电子陶瓷材料与器件

图书标准信息

• 作者 吴家刚 主编；郑婷 副主编
• 出版社 化学工业出版社
• 出版时间 2022-08
• 版次 1
• ISBN 9787122406699
• 定价 59.00元
• 装帧 平装
• 开本 16开
• 纸张 胶版纸
• 页数 301页
• 字数 469千字

【内容简介】

本书结合近几十年国内外有关电子陶瓷的主要研究成果和学术思想及本课题组在铁电压电领域的研究特色进行了编著，深入讨论了电子陶瓷的理论基础、制备方法与革新技术、近年来的研究进展以及相关器件应用。全书共10章，前3章主要阐述电子陶瓷的基本物理特性、材料与器件的制作、显微结构与性能的关联；后7章主要涵盖电子陶瓷材料与器件的发展，包括铁电压电陶瓷、铁电储能陶瓷、微波介质陶瓷、电容器陶瓷、敏感陶瓷、绝缘陶瓷、陶瓷基复合材料。本书重点引入了电子陶瓷新近发展的新理论、新方法、新技术、新材料以及新器件，内容新颖、案例丰富，有益于读者深入了解电子陶瓷材料与器件的发展。本书可作为材料科学与工程、电子科学与技术、凝聚态物理、电介质物理、功能材料等学科或专业的本科生和研究生教学用书，也可供电子材料与元器件、功能陶瓷与器件等领域的研究人员和工程技术人员参考。

【作者简介】

吴家刚，四川大学材料学院，教授/副院长，担任Associate Editor of ACS Applied Materials & Interfaces副主编，国家自然科学优秀青年基金获得者、国家自然科学基金中英人才/牛顿高*级学者基金和宝钢优秀教师获得者，材料科学与工程国*家级实验示范教学中心副主任。入选爱思唯尔中国高被引学者、四川省天府万人计划科技菁英等。研究方向为压电铁电陶瓷材料的性能调控及器件研究。提出了通过组分设计来构建新型相界以增强铌酸钾钠基无铅陶瓷性能的新理论，使其压电性能获得了连续突破(d33~650 pC/N)，为当前该类非织构陶瓷的国际报道*高值。主持国家自然科学基金5项（优青、面上2项、青年等）。授权国家发明专利5项；全英文专著1部；作为第*一或(共同)通讯作者已发表SCI收录论文170余篇、被SCI他引5000余次，其中九篇文章入选ESI高被引论文。近年来，讲授《电子陶瓷材料与器件》本科课程，讲授《现代陶瓷科学与技术》《高技术新材料》《材料物理与化学》《功能材料物理与化学》等研究生课程。

【目录】

第1章绪论

1.1电子陶瓷的定义 1

1.2电子陶瓷的基本性质 1

1.2.1电学性能 1

1.2.2力学性能 9

1.2.3热学性能 12

1.2.4光学性能 15

1.2.5耦合性能 16

1.3电子陶瓷的晶体结构 17

1.3.1基本结构 17

1.3.2离子半径与离子型晶体的构成 18

1.3.3代表性结构 19

1.4电子陶瓷的相与相变理论 21

1.4.1相与相平衡规律 21

1.4.2相变的热力学与动力学定律 22

1.4.3结构相变 25

1.4.4铁电相变 26

1.5电子陶瓷材料与器件的分类与应用 31

1.5.1结构陶瓷及应用 31

1.5.2功能陶瓷及器件的应用 31

1.5.3电子陶瓷材料及器件的新型应用 33

1.5.4电子陶瓷材料及器件的发展趋势 33

课后习题 34

参考文献 34

第2章电子陶瓷的制备工艺

2.1引言 36

2.2原料 37

2.3配料计算 41

2.4粉体制备 混合工艺 41

2.4.1物理法 42

2.4.2化学法 44

2.4.3粉体混合工艺 47

2.5造粒 48

2.6成型工艺 49

2.6.1干法成型 49

2.6.2湿法成型 51

2.6.3新型成型工艺——固体无模成型技术 57

2.7烧结工艺 60

2.7.1烧结机理 60

2.7.2烧结过程 62

2.7.3影响烧结的因素 63

2.7.4常见烧结方法 65

2.7.5新型烧结方法 70

2.8表面金属化 74

2.8.1烧渗法 74

2.8.2化学镀法 75

2.8.3真空蒸镀 76

课后习题 76

参考文献 76

第3章电子陶瓷的显微结构

3.1概述 78

3.2电子陶瓷显微结构的相组成 79

3.2.1晶粒 79

3.2.2晶界 84

3.2.3气孔相 85

3.2.4玻璃相 86

3.2.5畴结构 86

3.3显微结构的表征方法 88

3.3.1光学显微镜 88

3.3.2扫描电子显微镜 89

3.3.3透射电子显微镜 95

3.3.4压电力显微镜 95

课后习题 101

参考文献 101

第4章铁电压电陶瓷及器件

4.1铁电压电陶瓷的定义及发展现状 104

4.2铁电压电陶瓷的电学性能参数及其测试方法 105

4.2.1介电性能 105

4.2.2弹性性能 109

4.2.3压电性能 111

4.2.4铁电性能 117

4.3铁电压电陶瓷的分类及发展现状 120

4.3.1钙钛矿 120

4.3.2钨青铜 136

4.3.3铋层状 137

4.4铁电压电陶瓷的器件设计与应用 139

4.4.1压电传感器 140

4.4.2压电驱动器 140

4.4.3压电换能器 141

课后习题 141

参考文献 141

第5章铁电储能陶瓷及器件

5.1概述 144

5.2储能陶瓷的基本原理 146

5.3代表性储能陶瓷材料 147

5.3.1线性储能陶瓷 149

5.3.2非线性储能陶瓷 150

5.4多层电容器储能陶瓷 158

5.5储能陶瓷的应用 159

5.5.1储能陶瓷与脉冲功率系统简介 159

5.5.2脉冲功率系统的分类 161

5.5.3脉冲功率电容器的储能研究意义 162

5.5.4脉冲功率电容器的国内外研究现状 163

5.6储能陶瓷的小结与展望 163

课后习题 164

参考文献 164

第6章微波介质陶瓷及器件

6.1微波介质陶瓷的定义和特性 167

6.2微波介质陶瓷的主要性能参数 167

6.2.1介电常数 167

6.2.2品质因数 168

6.2.3谐振频率温度系数 169

6.3微波介质陶瓷的分类 170

6.3.1低εr材料 170

6.3.2中εr材料  172

6.3.3高εr材料  174

6.4微波介质陶瓷的低温共烧技术 175

6.4.1 LTCC技术工艺流程 176

6.4.2 LTCC技术的发展 177

6.4.3 LTCC技术应用 180

6.4.4 LTCC技术发展与未来 180

6.5微波介质陶瓷的器件应用与发展趋势  181

6.5.1微波介质陶瓷器件 181

6.5.2微波介质陶瓷应用 185

6.5.3微波介质陶瓷发展趋势 187

课后习题 188

参考文献 188

第7章电容器陶瓷

7.1陶瓷电容器的定义 190

7.1.1陶瓷电容器的基本概念及物理意义 190

7.1.2陶瓷电容器的重要参数 191

7.2陶瓷电容器的分类和特点 195

7.2.1Ⅰ类陶瓷电容器 195

7.2.2Ⅱ类陶瓷电容器 195

7.2.3Ⅲ类陶瓷电容器 196

7.3几种典型陶瓷电容器 197

7.3.1半导体陶瓷电容器 197

7.3.2高压陶瓷电容器 199

7.3.3片式多层陶瓷电容器 201

7.4陶瓷电容器的发展趋势 206

课后习题 208

参考文献 209

第8章敏感陶瓷

8.1敏感陶瓷的定义及分类 211

8.2热敏陶瓷 211

8.2.1陶瓷热敏电阻的基本参数 212

8.2.2 PTC热敏电阻材料 213

8.2.3 NTC 热敏电阻材料 217

8.2.4 CTR 热敏电阻材料 218

8.3压敏陶瓷 219

8.3.1压敏陶瓷的基本特性 219

8.3.2压敏半导瓷的导电机理 221

8.3.3压敏电阻的应用 222

8.4气敏陶瓷 222

8.4.1气敏元件的主要特性 222

8.4.2 SnO2气敏陶瓷元件 223

8.4.3 ZrO2系气敏元件 225

8.4.4TiO2气敏陶瓷 226

8.4.5气敏陶瓷的现状及发展趋势 226

8.5光敏陶瓷 227

8.5.1光敏陶瓷的基本原理 227

8.5.2光敏陶瓷的基本特性 228

8.5.3光敏陶瓷的研究及应用 230

8.5.4太阳能电池 231

8.5.5铁电陶瓷的电光效应 235

8.6湿敏陶瓷 239

8.6.1湿敏陶瓷的主要特性 239

8.6.2湿敏陶瓷的基本原理 240

8.6.3湿敏陶瓷材料及元件 242

8.6.4湿敏陶瓷元件的应用 248

课后习题 251

参考文献 251

第9章绝缘陶瓷

9.1绝缘陶瓷的定义及分类 253

9.1.1绝缘陶瓷的定义及特性 253

9.1.2绝缘与绝缘陶瓷 253

9.2绝缘陶瓷的性能 254

9.3几类典型的绝缘陶瓷 255

9.3.1氧化铝质绝缘陶瓷 255

9.3.2镁质绝缘陶瓷 256

9.3.3莫来石质绝缘陶瓷 260

9.3.4氮化物绝缘陶瓷 262

9.4绝缘陶瓷的发展与应用 266

课后习题 268

参考文献 268

第10章陶瓷基复合材料

10.1陶瓷基复合材料的概述 270

10.1.1陶瓷基复合材料的分类 270

10.1.2陶瓷基复合材料的特性 273

10.2陶瓷基复合材料的基体 276

10.3陶瓷基复合材料的增强体 277

10.3.1常用增强体的分类 277

10.3.2增强相的选择原则 284

10.4陶瓷基复合材料的制备方法 284

10.4.1固相法 285

10.4.2液相法 285

10.4.3气相法 287

10.5陶瓷基复合材料的界面 289

10.5.1界面功能 290

10.5.2界面设计与界面改性 292

10.6几种典型陶瓷基复合材料 293

10.6.1 Cf SiC 293

10.6.2 SiCf SiC 295

10.6.3 B4C Al2O3 297

10.6.4 CNTs Al2O3 298

10.7陶瓷基复合材料的应用及发展前景 298

课后习题 300

参考文献 300