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出版者:Wiley

作者:A. J. Moulson

出品人:

页数:576

译者:

出版时间:2003-7-7

价格:USD 100.00

装帧:Paperback

isbn号码:9780471497486

丛书系列:

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《先进陶瓷材料的物理化学原理与应用》 本书深入剖析了陶瓷材料这一迷人领域的核心，重点在于阐述其独特的物理化学性质如何驱动其在众多尖端技术中的广泛应用。本书旨在为材料科学家、工程师以及对陶瓷材料学有浓厚兴趣的研究人员提供一本全面、权威的参考指南。 核心内容概述： 本书的首要目标是建立对陶瓷材料基本结构与性质的深刻理解。我们从原子尺度出发，详细探讨了构成陶瓷材料的关键元素及其晶体结构。这包括但不限于离子键、共价键在陶瓷材料中的作用，以及这些键合方式如何影响材料的机械强度、热稳定性、电学和磁学特性。本书会详细介绍各种常见的陶瓷晶体结构，如氧化物（如氧化铝、氧化锆）、氮化物（如氮化硅）以及碳化物（如碳化硅），并分析不同结构对材料宏观性能的影响。 接着，本书将重点介绍陶瓷材料的相变行为。理解相变对于控制和优化陶瓷材料的性能至关重要。我们将深入研究固相反应、烧结过程中的相转变机理，以及温度、压力和成分变化如何诱导这些转变。通过理解相图，读者将能够预测和设计在特定条件下表现最佳的陶瓷材料。 在物理性质方面，本书将详尽地论述陶瓷材料的热学、电学、磁学和光学性质。 热学性质： 陶瓷材料通常表现出优异的热稳定性，低热导率使其成为理想的隔热材料。本书将分析热导率的微观机制，如声子散射，并探讨影响其高温性能的关键因素，如孔隙率和晶界。 电学性质： 陶瓷材料在电学领域扮演着举足轻重的角色，从绝缘体到导体，再到半导体和超导体，其电学性质的多样性令人惊叹。我们将深入探讨介电常数、电导率、压电效应、铁电效应以及铁磁性等关键电学现象的微观起源。例如，对于压电陶瓷，我们会详细解析其晶体结构中的电偶极子排列以及在外加电场下的畴壁运动机制，并讨论其在传感器、执行器和换能器等方面的应用。对于铁电陶瓷，我们将深入研究其自发极化、居里温度以及畴结构，并阐述其在存储器和热释电探测器等领域的应用。 磁学性质： 许多陶瓷材料表现出有趣的磁学行为，如铁磁性、反铁磁性或亚铁磁性。本书将解释这些磁性的起源，并探讨其在永磁体、磁记录介质以及磁阻器件等方面的潜在应用。 光学性质： 陶瓷材料的光学透明度、反射率和折射率等性质也至关重要。我们将分析影响这些性质的因素，如颗粒尺寸、密度和化学成分，并探讨其在光学镜头、LED封装和太阳能电池等领域的应用。 除了基本原理，本书还将聚焦于陶瓷材料的制备与加工技术。从传统的粉体制备方法，如固相反应法、溶胶-凝胶法、喷雾干燥法，到先进的成型技术，如压制成型、注塑成型、流延成型，再到关键的烧结过程，本书将详细介绍每种技术的原理、工艺参数以及对最终材料性能的影响。我们将深入分析不同烧结助剂的作用，以及气氛控制、升温速率等烧结工艺参数对陶瓷致密化、晶粒生长和显微结构演变的影响。此外，本书还将介绍一些先进的陶瓷加工技术，如放电等离子烧结（SPS）和热压烧结（HP），以获得具有特殊微观结构和优异性能的陶瓷材料。 在应用方面，本书将精选一系列具有代表性的陶瓷材料应用领域，并深入剖析陶瓷材料在该领域中所起到的关键作用。 电子陶瓷： 这是陶瓷材料最重要的应用领域之一。我们将详细介绍用于电容器的介电陶瓷，如钛酸钡基陶瓷；用于压电器件的压电陶瓷，如PZT；用于热敏电阻的负温度系数（NTC）和正温度系数（PTC）热敏电阻材料；以及用于传感器和执行器的铁电陶瓷。 结构陶瓷： 陶瓷材料因其高强度、高硬度、耐磨损和耐高温的特性，在结构应用中日益受到重视。我们将探讨氮化硅、碳化硅、氧化锆等结构陶瓷在航空航天、汽车工业、刀具和耐磨部件等领域的应用。 生物陶瓷： 随着生物医学工程的发展，生物陶瓷因其良好的生物相容性和骨传导性，在骨修复、牙科植入和药物递送等领域展现出巨大的潜力。本书将重点介绍羟基磷灰石、生物活性玻璃等生物陶瓷的特性和应用。 能源陶瓷： 在新能源领域，陶瓷材料同样扮演着关键角色。我们将讨论用于固态电解质的氧化物和聚合物陶瓷，如钇稳定氧化锆（YSZ）在固体氧化物燃料电池（SOFC）中的应用；以及用于太阳能电池的陶瓷材料，如钛酸钡和二氧化钛。 本书的另一个重要特色是强调了材料的性能与结构之间的关联。我们不仅会介绍陶瓷材料的宏观性能，更会深入探究这些性能是如何由其微观结构、晶界特性、孔隙率分布以及点缺陷等微观因素决定的。通过对这些关系的深入理解，读者将能够更有针对性地设计和开发新型高性能陶瓷材料。 最后，本书将对陶瓷材料的未来发展趋势进行展望，包括纳米陶瓷、功能梯度陶瓷、复合陶瓷以及智能陶瓷等前沿领域的研究进展和潜在应用。 本书的目标读者： 本书适合于以下人群： 高校学生： 材料科学、化学、物理、电子工程等相关专业的本科生和研究生。 科研人员： 在陶瓷材料、固态物理、无机化学、电子工程、生物医学工程等领域从事研究的学者。 工程师： 在相关行业从事产品开发、工艺优化和质量控制的工程师。 对陶瓷材料有浓厚兴趣的爱好者。 通过阅读本书，读者将能够系统地掌握陶瓷材料的科学基础，理解其性能的来源，并能够根据具体需求设计和选择合适的陶瓷材料，为推动相关领域的技术进步做出贡献。

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抛开技术细节不谈，仅从学术史的角度来看，《Electroceramics》也具有很高的文献价值。它成功地将电陶瓷领域近三十年的重大突破进行了系统性的梳理和总结。书中对早期经典理论（如维纳的介电理论）的批判性回顾，以及对新兴量子效应（如隧道效应在陶瓷结中的应用）的谨慎引入，展现了作者深厚的学术积累和开阔的视野。它的参考文献列表本身就是一份高质量的科研导向图谱，涵盖了从物理学顶级期刊到专业材料工程杂志的精选文献。我特别喜欢它探讨未来趋势的那一章，作者并未给出空泛的预测，而是基于当前材料合成能力的瓶颈，提出了几个极具挑战性但又可能实现的研究方向，比如如何稳定超高介电常数相或者开发具有环境响应性的多功能复合陶瓷。这本书的编排方式，让读者清晰地看到了学科的过去、现在与未来，它不只是传授知识，更是在塑造研究者的思维方式和前瞻性。

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对于一个实际从事陶瓷器件制造的工程师而言，理论的精深固然重要，但如何将这些理论转化为可靠的产品，才是检验一本技术书籍价值的试金石。这本电陶瓷的书籍，在这方面做得非常出色。它的后半部分几乎完全聚焦于应用和可靠性工程。作者详尽地列举了不同工作环境下电陶瓷器件的失效模式，从热循环疲劳到湿度敏感性，分析得细致入微，并且提供了相应的材料选择和结构设计建议。我尤其欣赏它对“结构-性能-可靠性”三者之间复杂耦合关系的探讨，这正是工业界最头疼的问题。例如，在讨论MLCC（多层陶瓷电容器）的自愈合机制时，书中提供的有限元分析模型和实际电性能漂移的对比，清晰地展示了理论指导实践的可能性。书中的图表制作水平极高，很多示意图能够一眼看穿复杂现象的本质，比起那些只有文字堆砌的参考资料，这本书的实用价值简直是几何级增长。坦白说，它已经成了我工作台边不可或缺的“故障排除手册”。

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说实话，当我拿到这本《Electroceramics》时，我首先被它那近乎百科全书式的广度所震撼。它涵盖的范围之广，远超我预期的专业深度。这本书不仅仅是罗列公式和材料数据，更像是一部跨学科的融合之作。我惊喜地发现，它花费了相当大的篇幅来探讨电陶瓷在能源存储领域的应用前景，比如固态电解质的离子导电性优化。作者巧妙地将化学动力学原理引入到材料的烧结和相变过程中，这使得原本枯燥的工艺流程描述变得生动起来，充满了化学反应的张力。更让我眼前一亮的是，书中对非线性电学行为（如压电效应和焦电效应）的讨论，它不仅仅停留在经典理论层面，还深入探讨了畴壁运动的统计力学模型，这对于设计高灵敏度的传感器和执行器至关重要。行文风格上，它保持了一种严谨而又不失洞察力的学术语调，没有过多的空话套话，每一页都承载着实实在在的信息量。读完前三分之一，我就感觉自己的知识体系被极大地拓宽了，它迫使我重新审视过去习以为常的一些基本假设，是那种能真正激发思考的专业书籍。

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阅读体验上，这本书给人一种智力上的挑战与满足感并存的感觉。它并非是那种适合在沙发上消遣的轻松读物，它要求读者具备扎实的固体物理和电磁学基础。作者在论证过程中大量使用了张量分析和群论的工具来描述晶体的对称性及其对电学性质的影响，这对于初学者来说可能是一道不小的门槛，但对于资深研究人员来说，这正是体现其专业深度的标志。我尤其佩服作者在处理“边界效应”问题时的细腻笔触。在宏观陶瓷体内，缺陷可能被平均化，但在微纳尺度下，晶界、表面甚至孔隙内部的电场分布会发生剧烈变化，作者运用了先进的数值计算方法来模拟这些界面现象，这使得我们对纳米结构电陶瓷器件的理解达到了一个新的高度。这本书的论述风格非常像一位经验丰富的老教授在与你进行一对一的深度研讨，充满启发性，但又要求你必须跟上他的思路，稍有走神便可能错过关键的逻辑跳跃。

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这本关于电陶瓷的著作，从内容上来看，无疑是一份厚重的技术资料，对于我们这些长期在材料科学领域摸爬滚打的人来说，它提供了一个极佳的理论框架和实践参考。书的开篇部分，对电陶瓷的基础物理化学性质进行了详尽的阐述，我印象尤为深刻的是它对晶格缺陷和电荷传输机制的深入剖析。作者没有停留在教科书式的简单描述，而是引用了大量近期的实验数据和计算模拟结果，构建了一套自洽的理论模型，这对于理解高介电常数材料的性能极限至关重要。特别是关于介电损耗与频率、温度依赖性的讨论，分析得极为透彻，其中关于弛豫过程的分类和定量分析，完全可以作为研究生阶段的参考教材。阅读过程中，我特别关注了其在薄膜制备技术方面的论述，作者对比了PLD、MBE等多种主流沉积方法，并重点分析了不同工艺参数对薄膜微观结构和宏观电学性能的影响，这部分内容对于正在进行新型铁电薄膜器件研发的团队来说，具有极高的指导价值。整本书的逻辑结构严谨，从微观到宏观，层层递进，使得复杂的电学现象变得相对清晰易懂，绝对是一部值得反复研读的工具书。

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看过大部分也算是看过吧。。

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