压电陶瓷掺杂调控 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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侯育冬，郑木鹏 著

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• 压电陶瓷
• 掺杂调控
• 材料科学
• 物理学
• 电子工程
• 功能材料
• 陶瓷材料
• 声学
• 传感器
• 器件物理

出版社： 科学出版社

ISBN：9787030564887

版次：31

商品编码：12328349

包装：精装

开本：32开

出版时间：2018-03-01

页数：268

正文语种：中文

内容简介

掺杂作为重要的材料改性方法，在压电陶瓷微结构优化与力、电性能提升方面有着重要应用。本书基于作者十余年来在压电陶瓷掺杂研究方面的工作积累，对多元系复杂结构压电陶瓷掺杂机理、改性技术和相关压电器件应用进行了系统的介绍。全书主要包括以下内容：第1章绪论，第2章压电陶瓷基体的结构与性能，第3章压电变压器用陶瓷掺杂改性和第4章能量收集器用陶瓷掺杂改性。

目录

第1章 绪论
1.1 弛豫铁电体与多元系压电陶瓷
1.1.1 弛豫铁电体与钙钛矿稳定性
1.1.2 多元系压电陶瓷结构与性能
1.2 PZN-PZT压电陶瓷的研究现状
1.2.1 PZN-PZT基体调控与制备技术
1.2.2 PZN-PZT掺杂行为与器件应用
1.3 本书研究方法与内容安排
1.3.1 样品合成与测试表征
1.3.2 本书各章节内容安排
参考文献

第2章 压电陶瓷基体的结构与性能
2.1 烧结温度与介电弛豫行为的变化关系
2.1.1 烧结温度对显微结构的影响规律
2.1.2 烧结温度对介电弛豫的影响规律
2.2 退火气氛与介电弛豫行为的变化关系
2.2.1 不同退火气氛条件下的介电弛豫特性
2.2.2 退火气氛影响弛豫性的物理机制
2.3 细晶陶瓷体的准同型相界迁移现象
2.3.1 晶粒尺寸相关的显微结构与相变
2.3.2 细晶陶瓷体电学与力学性能的变化
2.4 缺陷偶极子的形成与内偏场演变机制
2.4.1 烧结温度与物相和形貌的关联性
2.4.2 内偏场的形成及其与压电性能的关系
2.5 富锆区复合体系微结构与电学行为
2.5.1 低PZN含量陶瓷反铁电相变行为
2.5.2 高PZN含量陶瓷电学温度稳定性
2.6 本章小结
参考文献

第3章 压电变压器用陶瓷掺杂改性
3.1 压电变压器用陶瓷材料的成分设计
3.1.1 压电变压器的结构与工作原理
3.1.2 压电变压器的材料成分设计准则
3.2 PZN-PZT多元系陶瓷的Cr掺杂行为
3.2.1 Cr掺杂对显微结构的影响规律
3.2.2 Cr掺杂对电学性能的影响规律
3.3 PZN-PZT多元系陶瓷的Mn掺杂行为
3.3.1 Mn掺杂对显微结构的影响规律
3.3.2 Mn掺杂对电学性能的影响规律
3.4 PZN-PZT掺杂Mn陶瓷体系的工艺研究
3.4.1 气氛保护与掺Mn体系的结构演化
3.4.2 烧结温度与掺Mn体系的性能优化
3.5 PZN-PZT多元系陶瓷的Cu掺杂行为
3.5.1 Cu掺杂对显微结构的影响规律
3.5.2 Cu掺杂对电学性能的影响规律
3.6 PZN-PZT多元系陶瓷的Li掺杂行为
3.6.1 Li掺杂对显微结构的影响规律
3.6.2 Li掺杂对电学性能的影响规律
3.7 PMZN-PZT超大功率陶瓷的结构与性能
3.7.1 PMnN对显微结构的影响规律
3.7.2 PMnN对电学性能的影响规律
3.8 PZN-PZT基压电变压器的构建与分析
3.8.1 Rosen型压电变压器的制备工艺
3.8.2 Rosen型压电变压器的性能分析
3.8.3 Rosen型压电变压器的老化行为
3.9 本章小结
参考文献

第4章 能量收集器用陶瓷掺杂改性
4.1 能量收集器用压电陶瓷的成分设计
4.1.1 压电能量收集器的结构与原理
4.1.2 能量收集用压电陶瓷的性能要求
4.2 PZN-PZT多元系陶瓷的Sr掺杂行为
4.2.1 Sr掺杂对显微结构的影响规律
4.2.2 Sr掺杂对电学性能的影响规律
4.3 PZN-PZT多元系陶瓷的Co掺杂行为
4.3.1 co掺杂体系的微结构与液相烧结
4.3.2 co掺杂体系的溶解度阻抗谱分析
4.3.3 Co掺杂对电学性能的影响规律
4.4 PZN-PZT多元系陶瓷的Ni掺杂行为
4.4.1 Ni掺杂对显微结构的影响规律
4.4.2 Ni重掺杂诱导钛铁相的形成机制
4.4.3 Ni掺杂对力电性能的影响规律
4.5 PZN-PZT陶瓷第Ⅷ族离子掺杂行为
4.5.1 第Ⅷ族离子取代机制的分析
4.5.2 第Ⅷ族离子取代机制的验证
4.6 PZN-PZT/Ag复合材料结构与电学行为
4.6.1 低Ag含量复合材料的力电性能
4.6.2 高Ag含量复合材料的储能特性
4.7 PZN-PZT基压电能量收集器的构建与评价
4.7.1 掺杂压电能量收集材料的性能优化
4.7.2 悬臂梁能量收集器的发电特性测试
4.8 本章小结
参考文献

《新材料的触变性及其在能源储存中的应用》 本书深入探讨了“触变性”（Thixotropy）这一奇特材料特性，并着重阐述了其在新型能源储存器件开发中的巨大潜力。触变性材料在剪切作用下流动性增强，一旦剪切停止，其结构和稠度又能逐渐恢复，这种可逆的流变行为使其在许多领域展现出独特的优势。 第一章 触变性的基本概念与理论基础 本章将首先对触变性进行系统性的定义和阐述，区分其与假塑性、触缩性等其他流变行为的区别。我们将从微观结构的角度解析触变性产生的原因，包括颗粒间的相互作用、溶剂化效应、网络结构的形成与断裂等。理论方面，将介绍描述触变性行为的经典模型，如菲力普模型、霍夫曼模型等，并探讨近年来在分子动力学模拟和连续介质力学方面的最新进展，以更精确地预测和理解触变性行为。 第二章 触变性材料的表征方法 准确表征触变性是理解和应用其特性的关键。本章将详细介绍多种先进的实验技术，包括： 流变仪： 重点讲解不同类型的流变仪（如旋转流变仪、振动流变仪）如何用于测量触变性，包括应力扫描、应变扫描、时间扫描以及流变学模型拟合等实验设计。 显微技术： 探讨原子力显微镜（AFM）、透射电子显微镜（TEM）等如何用于观察触变性材料在不同剪切状态下的微观结构变化，揭示结构重组的机制。 散射技术： 介绍动态光散射（DLS）、小角X射线散射（SAXS）等如何用于表征材料的尺寸分布、聚集态结构以及随时间的变化。 光谱学方法： 如拉曼光谱、红外光谱等，如何用于监测材料内部化学键的变化以及分子间的相互作用，从而关联宏观流变行为。 第三章 触变性材料的种类与制备 触变性并非一种单一材料的固有属性，而是多种材料体系通过特定组分或结构设计可以实现的宏观表现。本章将分类介绍具有触变性的主要材料体系，并探讨其制备方法： 悬浮液与分散体系： 包括胶体颗粒、纳米粒子在液相中的分散，如何通过调控颗粒表面性质、浓度、溶剂等实现触变性。 凝胶体系： 讨论有机凝胶、无机凝胶，如聚合物凝胶、二氧化硅凝胶等，其网络结构在剪切下的断裂与重构。 液晶材料： 阐述液晶分子的自组装行为如何产生剪切敏感的各向异性结构，并表现出触变性。 复合材料： 介绍通过引入特定填料、纤维或通过界面设计来诱导或增强材料的触变性。 制备工艺： 针对不同材料体系，详细阐述相应的制备流程，包括混合、分散、聚合、熟化等关键步骤，并强调工艺参数对触变性性能的影响。 第四章 触变性在能源储存中的理论应用 触变性材料的可逆流变行为使其在能源储存领域具有独特的应用前景，尤其是在需要高效传递、精确沉积或具备自修复能力的器件中。本章将聚焦理论层面，探讨触变性如何赋能以下能源储存技术： 锂离子电池： 电极材料的沉积与打印： 利用触变性浆料，可以通过3D打印技术精确构筑具有定制化孔隙结构的电极，提高离子传输效率和能量密度。 电解液的稳定化： 触变性凝胶电解液可以在静态时提供稳定的离子传导通道，而在充放电过程中能够适应体积变化，减少界面阻抗。 柔性电池的自修复： 触变性材料可以用于构筑能够自我修复裂纹的柔性电极，延长电池寿命。 超级电容器： 电极材料的填充与结构控制： 触变性材料可用于高效填充复杂的集流体结构，或用于构筑高比表面积的电极网络，提升功率密度。 固态电解质： 触变性固态电解质能够保证良好的界面接触，同时具备一定的机械柔韧性，适用于高安全性的超级电容器。 其他能源储存技术： 简要探讨触变性在燃料电池、钠离子电池、液流电池等领域的潜在应用。 第五章 触变性材料在能源储存器件中的具体实现与挑战 本章将深入剖析触变性材料如何从理论走向实际应用，并讨论当前面临的挑战： 电极制备与打印技术： 详细介绍基于触变性浆料的喷墨打印、丝网印刷、挤出打印等技术在电极制造中的应用案例，重点分析打印精度、均匀性、材料利用率等关键指标。 器件设计与优化： 探讨如何根据触变性材料的特性，设计新型的电池或超级电容器结构，以最大化其性能优势。例如，如何利用其流变性实现三维结构的集成。 性能评估与寿命预测： 介绍在实际器件应用中，如何评估触变性材料对电池/超级电容器性能（如容量、功率、循环寿命、倍率性能）的影响，以及如何结合流变学和电化学测试进行寿命预测。 面临的挑战： 触变性与电化学性能的平衡： 如何在获得优异流变性的同时，保持或提升材料的导电性、离子导电性等电化学关键性能。 长期稳定性： 触变性材料在长期循环过程中，其结构和流变性能的稳定性如何保持。 成本与规模化生产： 如何开发经济高效的制备工艺，实现触变性材料的大规模生产。 标准化与测试方法： 建立统一的触变性表征标准和电化学性能测试方法，便于不同研究团队之间的比较和协作。 第六章 未来展望 本章将对触变性材料在能源储存领域的未来发展趋势进行展望。我们将探讨人工智能与机器学习在触变性材料设计与性能预测中的应用，新型触变性材料的开发方向，以及与其他前沿技术的融合，例如仿生设计、智能材料等。最终目标是推动触变性材料在下一代高效、安全、可持续能源储存技术中的广泛应用。

评分☆☆☆☆☆

《压电陶瓷掺杂调控》为我打开了一扇了解材料“内部语言”的窗户。这本书的叙述方式，与其说是教科书式的讲解，不如说是一次深入的“对话”。作者没有回避复杂的物理化学概念，而是以一种抽丝剥茧的方式，将它们一一呈现。我发现，书中关于“晶格畸变”、“电荷补偿”以及“氧空位”等术语的出现，并非是为了增加阅读难度，而是为了更精确地描述掺杂原子在压电陶瓷晶体结构中的作用。我尤其喜欢作者在介绍掺杂对材料“介电常数”和“压电应变系数”影响时，所使用的图示和模型。它们直观地展示了原子尺度上的变化如何转化为宏观性能的改变，让我能更深刻地理解“量变引起质变”的原理。我常常会回过头去，重新审视那些看似微小的掺杂元素，在晶体内部所扮演的“幕后推手”的角色。书中关于“掺杂引起的极化不均匀性”和“畴壁钉扎效应”的讨论，更是让我惊叹于材料内部的复杂性。这本书，让我不再将压电陶瓷视为一个整体，而是能够洞察其细微之处，理解其内在的“运作机制”。

评分☆☆☆☆☆

在我看来，《压电陶瓷掺杂调控》最令我着迷的，是它对材料“可塑性”的揭示。这本书让我明白，压电陶瓷并非是一个固定的“模板”，而是可以通过掺杂这一手段，被塑造成各种“个性化”的材料。作者在书中深入探讨了掺杂元素如何影响压电陶瓷的“晶体结构稳定性”、“介电损耗”以及“居里温度”。我了解到，某些掺杂可以在一定程度上抑制材料的“畴壁迁移”，从而提高其在长期使用过程中的稳定性，这对于需要长时间工作的设备来说，至关重要。书中关于“掺杂引起的位错滑移”和“晶界效应”的讨论，让我对材料的内部缺陷如何影响性能有了更深入的理解。我常常在阅读这些内容时，会停下来思考，在未来的某个时刻，我们是否能够通过精准的掺杂设计，创造出能够在极端环境下稳定工作的压电陶瓷，从而突破现有技术的瓶颈。这本书，为我打开了一扇通往“未来材料”的大门。

评分☆☆☆☆☆

《压电陶瓷掺杂调控》给我最直观的感受，是它对“应用导向”研究的深刻理解。这本书并非仅仅停留在理论的象牙塔，而是紧密结合了实际应用的需求，为我们提供了解决工程难题的思路。作者在书中详细介绍了不同掺杂体系如何能够提升压电陶瓷在“驱动器”和“传感器”等领域的性能，并且给出了具体的案例分析。我了解到，例如在微驱动领域，通过掺杂可以显著提高陶瓷的“畴翻转电压”，从而实现更小的驱动电压和更高的定位精度。而在传感器领域，某些掺杂元素则可以提升陶瓷的“压电常数”，使得微小的形变能够产生更大的电信号，从而提高传感器的灵敏度。书中关于“相界工程”和“畴壁调控”的讨论，让我认识到，材料性能的优化，并非一蹴而就，而是需要对材料的微观结构和宏观性能进行深入的理解和精准的调控。我常常在阅读这些内容时，会联想到一些高科技产品，比如精密机械臂、医疗诊断设备，它们的背后，往往隐藏着这些经过“量身定制”的压电陶瓷。这本书，让我看到了材料科学在推动社会进步中的重要作用。

评分☆☆☆☆☆

当我第一次拿起《压电陶瓷掺杂调控》时，我并未预料到它会如此深刻地影响我对材料学的理解。这本书并非仅仅停留在表面介绍，而是深入挖掘了压电陶瓷在“性能优化”上的各种“黑科技”。我发现，掺杂不仅仅是简单的“添加”，而是一种精密的“设计”。作者在书中详细阐述了如何通过引入不同的掺杂元素，来精确地调控压电陶瓷的“铁电-顺电相变温度”，从而使其能够在更宽的温度范围内稳定工作。这对于那些需要在极高或极低温度下工作的设备来说，至关重要。我尤其对书中关于“稀土元素掺杂”和“过渡金属掺杂”的章节印象深刻。它们各自展现了不同的掺杂机制和性能调控效果，让我体会到材料设计的“多样性”和“精妙性”。书中还提到了如何通过“协同掺杂”来获得意想不到的性能提升，这让我对材料的“组合拳”有了新的认识。我常常在阅读这些内容时，会联想到一些尖端科技的应用，比如高性能的传感器、能量收集装置，它们往往离不开这些经过精心设计的压电陶瓷。这本书，让我看到了材料科学的“无限可能”。

评分☆☆☆☆☆

一本在我的书架上静静躺了许久的《压电陶瓷掺杂调控》，最近终于被我翻开，而每一次的阅读都像是在探索一个未知的宇宙，充满了惊喜与挑战。这本书的开篇，就以一种极为严谨但又富有启发性的方式，将我引入了压电陶瓷的世界。它不仅仅是简单地罗列概念和公式，而是通过深入浅出的讲解，将那些原本抽象的物理原理，变得生动而具体。我尤其喜欢作者在介绍压电效应的微观机制时所采用的比喻，那种将晶体结构比作一个个精密齿轮啮合的描述，让我一下子就抓住了核心。随后，书中对不同掺杂元素的引入，更是如同为这个精密的齿轮系统注入了不同活力的“润滑剂”或“增强剂”，让我开始思考，细微的成分变化如何能带来如此巨大的性能飞跃。它让我意识到，压电陶瓷并非一成不变的材料，而是可以通过人为的“点石成金”，创造出千变万化的应用可能。我常常在阅读过程中停下来，回味作者对材料制备过程的细致描绘，从前驱体的选择到烧结温度的控制，每一个环节的细微调整，都在书中得到了详尽的论述，仿佛能亲眼看到那些微小的晶粒在高温中生长、取向，最终形成具有特定压电性能的整体。这本书的魅力在于，它不仅仅满足了我的求知欲，更激发了我对材料科学研究的浓厚兴趣，让我渴望深入探究更多关于压电陶瓷的奥秘。

评分☆☆☆☆☆

这本书，从一个全新的视角，重新定义了我对“材料工程”的认知。《压电陶瓷掺杂调控》并非仅仅是在堆砌复杂的理论公式，而是通过对“掺杂调控”这一核心技术的深入剖析，为我展示了材料设计的一套完整而精妙的“方法论”。作者在书中详细阐述了如何通过掺杂来优化压电陶瓷的“热释电性能”，以及如何提高其在“能量收集”领域的效率。我了解到，某些掺杂元素可以有效地抑制材料的“热膨胀系数”，从而减少因温度变化引起的应力，提高器件的可靠性。书中关于“掺杂诱导的晶格畸变”和“畴结构重构”的讨论，让我对材料内部的微观变化有了更深层次的理解。我常常在阅读这些内容时，会联想到一些前沿的科学技术，比如智能传感器网络、微能源系统，它们都需要高性能的压电材料来支撑。这本书，让我看到了材料科学在解决未来挑战中的巨大潜力。

评分☆☆☆☆☆

《压电陶瓷掺杂调控》给我的感觉，是一本“有温度”的科学著作。它不像一些枯燥的技术手册，而是充满了对科学探索的热情和对材料未来发展的憧憬。作者在书中，不仅仅是介绍各种掺杂技术和其对压电陶瓷性能的影响，更是在字里行间透露出一种对材料科学的深刻理解和热爱。我尤其欣赏作者在描述“镧系元素掺杂”和“碱土金属掺杂”时所使用的生动语言，它们仿佛将那些抽象的化学元素具象化，让我能够更容易地理解它们在压电陶瓷中的作用。书中关于“掺杂引起的极化强度增强”和“压电系数提高”的讨论，让我体会到微小元素的“无穷力量”。我常常在阅读这些内容时，会联想到一些日常生活中常见的应用，比如手机里的扬声器，智能家居中的传感器，它们都可能受益于这些经过精心设计的压电陶瓷。这本书，让我看到了科学研究的“艺术性”和“人文关怀”。

评分☆☆☆☆☆

我对《压电陶瓷掺杂调控》的印象，绝非仅仅停留在对基础理论的理解层面。这本书真正的价值，在于其对掺杂调控在实际应用中所扮演角色的深刻剖析。作者并没有止步于理论的探讨，而是巧妙地将理论与实践相结合，详细阐述了各种掺杂策略如何能够针对性地提升压电陶瓷在特定领域的性能。例如，在传感器领域，书中通过大量的案例分析，揭示了某些稀土元素的掺杂如何能够显著提高陶瓷的灵敏度和稳定性，即使在极端环境下也能保持可靠的测量精度。我尤其对书中关于“构效关系”的论述印象深刻，作者循序渐进地引导读者理解，从原子层面的掺杂位点选择，到宏观性能的优化，整个过程是如何环环相扣，逻辑严谨。读到关于执行器应用的部分，我更是被深深吸引。书中对不同掺杂体系如何影响陶瓷的铁电畴翻转行为，进而影响其驱动能力和响应速度的描述，让我对精密驱动技术有了全新的认识。我常常会联想到一些现实生活中的精密仪器，比如微型机器人、医疗器械中的微调装置，它们的背后，很可能就有这些经过精心设计的压电陶瓷在默默工作。这本书就像一位经验丰富的工程师，不仅教我“是什么”，更教我“为什么”以及“如何做”，让我对压电陶瓷的应用前景充满了无限的遐想。

评分☆☆☆☆☆

这本书，从另一个角度审视了压电陶瓷的“生命周期”。《压电陶瓷掺杂调控》不仅仅聚焦于其优异的性能，更是在其“成熟”之后，如何通过掺杂来“优化”和“延长”其应用寿命。作者在书中详细阐述了掺杂对压电陶瓷的“疲劳”特性和“老化”现象的影响。我了解到，许多高性能的压电陶瓷在使用一段时间后，性能会逐渐衰减，而通过精心的掺杂设计，可以显著延缓这一过程。书中对“应力诱导相变”和“畴壁迁移”等微观机制的深入剖析，让我理解了疲劳的根源，并由此引申出如何通过掺杂来“固化”畴结构，从而提高材料的可靠性。这一点对于那些需要长期稳定工作的设备来说，至关重要，比如航空航天领域的传感器，以及高频振动的工业设备。读到关于“环境友好型”压电陶瓷的章节时，我更是深受启发。作者介绍了如何通过掺杂来替代有毒的铅基材料，同时保持甚至提升压电性能，这让我看到了材料科学在可持续发展中的重要作用。这本书不仅提供了解决现有问题的思路，更指明了未来材料发展的方向，让我对压电陶瓷的未来充满了信心。

评分☆☆☆☆☆

《压电陶瓷掺杂调控》带给我的，是一种对材料科学研究的全新视角。这本书的独特之处在于，它没有将压电陶瓷视为一个静态的、已知的实体，而是将其描绘成一个充满活力的、可塑性极强的系统。作者通过对掺杂这一核心概念的深入挖掘，为我打开了一扇理解材料“个性化定制”的大门。我发现，书中并非简单地罗列不同掺杂物的效果，而是着重于“调控”这一过程的精妙之处。它强调了理论预测、实验验证以及迭代优化的研究范式，让我看到了科学研究的严谨性和创造性并存。我特别欣赏作者在探讨掺杂对压电陶瓷介电性能、压电性能以及铁电性能影响时，所展现出的那种细致入微的分析能力。它让我明白，即使是微量的杂质，也可能在晶体结构中引发连锁反应，从而对宏观性能产生深远的影响。书中关于如何通过掺杂来抑制压电陶瓷的“迟滞”效应，以及如何提高其“居里温度”的讨论，让我对材料设计有了更深层次的理解。我常常在读到这些内容时，会停下来思考，在未来的某个时刻，我们是否能够通过精准的掺杂调控，创造出性能超乎想象的压电材料，从而推动科技的革命性进步。这本书，无疑为我点燃了对材料科学探索的热情。