储能聚合物电介质基础PDF电子书下载

第1章 聚合物的极化及介电常数 1

1.1 聚合物的特点 1

1.1.1 高分子的链 3

1.1.2 高分子的聚集体 8

1.1.3 聚合物分子运动的多重性 9

1.2 电介质基本理论 10

1.2.1 库仑定律与高斯定律 10

1.2.2 偶极矩与极化 13

1.2.3 自发极化与铁电体 27

1.2.4 电介质极化的建立 29

1.2.5 复介电常数 33

1.3 聚合物的极化 34

1.3.1 聚合物的结构与极化 35

1.3.2 界面极化 37

1.3.3 特殊的界面极化 39

1.4 外界条件对介电常数的影响 40

1.4.1 介电常数的频率特性 40

1.4.2 介电常数的温度特性 41

1.4.3 作为频率和温度函数的介电常数 44

1.5 介电常数的控制 45

1.5.1 低介电常数的控制 45

1.5.2 高介电常数的控制 46

参考文献 54

第2章 聚合物中的损耗 56

2.1 电介质损耗的基本理论 56

2.1.1 电场中的介质损耗 56

2.1.2 复介电常数的频率特性 59

2.1.3 单松弛时间的松弛损耗 61

2.1.4 多松弛时间的松弛损耗 68

2.1.5 含漏电导时的介质损耗 76

2.2 聚合物的介电松弛 79

2.2.1 结晶聚合物的损耗 80

2.2.2 非晶聚合物的损耗 86

2.2.3 离子注入薄膜的介电损耗 88

2.3 聚合物的介电谱 89

2.3.1 介电谱的形状 90

2.3.2 实用中的介电谱 91

2.3.3 增塑聚合物的介电谱 92

2.3.4 纳米孔聚合物的介电谱 94

2.3.5 不同填料填充的聚合物复合材料的介电谱 97

2.4 改善聚合物的介质损耗 98

2.4.1 增塑对介质损耗的影响 98

2.4.2 分子量对于介质损耗的影响 103

2.4.3 超分子结构对介质损耗的影响 105

2.5 聚合物低损耗角正切的控制 107

2.5.1 低tanδ聚合物的合成 107

2.5.2 保持低tanδ的物理方法 108

2.6 复合介质的极化和损耗 109

2.6.1 并联复合介质的极化和损耗 110

2.6.2 串联复合介质的极化和损耗 111

2.6.3 均匀混合介质的极化和损耗 117

2.6.4 复合介质损耗控制 119

参考文献 121

第3章 聚合物的导电性 123

3.1 半导体中的电导现象 123

3.1.1 平衡载流子的产生与复合 124

3.1.2 非平衡载流子的产生与复合 124

3.2 聚合物中的电导机理 127

3.2.1 自由电子费米气体模型 127

3.2.2 聚合物的离子电导 130

3.3 聚合物电子电导 133

3.3.1 隧道电导和跳跃电导 133

3.3.2 聚合物的共轭链 134

3.3.3 电荷转移络合物 140

3.3.4 自由基-离子络合物 141

3.3.5 有机金属聚合物 142

3.4 聚合物的光电导 144

3.4.1 光载流子的激发 145

3.4.2 光载流子的传递 146

3.4.3 典型的光电导聚合物 146

3.4.4 光电导聚合物的应用 147

3.5 超导聚合物 150

3.5.1 超导聚合物的背景 150

3.5.2 聚硫化氮（SN）n的超导性质 152

3.5.3 石墨 154

参考文献 155

第4章 聚合物的击穿理论 157

4.1 热击穿理论 159

4.1.1 Wagner热击穿理论 160

4.1.2 热平衡基本方程 162

4.1.3 稳态热击穿 164

4.1.4 脉冲热击穿 165

4.1.5 聚合物的热击穿 166

4.2 电击穿理论 166

4.2.1 碰撞电离击穿 169

4.2.2 雪崩击穿 173

4.2.3 空间电荷效应 177

4.2.4 聚合物中的空间电荷作用 178

4.2.5 聚合物中的自由空间影响 178

4.3 局部放电击穿 179

4.3.1 电介质中的局部击穿 179

4.3.2 聚合物中的局部放电 183

4.4 聚合物的电-机械击穿 186

4.5 树枝化现象（预击穿现象） 188

4.5.1 树枝的分类 188

4.5.2 电树枝 189

4.5.3 水树枝 194

4.6 聚合物电介质结构与击穿关系 196

4.6.1 聚合物电介质的物理结构与击穿关系 197

4.6.2 聚合物电介质化学结构与击穿关系 201

4.6.3 形态学与介质击穿的关系 204

4.6.4 介质厚度对击穿电压的影响 206

4.7 聚合物电介质击穿电压与环境的关系 206

4.7.1 温度对击穿场强的影响 206

4.7.2 时间依赖关系 207

4.8 改善聚合物电介质的耐压能力 207

4.8.1 增塑与电介质耐压能力关系 207

4.8.2 填料与电介质耐压能力关系 208

4.8.3 改善聚合物电介质耐压能力的其他方法 208

4.9 长时击穿现象（电老化） 210

参考文献 211

第5章 聚合物电介质的应用 215

5.1 聚合物介电特性的应用 215

5.1.1 聚酰亚胺基复合介电材料 215

5.1.2 聚偏氟乙烯基复合介电材料 217

5.1.3 环氧树脂基复合介电材料 219

5.1.4 其他类复合介电材料 221

5.2 聚合物损耗特性的应用 224

5.2.1 树脂基材料 224

5.2.2 聚烯类材料 228

5.2.3 增强纤维 230

5.3 聚合物电导特性的应用 232

5.3.1 电导性聚合物材料在储能中的应用 232

5.3.2 电导性聚合物的其他应用 235

5.4 聚合物耐压特性的应用 238

5.4.1 聚乙烯材料 238

5.4.2 聚酰亚胺材料 243

5.4.3 环氧树脂材料 248

5.4.4 油纸类材料 249

5.4.5 聚合物纳米复合类材料 251

参考文献 257

索引 262