聚合物材料的电学性能及其应用 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:化学工业出版社

作者:赵文元

出品人:

页数:365

译者:

出版时间:2006-4

价格:35.00元

装帧:简裝本

isbn号码:9787502583675

丛书系列:

图书标签:

• 聚合物材料
• 电学性能
• 导电聚合物
• 绝缘材料
• 介电材料
• 半导体聚合物
• 有机电子学
• 高分子物理
• 材料科学
• 应用研究

《聚合物材料的电学性能及其应用》 本书内容概要 《聚合物材料的电学性能及其应用》是一本专注于聚合物材料在电学领域相关特性和应用的研究专著。全书围绕着聚合物如何表现出电学行为，以及这些行为如何在各种实际应用中得到充分发挥展开。 第一部分：聚合物的电学基础 本部分将深入探讨聚合物材料电学性能的微观起源和宏观表现。首先，会从聚合物的分子结构出发，解析其电子结构、链构象、分子间作用力等基本要素如何影响其导电、绝缘、介电、压电、热释电等基本电学性质。 电子结构与电荷传输： 详细阐述聚合物的价带、导带、禁带等概念，区分本征半导体聚合物、掺杂导电聚合物以及绝缘聚合物的电荷载流子特性。探讨电荷传输机制，如跃迁导电、极化子传导、缺陷导电等，并分析影响电荷传输效率的因素，如分子量、结晶度、链规整性、取向以及外部场强等。 介电性能： 深入研究聚合物的介电常数、介电损耗、击穿强度等关键参数。解释电偶极矩、极化机制（电子极化、原子极化、取向极化、空间电荷极化）及其频率和温度依赖性。分析不同聚合物结构（如非极性聚合物、极性聚合物、交联聚合物）对其介电性能的影响，以及聚合物复合材料在优化介电性能方面的作用。 电致伸缩与压电效应： 阐述聚合物在外电场作用下的形变（电致伸缩）以及其逆效应——压电效应。介绍具有压电活性的聚合物种类，如聚偏氟乙烯（PVDF）及其共聚物，分析其分子结构与压电性能之间的构效关系。探讨电场极化技术对聚合物压电性能的提升。 热释电效应： 讲解聚合物中存在的由于温度变化引起的自发极化变化（热释电效应），及其在温度传感器和红外探测器中的潜在应用。 半导体聚合物的合成与修饰： 介绍合成高性能半导体聚合物的关键技术，包括单体制备、聚合方法、共聚设计以及后聚合修饰策略，旨在调控其电子能级、载流子迁移率和稳定性。 第二部分：聚合物的电学应用 在建立对聚合物电学性能的深入理解之后，本部分将聚焦于这些特性如何在各个领域实现创新性的应用。 导电聚合物在电子器件中的应用： 有机电子学： 详细介绍导电聚合物作为有机发光二极管（OLED）中的电荷注入层、传输层，有机太阳能电池（OSC）中的给体或受体材料，有机薄膜晶体管（OTFT）中的半导体层，以及超级电容器和锂离子电池中的电极材料。 防静电材料与电磁屏蔽： 探讨利用导电聚合物制造的防静电涂层、包装材料，以及用于屏蔽电磁干扰（EMI）的复合材料。 绝缘聚合物在电力绝缘领域的应用： 高压电缆绝缘： 分析高性能绝缘聚合物（如交联聚乙烯XLPE）在输电电缆中的应用，讨论其击穿机制、老化特性以及提高绝缘可靠性的方法。 电子元器件封装： 介绍聚合物在集成电路、传感器等电子元器件封装中的作用，强调其绝缘性、耐热性、机械强度和环境适应性。 介电聚合物在储能与传感器中的应用： 高能量密度电容器： 重点介绍具有高介电常数和低介电损耗的聚合物薄膜在薄膜电容器中的应用，探讨提高能量密度和功率密度的设计策略，如纳米复合技术。 传感器件： 阐述压电和热释电聚合物在压力传感器、加速度计、麦克风、红外探测器等传感器件中的应用原理和设计实例。 聚合物在生物电子学与医疗器械中的应用： 生物兼容性电极： 讨论具有导电性和良好生物相容性的聚合物在神经接口、植入式电极、生物传感器等领域的应用。 药物释放系统： 介绍电响应性聚合物在控制药物释放方面的潜力。 智能聚合物材料： 形状记忆聚合物（SMPs）与响应性聚合物： 探讨电响应性聚合物的特性，如在电场作用下改变形状或功能的聚合物，及其在驱动器、软机器人、可穿戴设备等领域的应用前景。 第三部分：表征技术与未来展望 本部分将介绍用于研究聚合物电学性能的关键表征技术，并对该领域未来的发展趋势进行展望。 主要表征方法： 详细介绍如阻抗谱、循环伏安法、电化学石英晶体微天平（EQCM）、扫描电子显微镜（SEM）、透射电子显微镜（TEM）、X射线衍射（XRD）、核磁共振（NMR）、紫外-可见吸收光谱（UV-Vis）、荧光光谱等与聚合物电学性能相关的表征技术。 理论计算与模拟： 讨论密度泛函理论（DFT）等计算方法在预测和理解聚合物电学性能方面的作用。 未来发展趋势： 展望聚合物材料在柔性电子、可穿戴电子、生物电子学、新能源技术、环境监测等前沿领域的创新应用，以及新一代功能性聚合物材料的设计与开发方向，如高迁移率聚合物、多功能集成材料、自修复导电聚合物等。 本书旨在为材料科学家、化学工程师、物理学家以及相关领域的研究人员和学生提供一个全面而深入的参考。通过对聚合物电学性能的深入解析和对多样化应用的广泛介绍，期望能激发更多的研究创新，推动聚合物材料在现代科技和社会发展中的应用。

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这本书的封面设计实在太吸引眼球了，那种深邃的蓝色背景，配上一些抽象的、仿佛电流在材料内部流动的线条，一下子就抓住了我的注意力。我本来对这个领域了解不多，但光是看到书名和封面，就激发出了一种想要探索的冲动。它给人的感觉非常“硬核”，不是那种教科书式的刻板，而是带着一种前沿科技的神秘感。我原以为会是一本枯燥的理论大全，但翻开前言后发现，作者的叙述方式相当有条理，似乎在引导读者一步步揭开聚合物材料在电学特性方面的“面纱”。特别是看到里面提到了一些最新的研究方向，比如柔性电子器件中的应用前景，让我对接下来的阅读充满了期待。这本书的排版也很精良，图文并茂，使得那些复杂的电学模型和实验数据看起来不再那么难以消化。我感觉作者不仅仅是想传授知识，更像是在分享一个充满挑战和机遇的科研世界。这种对细节的关注和对读者体验的重视，是很多技术书籍所欠缺的。

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不得不说，这本书的作者在材料选择和实验表征方面的深度非常惊人。我发现它囊括了从传统的聚乙烯、聚氯乙烯到新型的导电聚合物、共轭聚合物等一系列广泛的材料体系。对于每一种材料，作者都详细对比了其在不同频率和温度下的电导率、介电常数和损耗因子。这种全方位的扫描，展现了作者深厚的学术积累。我尤其对其中关于“导电机制的转变点”的论述印象深刻，作者清晰地指出了在不同掺杂浓度或温度下，材料的主导导电机制是如何从经典的泊尔-福尔模型（Poole-Frenkel）转变为变程隧穿（VRH）的，并且给出了详尽的图谱支持。这种细致入微的分析，对于我们这些试图优化材料性能以满足特定电学要求的人来说，简直是“及时雨”。它帮助我明确了，如果想提升某一特定应用场景下的电学性能，我们应该从分子结构设计的哪个环节入手去施加影响。

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这本书的行文风格非常稳健，带着一种老派科学家的严谨和一丝不苟，但又不失现代科学的活力。它不像一些最新的综述那样追求快速跟进热点，而是沉下心来，对基础的物理过程进行深入的挖掘和论证。我注意到作者在引用文献时非常审慎，很少出现那种为了堆砌引用而引用的情况，每一条参考都似乎是为了支撑一个关键的论点或实验结果。这种对可靠性的坚持，让我在阅读时充满了信任感。特别是书中关于“电荷注入和界面的影响”的章节，作者花费了大量篇幅来讨论电极/聚合物界面的处理技术如何影响器件的长期稳定性和效率，这往往是实验中被忽视但至关重要的环节。读完这部分，我深刻认识到，聚合物材料的电学性能不仅仅是体相材料本身的固有属性，更是与其所处环境和接触界面的复杂耦合作用的结果。这本书教会了我如何全面地看待一个电学问题。

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从应用角度来看，这本书的视角非常广阔，完全没有局限在某一个狭窄的子领域。我惊喜地发现，它不仅涵盖了传统的电缆绝缘、电容器等领域，还深入探讨了聚合物在有机发光二极管（OLED）、光伏电池以及生物电子学中的潜力。例如，书中对聚合物压电材料在能量收集器中的响应机制进行了详细的建模分析，这对于我们正在进行的可穿戴传感器项目非常有启发性。它不仅仅描述了“是什么”，更侧重于“为什么”和“如何做得更好”。书中提供的一些案例分析，直接将电学参数与最终的器件性能指标（如效率、寿命、灵敏度）挂钩，使得抽象的电学数据变得具体可感。这本书的价值在于，它提供了一个坚实的基础，让读者能够自信地跨越学科壁垒，将聚合物电学知识应用到更广阔的工程实践中去。它是一本能真正驱动创新思维的参考书。

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我之前接触过一些关于高分子物理的书籍，很多都过于侧重于宏观的力学性能或热力学行为，对于电学性能的探讨往往是一笔带过，或者只停留在非常基础的导电机制层面。然而，这本书显然突破了这一局限，它似乎构建了一个非常扎实的电学性能分析框架。我特别关注到其中关于“电荷传输动力学”那一章，作者用了一种非常精妙的方式来阐述空间电荷限制电流（SCLC）和陷阱态密度的关系，这对于理解聚合物绝缘体在强电场下的失效机制至关重要。更重要的是，它没有停留在理论推导，而是紧密结合了实际的器件结构，比如薄膜电容器和有机半导体器件中的实际应用案例。这种理论与实践的无缝衔接，极大地提升了这本书的实用价值。对于一个希望将基础电学理论应用于新型储能或传感技术的研究人员来说，这本书无疑提供了许多可以直接借鉴的思路和方法论。我对书中关于介电弛豫过程的分析尤为欣赏，它揭示了分子结构如何调控材料的宏观介电响应，这才是理解其电学本质的关键。

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