.4 System Certification 243 Part 3 THE DEPLOYMENT OF UAV SYSTEMS 245 21 Operational Trials and Full Certification 247 21.1 Company Trials 247 21.2 Customer Trials and Sales Demonstrations 248 22 UAV System Deployment 249 22.1 Introduction 249 22.2 Network-centric Operations (NCO) 251 22.3 Teaming with Manned and Other Unmanned Systems 252 23 Naval Roles 253 23.1 Fleet Detection and Shadowing 254 23.2 Radar Confusion 254 23.3 Missile Decoy 255 23.4 Anti-submarine Warfare 255 23.5 Radio Relay 256 23.6 Port Protection 256 23.7 Over-beach Reconnaissance 257 23.8 Fisheries Protection 257 23.9 Detection of Illegal Imports 257 23.10 Electronic Intelligence 257 23.11 Maritime Surveillance 258 23.12 Summary 258 24 Army Roles 259 24.1 Covert Reconnaissance and Surveillance 259 24.2 Fall-of-shot Plotting 261 24.3 Target Designation by Laser 261 24.4 NBC Contamination Monitoring 263 24.5 IED and Landmine Detection and Destruction 266 24.6 Electronic Intelligence 266 24.7 Teaming of Manned and Unmanned Systems 266 24.8 System Mobility 266 24.9 Persistent Urban Surveillance 267 25 Air Force Roles 269 25.1 Long-range Reconnaissance and Strike 269 25.2 Airborne Early Warning 269 25.3 Electronic Intelligence 269 25.4 Pre-strike Radar and Anti-aircraft Systems Counter 270 25.5 Interception 270 25.6 Airfield Security 270 26 Civilian, Paramilitary and Commercial Roles 273 26.1 Aerial Photography* 273 26.2 Agriculture 273 26.3 Coastguard and Lifeboat Institutions 274 26.4 Customs and Excise 275 26.5 Conservation 275 26.6 Electricity Companies 275 26.7 Fire Services 276 26.8 Fisheries 276 26.9 Gas and Oil Supply Companies 277 26.10 Information Services 277 26.11 Local Civic Authorities 277 26.12 Meteorological Services* 277 26.13 Traffic Agencies 277 26.14 Ordnance Survey 278 26.15 Police Authorities* 278 26.16 Rivers Authorities and Water Boards 278 26.17 Survey Organisations 278 26.18 Communications Relay 278 26.19 Landmine Detection and Destruction 279 26.20 Other Applications 279 References 279 Part 4 UAS FUTURE 281 27 Future Prospects and Challenges 283 27.1 Introduction 283 27.2 Operation in Civilian Airspace 284 27.3 Power-plant Development 288 27.4 Developments in Airframe Configurations 292 27.5 Autonomy and Artificial Intelligence 299 27.6 Improvement in Communication Systems 301 References 301 28 UAV Systems Continuing Evolution 303 28.1 Introduction 303 28.2 Cruise Missiles 304 28.3 World War II Systems 305 28.4 The 1950s 306 28.5 The 1960s 306 28.6 The 1970s 308 28.7 The 1980s 309 28.8 The 1990s 311 28.9 The 2000s 312 28.10 The 2010s 315 28.11 Into the Future 316 Appendix A: UAS Organisations 319 A.1 Conferences 319 A.2 Industry Associations 319 A.3 Press Organisations 320 A.4 Useful Websites 320 A.5 Test Site Facilities 320 A.6 Regulators 321 Index 323
£80.96
John Wiley & Sons Inc Solar Cell Materials
Book SynopsisThis book presents a comparison of solar cell materials, including both new materials based on organics, nanostructures and novel inorganics and developments in more traditional photovoltaic materials. It surveys the materials and materials trends in the field including third generation solar cells (multiple energy level cells, thermal approaches and the modification of the solar spectrum) with an eye firmly on low costs, energy efficiency and the use of abundant non-toxic materials.Trade Review“All in all it is a magnificent book that I take pride in having on my bookshelf.” (Energy Technology, 13 October 2014)Table of ContentsSeries Preface xiii List of Contributors xv 1 Introduction 1Gavin Conibeer and Arthur Willoughby 1.1 Introduction 1 1.2 The Sun 1 1.3 Book Outline 3 References 4 2 Fundamental Physical Limits to Photovoltaic Conversion 5J.F. Guillemoles 2.1 Introduction 5 2.2 Thermodynamic Limits 8 2.2.1 The Sun is the Limit 9 2.2.2 Classical Thermodynamics Analysis of Solar Energy Conversion 10 2.3 Limitations of Classical Devices 12 2.3.1 Detailed Balance and Main Assumptions 13 2.3.2 p-n Junction 14 2.3.3 The Two-Level System Model 17 2.3.4 Multijunctions 19 2.4 Fundamental Limits of Some High-Efficiency Concepts 22 2.4.1 Beyond Unity Quantum Efficiency 23 2.4.2 Beyond Isothermal Conversion: Hot-Carrier Solar Cells (HCSC) 29 2.4.3 Beyond the Single Process/ Photon: Photon Conversion 32 2.5 Conclusion 33 Note 33 References 33 3 Physical Characterisation of Photovoltaic Materials 35Daniel Bellet and Edith Bellet-Amalric 3.1 Introduction 35 3.2 Correspondence between Photovoltaic Materials Characterisation Needs and Physical Techniques 35 3.3 X-Ray Techniques 36 3.3.1 X-Ray Diffraction (XRD) 37 3.3.2 Grazing-Incidence X-Ray Diffraction (GIXRD) 40 3.3.3 X-Ray Reflectivity (XRR) 42 3.3.4 Other X-Ray Techniques 44 3.4 Electron Microscopy Methods 45 3.4.1 Electron–Specimen Interactions and Scanning Electron Microscopy (SEM) 48 3.4.2 Electron Backscattering Diffraction (EBSD) 49 3.4.3 Transmission Electron Microscopy (TEM) 51 3.4.4 Electron Energy Loss Spectroscopy (EELS) 52 3.5 Spectroscopy Methods 53 3.5.1 X-Ray Photoelectron Spectroscopy (XPS) 53 3.5.2 Secondary Ion Mass Spectrometry (SIMS) 55 3.5.3 Rutherford Backscattering Spectrometry (RBS) 56 3.5.4 Raman Spectroscopy 56 3.5.5 UV-VIS-NIR Spectroscopy 58 3.6 Concluding Remarks and Perspectives 59 Acknowledgements 60 References 60 4 Developments in Crystalline Silicon Solar Cells 65Martin A. Green 4.1 Introduction 65 4.2 Present Market Overview 66 4.3 Silicon Wafers 67 4.3.1 Standard Process 67 4.3.2 Multicrystalline Silicon Ingots 70 4.3.3 Ribbon Silicon 71 4.4 Cell Processing 73 4.4.1 Screen-Printed Cells 73 4.4.2 Buried-Contact and Laser Doped, Selective-Emitter Solar Cells 76 4.4.3 HIT Cell 77 4.4.4 Rear-Contact Cell 78 4.4.5 PERL Solar Cell 79 4.5 Conclusion 82 Acknowledgements 82 References 82 5 Amorphous and Microcrystalline Silicon Solar Cells 85R.E.I. Schropp 5.1 Introduction 85 5.2 Deposition Methods 87 5.2.1 Modifications of Direct PECVD Techniques 88 5.2.2 Remote PECVD Techniques 89 5.2.3 Inline HWCVD Deposition 91 5.3 Material Properties 91 5.3.1 Protocrystalline Silicon 92 5.3.2 Microcrystalline or Nanocrystalline Silicon 93 5.4 Single-Junction Cell 96 5.4.1 Amorphous (Protocrystalline) Silicon Cells 98 5.4.2 Microcrystalline (μc-Si:H) Silicon Cells 99 5.4.3 Higher Deposition Rate 101 5.5 Multijunction Cells 102 5.6 Modules and Production 103 Acknowledgments 106 References 106 6 III-V Solar Cells 113N.J. Ekins-Daukes 6.1 Introduction 113 6.2 Homo- and Heterojunction III-V Solar Cells 115 6.2.1 GaAs Solar Cells 117 6.2.2 InP Solar Cells 120 6.2.3 InGaAsP 121 6.2.4 GaN 121 6.3 Multijunction Solar Cells 122 6.3.1 Monolithic Multijunction Solar Cells 123 6.3.2 Mechanically Stacked Multijunction Solar Cells 129 6.4 Applications 131 6.4.1 III-V Space Photovoltaic Systems 131 6.4.2 III-V Concentrator Photovoltaic Systems 132 6.5 Conclusion 134 References 134 7 Chalcogenide Thin-Film Solar Cells 145M. Paire, S. Delbos, J. Vidal, N. Naghavi and J.F. Guillemoles 7.1 Introduction 145 7.2 CIGS 148 7.2.1 Device Fabrication 148 7.2.2 Material Properties 162 7.2.3 Device Properties 171 7.2.4 Outlook 181 7.3 Kesterites 185 7.3.1 Advantages of CZTS 185 7.3.2 Crystallographic and Optoelectronic Properties 187 7.3.3 Synthesis Strategies 190 Acknowledgements 196 References 196 8 Printed Organic Solar Cells 217Claudia Hoth, Andrea Seemann, Roland Steim, Tayebeh Ameri, Hamed Azimi and Christoph J. Brabec 8.1 Introduction 217 8.2 Materials and Morphology 218 8.2.1 Organic Semiconductors 219 8.2.2 Control of Morphology in oBHJ Solar Cells 224 8.2.3 Monitoring Morphology 233 8.2.4 Numerical Simulations of Morphology 235 8.2.5 Alternative Approaches to Control the Morphology 235 8.3 Interfaces in Organic Photovoltaics 237 8.3.1 Origin of Voc 237 8.3.2 Determination of Polarity-Inverted and Noninverted Structure 238 8.3.3 Optical Spacer 239 8.3.4 Protection Layer between the Electrode and the Polymer 240 8.3.5 Selective Contact 240 8.3.6 Interface Material Review for OPV Cells 240 8.4 Tandem Technology 243 8.4.1 Theoretical Considerations 243 8.4.2 Review of Experimental Results 248 8.4.3 Design Rules for Donors in Bulk-Heterojunction Tandem Solar Cells 255 8.5 Electrode Requirements for Organic Solar Cells 257 8.5.1 Materials for Transparent Electrodes 258 8.5.2 Materials for Nontransparent Electrodes 263 8.6 Production of Organic Solar Cells 265 8.7 Summary and Outlook 273 References 273 9 Third-Generation Solar Cells 283Gavin Conibeer 9.1 Introduction 283 9.2 Multiple-Energy-Level Approaches 285 9.2.1 Tandem Cells 285 9.2.2 Multiple-Exciton Generation (MEG) 291 9.2.3 Intermediate-Band Solar Cells (IBSC) 293 9.3 Modification of the Solar Spectrum 294 9.3.1 Downconversion, QE > 1 294 9.3.2 Upconversion of Below-Bandgap Photons 297 9.4 Thermal Approaches 302 9.4.1 Thermophotovoltaics (TPV) 303 9.4.2 Thermophotonics 303 9.4.3 Hot-Carrier Cells 303 9.5 Other Approaches 308 9.5.1 Nonreciprocal Devices 308 9.5.2 Quantum Antennae – Light as a Wave 308 9.6 Conclusions 309 Acknowledgements 309 References 310 Concluding Remarks 315Gavin Conibeer and Arthur Willoughby Index 319
£120.56
