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内容大纲
本书详细介绍了电介质陶瓷材料的基础、性能与应用，从基础理论到前沿研究。本书分为三篇，第一篇从电介质的极化响应、电导和击穿三方面简要介绍了相关的基础理论和模型；第二篇讨论了电介质的物理性能调控策略，整理了晶体结构本征特性、熵工程、畴工程和多尺度结构设计等几种重要调控策略；第三篇介绍了电介质陶瓷的应用，包括微波、温度稳定型X7R/X8R类电容、巨介电、储能电容器、压电和电卡陶瓷材料。
本书可作为相关专业本科生和相关领域研究生的入门读物。希望本书可以激发广大读者对电介质领域的兴趣，亦可为从事相关领域的研究人员提供参考。 -
作者介绍
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目录
第一篇 电介质基本理论
第1章 电介质的极化响应
1.1 极化原理
1.1.1 极化与介电常数
1.1.2 极化的微观机制
1.2 有效场修正
1.2.1 洛伦兹修正场
1.2.2 昂萨格修正场
1.3 介电损耗与弛豫
1.3.1 损耗与复介电常数
1.3.2 极化过程与德拜模型
1.3.3 双势阱模型
1.3.4 科尔-科尔图与德拜模型修正
1.3.5 谐振吸收与色散
1.4 非线性电介质
1.4.1 铁电体
1.4.2 顺电体
1.4.3 反铁电体
1.5 铁电体的结构相变
1.5.1 铁电-顺电的一级相变和二级相变
1.5.2 铁电-铁电相变
参考文献
第2章 电介质的电导
2.1 概述
2.2 输运模型简介
2.2.1 布洛赫函数与能带模型
2.2.2 无序与电子局域化
2.3 体相传导机制
2.3.1 欧姆机制
2.3.2 跳跃机制
2.3.3 普尔-弗伦克尔发射机制
2.3.4 离子导电机制
2.3.5 晶界限制型电导
2.4 电荷注入机制
2.4.1 热电子发射(肖特基)机制
2.4.2 电子隧穿机制
2.4.3 空间电荷限制电流
2.5 复杂电介质的实验表征
2.5.1 等效电路
2.5.2 热激励退极化电流
参考文献
第3章 电介质的击穿
3.1 固体击穿机制
3.1.1 电击穿机制
3.1.2 电-机械击穿机制
3.1.3 热击穿机制
3.1.4 次级击穿机制
3.2 工程电介质的击穿
3.2.1 随机性原理
3.2.2 韦布尔分布
3.2.3 击穿的经验规律
3.3 模拟方法的相关进展
3.3.1 电介质击穿的相场模拟
3.3.2 击穿的其他理论模型
参考文献
第二篇 电介质的物理性能调控策略
第4章 晶体结构本征特性
4.1 价键工程
4.2 八面体调制
4.2.1 八面体倾转定义及容忍因子
4.2.2 八面体倾转观测及表征
4.2.3 钙钛矿及复合钙钛矿体系中的容忍因子调控
4.2.4 钨青铜体系中的容忍因子调控
4.2.5 奥里维里斯相中的容忍因子和TC调控
4.3 有序与无序
4.3.1 阳离子有序度评价
4.3.2 阳离子有序化及其检测方法
4.3.3 有序度对于介电、铁电性能的调控
参考文献
第5章 基于原子尺度设计的熵工程策略
5.1 熵的定义与分类
5.2 高熵效应
5.2.1 熵稳定效应
5.2.2 晶格畸变效应
5.2.3 迟滞扩散效应
5.2.4 鸡尾酒效应
5.3 熵效应对电介质的调控
5.3.1 高熵电介质储能材料
5.3.2 高熵电介质电卡材料
5.3.3 高熵电介质压电材料
5.3.4 高熵电介质铁电材料
5.4 高熵电介质材料的表征
参考文献
第6章 基于纳米尺度设计的畴工程策略
6.1 铁电体里的畴结构
6.1.1 畴结构的形成
6.1.2 畴的观察
6.1.3 极化切换的热力学过程
6.2 纳米畴工程
6.2.1 尺寸效应和弛豫铁电体
6.2.2 基于弛豫铁电体的压电陶瓷
6.2.3 从纳米畴到极性团簇的储能电介质
6.3 拓扑畴结构
6.4 畴壁电子学
6.5 模拟方法
参考文献
第7章 多尺度结构设计
7.1 化学缺陷结构
7.1.1 极化行为的调控
7.1.2 介电强度的调控
7.1.3 对介电行为的调控
7.1.4 对损耗/传导的调控
7.2 纳米晶-非晶双相结构
7.2.1 传统工艺调控
7.2.2 熵效应调控
7.3 核壳结构
7.4 多层结构
7.4.1 对击穿的影响
7.4.2 对极化的影响
参考文献
第三篇 电介质陶瓷的应用
第8章 微波介质陶瓷材料
8.1 微波介质材料的一般要求
8.2 微波介质材料的基本性能
8.2.1 介电常数
8.2.2 品质因数
8.2.3 温度稳定系数
8.3 微波介质陶瓷的性能测试方法
8.3.1 传输线法
8.3.2 谐振器法
8.4 微波介质材料调控策略
8.5 典型的微波介质陶瓷体系、分类及应用
8.5.1 低介微波陶瓷及应用
8.5.2 中介微波陶瓷及应用
8.5.3 高介微波陶瓷及应用
参考文献
第9章 温度稳定型X7R/X8R类介质陶瓷材料
9.1 概述
9.2 介温特性调控机制
9.2.1 相变扩散
9.2.2 展宽效应
9.2.3 移峰效应
9.3 温度稳定型BaTiO3基陶瓷
9.3.1 BaTiO3的结构与介电特性
9.3.2 核壳结构设计
9.4 其他的温度稳定型介质陶瓷
参考文献
第10章 巨介电陶瓷材料
10.1 概述
10.2 巨介电常数产生的机理
10.2.1 内部阻挡层电容效应
10.2.2 表面阻挡层电容效应
10.2.3 电子钉扎的缺陷偶极效应
10.3 常见巨介电陶瓷材料设计策略
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
参考文献
第11章 储能电容器介质陶瓷材料
11.1 介绍
11.2 结构与特性
11.2.1 储能原理
11.2.2 性能参数
11.2.3 材料体系
11.3 研究现状
11.3.1 薄膜材料研究现状
11.3.2 块体材料研究现状
11.3.3 多层陶瓷电容器研究现状
11.4 应用
参考文献
第12章 压电陶瓷材料
12.1 压电效应与压电材料
12.1.1 压电效应
12.1.2 压电材料及其主要性能指标
12.2 压电材料的分类
12.2.1 铅基压电材料
12.2.2 无铅压电材料
12.3 压电材料中的性能调控
12.3.1 相界工程
12.3.2 铁电畴工程
12.3.3 缺陷工程
12.3.4 微观结构工程
12.4 压电材料的应用
12.4.1 压电传感器
12.4.2 压电驱动器
12.4.3 压电材料在电子产品中的应用
12.4.4 新型应用
参考文献
第13章 电卡陶瓷材料
13.1 电卡效应
13.1.1 研究背景
13.1.2 热力学理论基础
13.2 电卡材料的测量与调控
13.2.1 电卡效应的测量方法
13.2.2 电卡效应的调控思路
13.3 电卡材料的研究进展
13.3.1 陶瓷块体和MLCC
13.3.2 陶瓷薄膜
13.4 电卡材料的器件化
13.4.1 基于流体的热再生循环制冷系统
13.4.2 固态级联制冷系统
参考文献
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