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電介質陶瓷(從基礎到應用)(精)/戰略性先進電子材料及其前沿技術叢書

  • 作者：林元華|責編:魯永芳|總主編:周益春
  • 出版社：清華大學
  • ISBN：9787302684558
  • 出版日期：2025/05/01
  • 裝幀：精裝
  • 頁數：258
人民幣：RMB 135 元      售價：元
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內容大鋼
    本書詳細介紹了電介質陶瓷材料的基礎、性能與應用，從基礎理論到前沿研究。本書分為三篇，第一篇從電介質的極化響應、電導和擊穿三方面簡要介紹了相關的基礎理論和模型；第二篇討論了電介質的物理性能調控策略，整理了晶體結構本征特性、熵工程、疇工程和多尺度結構設計等幾種重要調控策略；第三篇介紹了電介質陶瓷的應用，包括微波、溫度穩定型X7R/X8R類電容、巨介電、儲能電容器、壓電和電卡陶瓷材料。
    本書可作為相關專業本科生和相關領域研究生的入門讀物。希望本書可以激發廣大讀者對電介質領域的興趣，亦可為從事相關領域的研究人員提供參考。
作者介紹
林元華|責編:魯永芳|總主編:周益春
目錄
第一篇  電介質基本理論
  第1章  電介質的極化響應
    1.1  極化原理
      1.1.1  極化與介電常數
      1.1.2  極化的微觀機制
    1.2  有效場修正
      1.2.1  洛倫茲修正場
      1.2.2  昂薩格修正場
    1.3  介電損耗與弛豫
      1.3.1  損耗與復介電常數
      1.3.2  極化過程與德拜模型
      1.3.3  雙勢阱模型
      1.3.4  科爾-科爾圖與德拜模型修正
      1.3.5  諧振吸收與色散
    1.4  非線性電介質
      1.4.1  鐵電體
      1.4.2  順電體
      1.4.3  反鐵電體
    1.5  鐵電體的結構相變
      1.5.1  鐵電-順電的一級相變和二級相變
      1.5.2  鐵電-鐵電相變
    參考文獻
  第2章  電介質的電導
    2.1  概述
    2.2  輸運模型簡介
      2.2.1  布洛赫函數與能帶模型
      2.2.2  無序與電子局域化
    2.3  體相傳導機制
      2.3.1  歐姆機制
      2.3.2  跳躍機制
      2.3.3  普爾-弗倫克爾發射機制
      2.3.4  離子導電機制
      2.3.5  晶界限制型電導
    2.4  電荷注入機制
      2.4.1  熱電子發射(肖特基)機制
      2.4.2  電子隧穿機制
      2.4.3  空間電荷限制電流
    2.5  複雜電介質的實驗表徵
      2.5.1  等效電路
      2.5.2  熱激勵退極化電流
    參考文獻
  第3章  電介質的擊穿
    3.1  固體擊穿機制
      3.1.1  電擊穿機制
      3.1.2  電-機械擊穿機制
      3.1.3  熱擊穿機制
      3.1.4  次級擊穿機制
    3.2  工程電介質的擊穿
      3.2.1  隨機性原理
      3.2.2  韋布爾分佈

      3.2.3  擊穿的經驗規律
    3.3  模擬方法的相關進展
      3.3.1  電介質擊穿的相場模擬
      3.3.2  擊穿的其他理論模型
    參考文獻
第二篇  電介質的物理性能調控策略
  第4章  晶體結構本征特性
    4.1  價鍵工程
    4.2  八面體調製
      4.2.1  八面體傾轉定義及容忍因子
      4.2.2  八面體傾轉觀測及表徵
      4.2.3  鈣鈦礦及複合鈣鈦礦體系中的容忍因子調控
      4.2.4  鎢青銅體系中的容忍因子調控
      4.2.5  奧里維里斯相中的容忍因子和TC調控
    4.3  有序與無序
      4.3.1  陽離子有序度評價
      4.3.2  陽離子有序化及其檢測方法
      4.3.3  有序度對於介電、鐵電性能的調控
    參考文獻
  第5章  基於原子尺度設計的熵工程策略
    5.1  熵的定義與分類
    5.2  高熵效應
      5.2.1  熵穩定效應
      5.2.2  晶格畸變效應
      5.2.3  遲滯擴散效應
      5.2.4  雞尾酒效應
    5.3  熵效應對電介質的調控
      5.3.1  高熵電介質儲能材料
      5.3.2  高熵電介質電卡材料
      5.3.3  高熵電介質壓電材料
      5.3.4  高熵電介質鐵電材料
    5.4  高熵電介質材料的表徵
    參考文獻
  第6章  基於納米尺度設計的疇工程策略
    6.1  鐵電體里的疇結構
      6.1.1  疇結構的形成
      6.1.2  疇的觀察
      6.1.3  極化切換的熱力學過程
    6.2  納米疇工程
      6.2.1  尺寸效應和弛豫鐵電體
      6.2.2  基於弛豫鐵電體的壓電陶瓷
      6.2.3  從納米疇到極性團簇的儲能電介質
    6.3  拓撲疇結構
    6.4  疇壁電子學
    6.5  模擬方法
    參考文獻
  第7章  多尺度結構設計
    7.1  化學缺陷結構
      7.1.1  極化行為的調控
      7.1.2  介電強度的調控

      7.1.3  對介電行為的調控
      7.1.4  對損耗/傳導的調控
    7.2  納米晶-非晶雙相結構
      7.2.1  傳統工藝調控
      7.2.2  熵效應調控
    7.3  核殼結構
    7.4  多層結構
      7.4.1  對擊穿的影響
      7.4.2  對極化的影響
    參考文獻
第三篇  電介質陶瓷的應用
  第8章  微波介質陶瓷材料
    8.1  微波介質材料的一般要求
    8.2  微波介質材料的基本性能
      8.2.1  介電常數
      8.2.2  品質因數
      8.2.3  溫度穩定係數
    8.3  微波介質陶瓷的性能測試方法
      8.3.1  傳輸線法
      8.3.2  諧振器法
    8.4  微波介質材料調控策略
    8.5  典型的微波介質陶瓷體系、分類及應用
      8.5.1  低介微波陶瓷及應用
      8.5.2  中介微波陶瓷及應用
      8.5.3  高介微波陶瓷及應用
    參考文獻
  第9章  溫度穩定型X7R/X8R類介質陶瓷材料
    9.1  概述
    9.2  介溫特性調控機制
      9.2.1  相變擴散
      9.2.2  展寬效應
      9.2.3  移峰效應
    9.3  溫度穩定型BaTiO3基陶瓷
      9.3.1  BaTiO3的結構與介電特性
      9.3.2  核殼結構設計
    9.4  其他的溫度穩定型介質陶瓷
    參考文獻
  第10章  巨介電陶瓷材料
    10.1  概述
    10.2  巨介電常數產生的機理
      10.2.1  內部阻擋層電容效應
      10.2.2  表面阻擋層電容效應
      10.2.3  電子釘扎的缺陷偶極效應
    10.3  常見巨介電陶瓷材料設計策略
      10.3.1  BaTiO3基
      10.3.2  CaCu3Ti4O12基
      10.3.3  NiO基
      10.3.4  TiO2基
      10.3.5  SrTiO3基
    參考文獻

  第11章  儲能電容器介質陶瓷材料
    11.1  介紹
    11.2  結構與特性
      11.2.1  儲能原理
      11.2.2  性能參數
      11.2.3  材料體系
    11.3  研究現狀
      11.3.1  薄膜材料研究現狀
      11.3.2  塊體材料研究現狀
      11.3.3  多層陶瓷電容器研究現狀
    11.4  應用
    參考文獻
  第12章  壓電陶瓷材料
    12.1  壓電效應與壓電材料
      12.1.1  壓電效應
      12.1.2  壓電材料及其主要性能指標
    12.2  壓電材料的分類
      12.2.1  鉛基壓電材料
      12.2.2  無鉛壓電材料
    12.3  壓電材料中的性能調控
      12.3.1  相界工程
      12.3.2  鐵電疇工程
      12.3.3  缺陷工程
      12.3.4  微觀結構工程
    12.4  壓電材料的應用
      12.4.1  壓電感測器
      12.4.2  壓電驅動器
      12.4.3  壓電材料在電子產品中的應用
      12.4.4  新型應用
    參考文獻
  第13章  電卡陶瓷材料
    13.1  電卡效應
      13.1.1  研究背景
      13.1.2  熱力學理論基礎
    13.2  電卡材料的測量與調控
      13.2.1  電卡效應的測量方法
      13.2.2  電卡效應的調控思路
    13.3  電卡材料的研究進展
      13.3.1  陶瓷塊體和MLCC
      13.3.2  陶瓷薄膜
    13.4  電卡材料的器件化
      13.4.1  基於流體的熱再生循環製冷系統
      13.4.2  固態級聯製冷系統
    參考文獻

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