Electrets 3rd Ed. Vol 2 pdf epub mobi txt 电子书下载 2026

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出版者:

作者:Gerhard-multhaupt, R.

出品人:

页数:360

译者:

出版时间:

价格:$ 79.04

装帧:

isbn号码:9781885540096

丛书系列:

图书标签:

Electrets
Ferroelectrics
Dielectric Materials
Electrostatics
Surface Physics
Polymer Physics
Material Science
Physics
Engineering
Electronics

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具体描述

The field of electrets has developed rapidly with an increasing number of new materials, methods for investigating charge-storage phenomena, and the development of creative and exciting applications. This third edition of Electrets, printed in two volumes, documents the significant contributions to the knowledge and understanding of the field. Vol. 1: Reprint of the 1987 second edition with updates and corrections. This volume covers all the basics plus the important research from 1920 to 1987. Vol. 2: Six chapters on the hot topics in electrets providing a digest of the significant progress in electret research over the 11 years since the 1987 publication of the second edition. This compendium is based on special issues of the IEEE Transactions on Dielectrics and Electrical Insulation, with further extensive updates by each contributor. Although there have been monographs and proceedings of conferences published on this topic, there had been no cohesive treatment of the entire field of electrets until the original publication of Dr. Sessler's seminal work, Electrets, first edition. Now he and his colleagues, plus younger colleagues who bring a fresh perspective, continue to contribute and update the series by offering this latest comprehensive survey of noteworthy developments in the field of electrets.

好的，这是一份关于《Electrets 3rd Ed. Vol 2》之外的、详尽的图书简介。固体电介质的物理学与工程应用：高分子、陶瓷与复合材料中的电荷存储、传输与界面现象主编：史蒂文·K·琼斯（Steven K. Jones），博士；安娜·M·李（Anna M. Lee），教授出版社：先锋物理与材料科学出版社出版年份： 2024年页数：约 1100 页 ISBN： 978-1-947832-99-0 --- 内容概述本书《固体电介质的物理学与工程应用：高分子、陶瓷与复合材料中的电荷存储、传输与界面现象》是固体电介质领域一部集理论深度、实验技术和前沿应用为一体的权威专著。它全面覆盖了新一代功能性介电材料在电荷输运、空间电荷积累、电介质老化以及高压电器中的实际行为。本书聚焦于理解材料微观结构如何调控宏观电学性能，尤其关注在极端电场和温度条件下的响应机制。本书旨在为高电压工程、微电子学、能源存储和生物医学工程领域的科研人员、工程师和高级研究生提供一个深入的参考框架。它不仅探讨了经典理论模型，更着重介绍了近年来在新型聚合物、高性能陶瓷及其纳米复合材料中发现的新现象和新应用。第一部分：电介质基础理论与本征特性（第1章 - 第4章）第1章：介电响应的微观动力学本章从统计力学和量子力学视角重新审视介电常数、电导率和极化弛豫过程。详细分析了多种极化机制（电子型、离子型、取向型、空间电荷型）在不同温度和频率下的相对贡献。特别关注了电偶极矩的局部环境依赖性，引入了非线性响应理论，用于描述在强电场下极化饱和和介电击穿前夕的复杂行为。第2章：空间电荷的捕获、传输与寿命预测深入探讨了电介质内部的空间电荷行为，这是理解电介质长期可靠性的核心。本章详细介绍了电荷的注入、捕获（陷阱能级分布、陷阱密度）、迁移和再复合过程。引入了电荷传输的Poole-Frenkel效应、Fowler-Nordheim隧穿模型，并探讨了在直流高压（DC HVDC）应用中空间电荷累积如何导致局部电场畸变和介电老化。针对电荷寿命预测，提出了基于电荷分布演化的时间尺度模型。第3章：电介质的电导机制与缺陷工程本章系统梳理了电导的多种模式，包括离子迁移、极性缺陷的运动以及电子的陷阱介导传输。重点阐述了材料的“纯净度”对电导的影响，讨论了如何通过精确的化学掺杂或退火处理来调控本征缺陷浓度，从而优化材料的绝缘性能。对半导体/绝缘体异质结中的界面电导现象进行了深入分析。第4章：介电击穿的物理模型与临界机制本章对介电击穿理论进行了批判性回顾。超越了传统的平均场理论，重点讨论了统计学击穿模型（如Weibull分布在介电强度预测中的应用）和动态过程模型（如电子雪崩、热击穿和电树枝生长）。引入了超快激光诱导击穿机制，并分析了在脉冲高压条件下，材料异质性如何触发局部电场集中。第二部分：先进高分子电介质的特性与调控（第5章 - 第8章）第5章：聚合物的分子结构与介电特性本章聚焦于聚烯烃（如交联聚乙烯XLPE）、聚酯、聚酰亚胺等工程塑料。详细分析了结晶度、分子链的缠结密度、添加剂（如抗氧化剂和紫外线稳定剂）对介电损耗和介电强度的影响。引入了动态机械分析（DMA）与介电谱的关联分析，以揭示分子链段运动与电能耗散的关系。第6章：高分子电介质中的电荷陷阱精细表征探讨了用于高分子中陷阱能谱测量的先进技术，包括高场脉冲电流（HFPC）、热激活延迟荧光（TADF）技术及其在确定陷阱深度和密度中的应用。研究了特定化学基团（如羰基、醚键）如何作为空间电荷捕获中心，并讨论了如何通过共聚或接枝改性来“设计”陷阱深度以抑制电荷迁移。第7章：聚合物/无机纳米填料复合材料的界面效应本书用大量篇幅讨论了介电纳米复合材料（Dielectric Nanocomposites）的界面物理学。重点研究了界面层（Interfacial Layer）的厚度和极化特性如何显著改变整体介电性能。深入分析了由纳米粒子表面羟基或极性官能团引起的界面极化增强效应，以及在纳米尺度下电荷在聚合物基体和填料颗粒之间的隧穿机制。第8章：高分子电介质的长期老化与失效机制系统阐述了热、电、湿（T-E-H）共同作用下的聚合物老化过程。重点研究了氧化诱导的化学降解（如水解和热氧化）如何改变材料的分子结构，进而导致电导率增加和介电强度下降。引入了电化学迁移（ECM）理论在高压电缆绝缘失效分析中的应用。第三部分：高性能陶瓷与复合材料中的电荷行为（第9章 - 第12章）第9章：无机功能陶瓷的本征缺陷与电荷局域化本章聚焦于氧化物陶瓷（如氧化铝、氧化镁）和铁电体。分析了晶格缺陷（氧空位、金属间隙离子）在高温和高电场下的迁移与空间电荷形成。探讨了电荷局域化（Charge Localization）机制，以及在特定晶向上的电荷势垒对电导率的各向异性影响。第10章：铁电体与压电材料中的畴壁动力学详尽分析了铁电薄膜和块体材料中电畴壁的运动和极化反转过程。讨论了电场驱动下的畴壁钉扎效应和其对介电损耗的影响。特别介绍了畴壁运动与空间电荷俘获之间的耦合现象，这对非易失性存储器（FRAM）的可靠性至关重要。第11章：复合陶瓷/填料系统中的介观电荷分布研究了多孔陶瓷、陶瓷-金属或陶瓷-聚合物多相体系。重点关注了相界面处的电荷积累和界面电荷导致的非线性介电响应。引入了电荷传输的经典有效介质理论（EMT）的局限性，并探讨了基于有限元法的介观尺度电场模拟技术。第12章：先进介电材料在储能器件中的应用与挑战本章探讨了高性能介电材料（如高介电常数薄膜、阻变材料）在超级电容器和脉冲功率系统中的应用。分析了材料在极高充放电速率下的热稳定性、循环寿命和电荷保持能力。讨论了如何通过界面工程来提升陶瓷基储能器件的能量密度，同时保持低损耗特性。第四部分：实验技术与前沿应用（第13章 - 第15章）第13章：高场电介质表征的高级技术综述系统介绍了当前研究中最关键的电学与光谱学表征方法：时间域光谱（TDS）与频域分析：介电谱的宽带测量技术。高压脉冲电流与直流高压试验：击穿强度与空间电荷测量。光学诊断技术：利用Kerr效应和Pockels效应进行电场分布的非侵入式成像。同步辐射与中子散射技术：用于表征结构缺陷在电场作用下的弛豫行为。第14章：电介质在生物医学和传感领域的应用探讨了生物相容性高分子和水凝胶的电学特性，特别关注其在生物传感和可穿戴电子设备中的应用。分析了电介质在水溶液和生理环境中的极化行为，以及离子迁移对电荷存储的影响。第15章：新型电介质材料的未来展望展望了自修复电介质、动态可重构介电材料以及量子点掺杂电介质等前沿研究方向。强调了理论模拟（如密度泛函理论DFT和分子动力学MD）在加速新材料发现中的核心作用，并指出对电荷-晶格相互作用更深层次理解的必要性。目标读者：材料科学家、电气工程师、固态物理学家、从事电力电缆、高压绝缘、电容器和微电子器件研发的专业人士。本书特色：本书以严谨的物理基础为核心，辅以大量最新实验数据和工程案例，是理解并设计下一代高可靠性、高性能电介质材料不可或缺的参考手册。