功能陶瓷材料概论(高等学校规划教材)

《功能陶瓷材料概论》共分13章，系统介绍了介电陶瓷材料，铁电陶瓷材料，热释电陶瓷材料，压电陶瓷材料，透明陶瓷材料，光电陶瓷材料，超导陶瓷材料，磁性陶瓷材料，生物陶瓷材料及热敏、湿敏、气敏、压敏陶瓷材料等功能陶瓷材料的基础知识、种类及应用，并加入了国内外关于功能陶瓷材料研究与应用的最新进展情况的介绍。本书叙述深入浅出，信息量大，实践性强。 《功能陶瓷材料概论》可以作为高等学校无机非金属材料工程、材料科学与工程、材料化学及材料物理相关专业的本科生、研究生教材，也可供从事陶瓷材料及相关材料研究、生产应用的工程技术研究人员和大专院校相关专业的师生阅读参考。

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绪论001 0.1功能陶瓷材料的种类001 0.2功能陶瓷材料的发展003 第1章介电陶瓷材料005 1.1介质极化与介电常数005 1.2介质损耗007 1.3微波介电陶瓷材料008 1.3.1微波介电陶瓷的性能要求008 1.3.2低εr微波介电陶瓷材料009 1.3.3中等εr微波介电陶瓷材料009 1.3.4高εr微波介电陶瓷材料010 1.3.5低温烧结微波介电陶瓷010 1.4陶瓷电容器材料012 1.4.1温度补偿电容器陶瓷材料013 1.4.2半导体电容器陶瓷材料013 1.4.3高介电常数电容器陶瓷材料014 1.5钛酸铜钙巨介电材料014 1.5.1钛酸铜钙陶瓷材料结构及巨介电机制014 1.5.2钛酸铜钙陶瓷材料的制备016 1.5.3钛酸铜钙陶瓷材料的掺杂改性016 1.6介电陶瓷材料在介电润湿器件中的应用018 1.6.1介电润湿驱动原理及介电材料的选取原则018 1.6.2介电润湿用介电陶瓷材料的种类019 思考题021 参考文献021 第2章铁电陶瓷材料024 2.1铁电陶瓷材料的铁电特性024 2.1.1电滞回线024 2.1.2铁电体的自发极化现象025 2.1.3电热效应027 2.1.4电致疲劳效应031 2.2BaTi2O5铁电材料033 2.2.1BaTi2O5的晶体结构033 2.2.2BaTi2O5的制备034 2.2.3BaTi2O5的应用036 2.3铁电陶瓷基光子晶体036 2.3.1铁电陶瓷基光子晶体的制备方法037 2.3.2铁电陶瓷基光子晶体的应用040 思考题040 参考文献041 第3章热释电陶瓷材料043 3.1热释电陶瓷材料的性能参数044 3.1.1热释电效应044 3.1.2热释电系数p044 3.1.3体积比热容CV045 3.1.4相关优值045 3.2热释电陶瓷材料的种类045 3.3热释电陶瓷材料的应用047 思考题050 参考文献051 第4章压电陶瓷材料052 4.1压电陶瓷材料的性能参数054 4.1.1机械品质因数054 4.1.2机电耦合系数055 4.1.3弹性系数055 4.1.4压电常数056 4.1.5压电陶瓷场致疲劳特性057 4.2压电陶瓷材料的应用061 4.2.1在水声技术中的应用061 4.2.2在超声技术中的应用062 4.2.3在高电压发生装置中的应用063 4.2.4在滤波器中的应用064 4.2.5在电声设备中的应用064 4.2.6高温压电驱动器065 4.2.7高温能量回收器067 4.2.8其他应用068 4.3钛酸铅基压电陶瓷材料070 4.3.1Bi（Me）O3-PbTiO3压电陶瓷材料070 4.3.2锆钛酸铅基压电陶瓷材料072 4.4钛酸钡基无铅压电陶瓷材料074 4.4.1离子掺杂改性075 4.4.2多组元掺杂改性076 4.4.3烧结助剂改性079 思考题079 参考文献080 第5章透明陶瓷材料084 5.1陶瓷透明的影响因素085 5.1.1气孔率085 5.1.2晶界结构085 5.1.3原料086 5.1.4晶粒尺寸086 5.1.5表面加工光洁度086 5.2透明陶瓷的应用087 5.2.1在照明方面的应用087 5.2.2在激光方面的应用087 5.2.3闪烁陶瓷087 5.3激光透明陶瓷087 5.3.1Nd：YAG激光透明陶瓷088 5.3.2高熔点倍半氧化物激光透明陶瓷088 5.3.3激光透明陶瓷的显微结构089 5.4非氧化物透明陶瓷089 5.4.1AlN透明陶瓷089 5.4.2AlON透明陶瓷090 5.4.3α-Sialon透明陶瓷090 5.5高温透波陶瓷093 5.5.1熔融石英及其复合透波陶瓷093 5.5.2多孔硅酸钇透波陶瓷094 5.5.3石英纤维复合透波陶瓷材料096 5.5.4石英纤维/石英复合透波陶瓷材料097 5.5.5氧化铝纤维增强氧化物透波陶瓷材料099 5.5.6氮化物纤维/氮化物透波陶瓷材料100 5.5.7透波陶瓷涂层材料100 思考题101 参考文献102 第6章光电陶瓷材料105 6.1太阳能电池材料105 6.1.1第一代太阳能电池106 6.1.2第二代太阳能电池106 6.1.3第三代太阳能电池107 6.1.4Sb2S3太阳能电池110 6.1.5氧化锌基阵列染料敏化太阳能电池115 6.2无机紫外光电探测器材料121 6.2.1金属氧化物122 6.2.2金刚石123 思考题124 参考文献124 第7章超导陶瓷材料131 7.1超导材料的超导机制132 7.1.1库柏对的形成132 7.1.2超导形成机制133 7.1.3BCS理论的缺陷134 7.1.4BCS理论的修正135 7.2超导材料的超导性能136 7.2.1零电阻效应136 7.2.2完全抗磁性137 7.2.3Josephson效应137 7.2.4同位素效应137 7.2.5超导临界参数138 7.3超导材料的分类138 7.4超导陶瓷材料的应用139 7.4.1超导磁体140 7.4.2约瑟夫森结140 7.4.3磁悬浮141 7.4.4超导限流器141 7.4.5超导直流感应加热设备142 7.4.6超导变压器142 7.4.7超导电机143 7.5铜基超导陶瓷材料144 7.5.1结构145 7.5.2高温高压对铜基超导陶瓷材料的作用145 7.5.3铜基超导陶瓷材料体系146 7.6铋基超导陶瓷材料149 7.6.1结构150 7.6.2铋基超导陶瓷材料的制备150 思考题152 参考文献152 第8章磁性陶瓷材料154 8.1磁性陶瓷的磁学性能154 8.1.1磁滞回线156 8.1.2磁导率μ157 8.1.3最大磁能积（BH）max157 8.1.4损耗系数和品质因数157 8.2磁性陶瓷的种类158 8.2.1软磁铁氧体158 8.2.2硬（永）磁铁氧体158 8.2.3微波铁氧体159 8.2.4磁致伸缩铁氧体159 8.2.5矩磁铁氧体159 8.2.6磁泡铁氧体159 8.3稀土永磁陶瓷材料160 8.3.1提高稀土永磁体电阻率的绝缘技术及机理160 8.3.2高电阻率复合稀土永磁体的成型技术162 8.3.3高电阻率热压磁体162 8.3.4高电阻率烧结永磁体163 8.4纳米复相永磁材料165 8.4.1纳米复相永磁材料的耦合机理165 8.4.2纳米复相永磁材料的制备方法165 8.4.3合金对纳米复相永磁材料性能的影响166 思考题167 参考文献167 第9章生物陶瓷材料169 9.1生物陶瓷材料的分类169 9.1.1生物吸收性陶瓷材料169 9.1.2生物活性陶瓷材料170 9.1.3生物惰性陶瓷材料170 9.2生物陶瓷的应用171 9.2.1医用生物陶瓷材料171 9.2.2羟基磷灰石生物陶瓷材料173 9.2.3生物陶瓷材料在活髓保存术中的应用175 9.3生物陶瓷3D打印技术178 9.3.13D打印生物陶瓷材料178 9.3.2生物陶瓷3D打印性能优化179 9.3.3生物陶瓷骨成型技术180 思考题181 参考文献182 第10章热敏陶瓷材料186 10.1PTC热敏陶瓷材料187 10.1.1PTC热敏陶瓷材料的基本特性187 10.1.2PTC热敏陶瓷材料的种类189 10.1.3PTC热敏陶瓷材料的应用190 10.2NTC热敏陶瓷材料193 10.2.1NTC热敏陶瓷材料的电阻-温度特性193 10.2.2NTC热敏陶瓷材料的种类及其应用193 10.3CTR热敏陶瓷材料194 思考题195 参考文献195 第11章湿敏陶瓷材料196 11.1湿敏陶瓷材料的特性196 11.2湿敏陶瓷材料的种类197 11.2.1TiO2基湿敏陶瓷材料197 11.2.2SnO2基湿敏陶瓷材料198 11.2.3石墨烯湿敏陶瓷材料200 11.2.4其他湿敏陶瓷材料207 11.3湿敏陶瓷材料的应用208 思考题209 参考文献209 第12章气敏陶瓷材料211 12.1气敏陶瓷材料的特性212 12.1.1灵敏度212 12.1.2选择性212 12.1.3稳定性213 12.1.4初始特性213 12.1.5响应时间和恢复时间213 12.1.6加热电压和电流213 12.2乙醇检测金属氧化物基气敏陶瓷材料214 12.2.1检测机理与影响因素214 12.2.2乙醇金属氧化物型气敏陶瓷材料219 12.3苯系物检测气敏陶瓷材料228 12.3.1苯系物气敏陶瓷材料及气敏性能228 12.3.2气敏响应理论与改性机理232 12.4甲烷检测气敏陶瓷材料233 12.4.1气敏型甲烷传感器的分类与原理234 12.4.2甲烷气敏陶瓷材料的种类236 12.5氨气检测气敏陶瓷材料239 12.5.1金属氧化物239 12.5.2金属硫化物239 12.5.3碳材料240 12.5.4气敏响应理论与改性机理240 思考题241 参考文献242 第13章压敏陶瓷材料248 13.1压敏陶瓷材料的特性248 13.2ZnO压敏陶瓷材料249 13.2.1ZnO压敏陶瓷的晶界特性250 13.2.2ZnO压敏陶瓷材料体系252 13.2.3ZnO-Bi2O3压敏陶瓷材料的改性252 13.3SnO2压敏陶瓷材料253 13.3.1SnO2压敏陶瓷的致密化253 13.3.2SnO2压敏陶瓷的掺杂254 13.4TiO2压敏陶瓷材料254 13.4.1制备工艺的影响254 13.4.2掺杂剂的影响256 13.5其他压敏陶瓷材料257 思考题258 参考文献258