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儲能聚合物電介質導論 版權信息
- ISBN：9787030675910
- 條形碼：9787030675910 ; 978-7-03-067591-0
- 裝幀：一般膠版紙
- 冊數(shù)：暫無
- 重量：暫無
- 所屬分類：>
儲能聚合物電介質導論 內容簡介
數(shù)值堆的研究橫跨反應堆工程、高性能計算、軟件工程、計算數(shù)學等多個學科。在國家重點專項和中核集團的支持下, 中國原子能科學研究院、北京科技大學、中國科學院超算中心等國內十余家單位、多學科骨干組成的研究團隊, 依托典型的國產(chǎn)神威、曙光、天河超級計算機, 研發(fā)了數(shù)值堆原型系統(tǒng)CVR1.0 (China Virtual Reactor 1.0) , 在數(shù)值堆相關領域進行了十余年的研究, 內容涉及反應堆主要物理過程如中子物理、熱工流體、結構力學、燃料性能、材料輻照效應及多物理耦合的大規(guī)模、高保真數(shù)值模擬及其確認與驗證！皵(shù)值堆技術叢書”就是這些研究成果的一個總結。本書是叢書“數(shù)值核反應堆技術”的**本, 旨在全面反映CVR1.0的設計實現(xiàn)思路和核心關鍵技術。
儲能聚合物電介質導論 目錄
目錄
序一
序二
前言
第1章 緒論 1
1.1 儲能技術與儲能電介質材料 1
1.1.1 儲能技術 1
1.1.2 電能儲存技術 2
1.1.3 儲能電容器與儲能電介質 4
1.2 儲能電介質材料基礎 6
1.2.1 電介質與絕緣材料 6
1.2.2 固體電介質性能基本參數(shù) 7
1.2.3 儲能聚合物復合電介質特征 13
1.2.4 電介質儲能過程與儲能密度 15
1.2.5 儲能聚合物復合電介質現(xiàn)狀 17
1.3 儲能聚合物復合電介質若干關鍵問題 20
1.3.1 介電性能參數(shù)解耦調控策略 21
1.3.2 介電性能與其他性能協(xié)同調控 23
1.3.3 儲能薄膜規(guī)模化加工工藝與精細結構控制 24
1.3.4 復雜條件下儲能薄膜電氣性能與儲能特性演化規(guī)律 25
1.4 儲能聚合物復合電介質研究內容 26
1.5 本書內容安排 27
參考文獻 27
第2章 儲能電介質基礎理論 35
2.1 電介質電極化理論 35
2.1.1 偶極子與偶極矩 35
2.1.2 極性與非極性電介質 36
2.1.3 電極化與極化率 37
2.1.4 電極化與頻率關系 39
2.1.5 電極化與溫度關系 46
2.1.6 電極化與電介質損耗 49
2.1.7 介電數(shù)據(jù)分析工具——電模量 50
2.2 電介質電容特性與儲能特性 52
2.2.1 電容特性理論 52
2.2.2 儲能特性理論 53
2.2.3 電極化、電位移與儲能特性 54
2.3 電介質充放電特性 56
2.3.1 充放電特性測試方法 56
2.3.2 電極化與電場關系 58
2.3.3 儲能電介質放電行為 60
2.3.4 不同電介質的充放電特征 65
2.4 本章小結 69
參考文獻 69
第3章 聚合物介電特性基礎理論 72
3.1 聚合物介電常數(shù)與介電損耗 72
3.1.1 聚合物結構特點 72
3.1.2 聚合物電極化 78
3.1.3 影響聚合物介電常數(shù)的因素 83
3.1.4 聚合物介電常數(shù)調控 88
3.1.5 聚合物介電松弛 91
3.1.6 聚合物介電譜 94
3.1.7 聚合物介電損耗調控 97
3.2 聚合物介質電導與擊穿 98
3.2.1 聚合物介質電導機理 98
3.2.2 聚合物介質電擊穿 99
3.2.3 聚合物介質熱擊穿 100
3.2.4 聚合物介質局部放電 100
3.2.5 聚合物介質電-機械擊穿 101
3.2.6 聚合物介質樹枝化擊穿 102
3.2.7 聚合物介質結構與擊穿關系 103
3.2.8 影響聚合物介質擊穿電壓的環(huán)境因素 106
3.2.9 改善聚合物介質耐壓能力的方法 106
3.3 本章小結 107
參考文獻 107
第4章 儲能聚合物電介質結構與性能 109
4.1 聚偏氟乙烯鐵電聚合物 111
4.1.1 PVDF鏈構型與結晶相 111
4.1.2 PVDF介電性能 113
4.1.3 PVDF儲能特性 116
4.2 P(VDF-TrFE)與P(VDF-TFE)共聚物 118
4.2.1 直接共聚制備P(VDF-TrFE) 118
4.2.2 氫化工藝制備P(VDF-TrFE) 122
4.2.3 P(VDF-TFE)結構與性能 128
4.3 PVDF基弛豫鐵電聚合物 129
4.3.1 PVDF基三聚物 129
4.3.2 P(VDF-TrFE-DB)共聚物 134
4.4 PVDF基反鐵電聚合物 136
4.4.1 PVDF和P(VDF-TrFE)反鐵電行為 136
4.4.2 P(VDF-CTFE)-g-PS結構與性能 137
4.4.3 P(VDF-TrFE-CTFE)-g-PXMA結構與性能 139
4.5 儲能線性聚合物電介質 140
4.5.1 非極性/弱極性聚合物電介質 141
4.5.2 極性聚合物電介質 143
4.5.3 改性PVDF基線性電介質 145
4.6 本章小結 146
參考文獻 146
第5章 儲能復合電介質性能調控理論 153
5.1 復合電介質極化與損耗 153
5.1.1 并聯(lián)復合電介質極化與損耗 155
5.1.2 串聯(lián)復合電介質極化與損耗 157
5.1.3 均勻混合電介質極化與損耗 158
5.1.4 考慮電導串聯(lián)復合介質充放電特性 159
5.2 有效介質理論 163
5.3 復合效應理論 164
5.3.1 低填充量時復合效應 164
5.3.2 高填充量時復合效應 166
5.4 逾滲效應理論 170
5.4.1 逾滲效應與介電性能 170
5.4.2 球形顆粒填充復合電介質特征 171
5.4.3 一維/二維顆粒填充復合電介質特征 173
5.4.4 逾滲效應連通型式 174
5.5 本章小結 176
參考文獻 177
第6章 儲能復合電介質結構性能理論模擬 179
6.1 復合電介質多尺度模擬計算方法 179
6.1.1 有限元方法 179
6.1.2 相場模擬方法 182
6.1.3 分子動力學方法 184
6.1.4 蒙特卡羅方法 187
6.1.5 **性原理計算方法 189
6.2 多尺度模擬在介電儲能領域的應用 191
6.2.1 微結構模擬與性能預測 191
6.2.2 微觀機理與宏觀性能耦合分析 197
6.2.3 材料設計及性能優(yōu)化 201
6.3 介電材料基因工程與高通量篩選 205
6.4 本章小結 206
參考文獻 207
第7章 儲能聚合物復合電介質設計與制備 209
7.1 填充相分散與分布特征模型 209
7.1.1 串并聯(lián)模型 209
7.1.2 考慮填料形狀修正的Maxwell-Garnett方程 210
7.2 聚合物復合電介質多尺度結構特征 211
7.2.1 填料納尺度 211
7.2.2 界面微尺度 218
7.2.3 斷面顯微結構 220
7.3 聚合物復合電介質結構設計與制備 221
7.3.1 隨機分散兩相與三相復合電介質 221
7.3.2 取向分散復合電介質 222
7.3.3 陣列結構復合電介質 223
7.3.4 多層結構復合電介質 225
7.4 聚合物復合電介質固相法制備工藝 228
7.4.1 直接共混制備 228
7.4.2 熔融混合制備 229
7.4.3 多層共擠制備 230
7.5 聚合物復合電介質液相法制備工藝 231
7.5.1 溶液法制備 231
7.5.2 原位聚合制備 232
7.6 儲能聚合物復合電介質與規(guī)；庸すに 233
7.7 本章小結 233
參考文獻 234
第8章 介電陶瓷顆粒/聚合物儲能復合電介質 239
8.1 介電陶瓷顆粒/聚合物復合電介質特征 239
8.2 復合電介質介電性能的頻率和溫度依賴性 240
8.2.1 介電性能頻率依賴性 240
8.2.2 介電性能溫度依賴性 243
8.3 復合電介質介電性能與組成依賴性 247
8.3.1 陶瓷顆粒組成及其影響 248
8.3.2 陶瓷顆粒填充量的影響 251
8.4 復合電介質介電性能與填充顆粒尺度依賴性 255
8.4.1 超細尺寸納米顆粒 255
8.4.2 納米尺度顆粒 260
8.4.3 微納尺度共填充 263
8.5 復合電介質介電性能與填充顆粒形貌依賴性 265
8.5.1 零維球形顆粒 266
8.5.2 一維線/棒顆粒 267
8.5.3 二維片狀顆粒 269
8.6 其他因素對介電儲能特性影響 271
8.6.1 復合材料制備工藝差異性 271
8.6.2 填料與基體界面性能差異性 272
8.6.3 特殊結構陶瓷填料 272
8.7 介電陶瓷顆粒/聚合物復合電介質儲能特性 274
8.8 本章小結 275
參考文獻 276
第9章 導電顆粒/聚合物儲能復合電介質 283
9.1 導電顆粒/聚合物復合電介質特征 283
9.2 復合電介質介電性能的頻率和溫度依賴性 284
9.2.1 介電性能頻率依賴性 285
9.2.2 介電性能溫度依賴性 285
9.3 復合電介質介電性能與組成依賴性 287
9.3.1 導電填料種類及其影響 287
9.3.2 導電填料含量影響 289
9.4 復合電介質介電性能與填料電導率依賴性 292
9.4.1 介電常數(shù)的電導率依賴性 292
9.4.2 介電損耗的電導率依賴性 294
9.5 復合電介質介電性能與填料形貌依賴性 295
9.5.1 零維球形顆粒 295
9.5.2 一維線/棒顆粒 297
9.5.3 二維片狀顆粒 307
9.6 導電顆粒/聚合物復合電介質儲能特性 312
9.7 本章小結 313
參考文獻 314
第10章 儲能全有機復合電介質 320
10.1 全有機復合電介質特征 320
10.2 有機介電填料/聚合物復合電介質 321
10.2.1 物理直接共混型電介質 321
10.2.2 化學接枝復合型電介質 324
10.2.3 增容偶聯(lián)復合型電介質 326
10.3 有機導電填料/聚合物復合電介質 329
10.3.1 導電球形有機填料 330
10.3.2 導電線棒形有機填料 333
10.4 聚合物共混復合電介質 335
10.4.1 熱塑性/熱塑性復合電介質 335
10.4.2 彈性體/熱塑性復合電介質 341
10.5 全有機復合電介質儲能特性 344
10.6 本章小結 345
參考文獻 345
第11章 核殼結構填料/聚合物儲能復合電介質 348
11.1 聚合物復合電介質界面模型 348
11.1.1 界面基本特征 348
11.1.2 Lewis雙層介電模型 350
11.1.3 Tanaka多核介電模型 351
11.2 核殼結構功能填料設計與制備 352
11.2.1 無機殼層 353
11.2.2 有機殼層 357
11.3 核殼結構功能填料對復合電介質性能影響 361
11.3.1 對介電性能影響 362
11.3.2 對擊穿電場影響 366
11.3.3 對充放電效率和放電能量密度影響 368
11.4 本章小結 371
參考文獻 371
第12章 儲能聚合物基三相復合電介質 377
12.1 三相復合電介質特征 377
12.2 雙功能顆粒/聚合物三相復合電介質 380
12.2.1 介電相-導電相/聚合物復合電介質 380
12.2.2 介電相-介電相/聚合物復合電介質 395
12.3 單功能顆粒/雙聚合物三相復合電介質 398
12.3.1 介電相顆粒/雙聚合物復合電介質 401
12.3.2 導電
序一
序二
前言
第1章 緒論 1
1.1 儲能技術與儲能電介質材料 1
1.1.1 儲能技術 1
1.1.2 電能儲存技術 2
1.1.3 儲能電容器與儲能電介質 4
1.2 儲能電介質材料基礎 6
1.2.1 電介質與絕緣材料 6
1.2.2 固體電介質性能基本參數(shù) 7
1.2.3 儲能聚合物復合電介質特征 13
1.2.4 電介質儲能過程與儲能密度 15
1.2.5 儲能聚合物復合電介質現(xiàn)狀 17
1.3 儲能聚合物復合電介質若干關鍵問題 20
1.3.1 介電性能參數(shù)解耦調控策略 21
1.3.2 介電性能與其他性能協(xié)同調控 23
1.3.3 儲能薄膜規(guī)模化加工工藝與精細結構控制 24
1.3.4 復雜條件下儲能薄膜電氣性能與儲能特性演化規(guī)律 25
1.4 儲能聚合物復合電介質研究內容 26
1.5 本書內容安排 27
參考文獻 27
第2章 儲能電介質基礎理論 35
2.1 電介質電極化理論 35
2.1.1 偶極子與偶極矩 35
2.1.2 極性與非極性電介質 36
2.1.3 電極化與極化率 37
2.1.4 電極化與頻率關系 39
2.1.5 電極化與溫度關系 46
2.1.6 電極化與電介質損耗 49
2.1.7 介電數(shù)據(jù)分析工具——電模量 50
2.2 電介質電容特性與儲能特性 52
2.2.1 電容特性理論 52
2.2.2 儲能特性理論 53
2.2.3 電極化、電位移與儲能特性 54
2.3 電介質充放電特性 56
2.3.1 充放電特性測試方法 56
2.3.2 電極化與電場關系 58
2.3.3 儲能電介質放電行為 60
2.3.4 不同電介質的充放電特征 65
2.4 本章小結 69
參考文獻 69
第3章 聚合物介電特性基礎理論 72
3.1 聚合物介電常數(shù)與介電損耗 72
3.1.1 聚合物結構特點 72
3.1.2 聚合物電極化 78
3.1.3 影響聚合物介電常數(shù)的因素 83
3.1.4 聚合物介電常數(shù)調控 88
3.1.5 聚合物介電松弛 91
3.1.6 聚合物介電譜 94
3.1.7 聚合物介電損耗調控 97
3.2 聚合物介質電導與擊穿 98
3.2.1 聚合物介質電導機理 98
3.2.2 聚合物介質電擊穿 99
3.2.3 聚合物介質熱擊穿 100
3.2.4 聚合物介質局部放電 100
3.2.5 聚合物介質電-機械擊穿 101
3.2.6 聚合物介質樹枝化擊穿 102
3.2.7 聚合物介質結構與擊穿關系 103
3.2.8 影響聚合物介質擊穿電壓的環(huán)境因素 106
3.2.9 改善聚合物介質耐壓能力的方法 106
3.3 本章小結 107
參考文獻 107
第4章 儲能聚合物電介質結構與性能 109
4.1 聚偏氟乙烯鐵電聚合物 111
4.1.1 PVDF鏈構型與結晶相 111
4.1.2 PVDF介電性能 113
4.1.3 PVDF儲能特性 116
4.2 P(VDF-TrFE)與P(VDF-TFE)共聚物 118
4.2.1 直接共聚制備P(VDF-TrFE) 118
4.2.2 氫化工藝制備P(VDF-TrFE) 122
4.2.3 P(VDF-TFE)結構與性能 128
4.3 PVDF基弛豫鐵電聚合物 129
4.3.1 PVDF基三聚物 129
4.3.2 P(VDF-TrFE-DB)共聚物 134
4.4 PVDF基反鐵電聚合物 136
4.4.1 PVDF和P(VDF-TrFE)反鐵電行為 136
4.4.2 P(VDF-CTFE)-g-PS結構與性能 137
4.4.3 P(VDF-TrFE-CTFE)-g-PXMA結構與性能 139
4.5 儲能線性聚合物電介質 140
4.5.1 非極性/弱極性聚合物電介質 141
4.5.2 極性聚合物電介質 143
4.5.3 改性PVDF基線性電介質 145
4.6 本章小結 146
參考文獻 146
第5章 儲能復合電介質性能調控理論 153
5.1 復合電介質極化與損耗 153
5.1.1 并聯(lián)復合電介質極化與損耗 155
5.1.2 串聯(lián)復合電介質極化與損耗 157
5.1.3 均勻混合電介質極化與損耗 158
5.1.4 考慮電導串聯(lián)復合介質充放電特性 159
5.2 有效介質理論 163
5.3 復合效應理論 164
5.3.1 低填充量時復合效應 164
5.3.2 高填充量時復合效應 166
5.4 逾滲效應理論 170
5.4.1 逾滲效應與介電性能 170
5.4.2 球形顆粒填充復合電介質特征 171
5.4.3 一維/二維顆粒填充復合電介質特征 173
5.4.4 逾滲效應連通型式 174
5.5 本章小結 176
參考文獻 177
第6章 儲能復合電介質結構性能理論模擬 179
6.1 復合電介質多尺度模擬計算方法 179
6.1.1 有限元方法 179
6.1.2 相場模擬方法 182
6.1.3 分子動力學方法 184
6.1.4 蒙特卡羅方法 187
6.1.5 **性原理計算方法 189
6.2 多尺度模擬在介電儲能領域的應用 191
6.2.1 微結構模擬與性能預測 191
6.2.2 微觀機理與宏觀性能耦合分析 197
6.2.3 材料設計及性能優(yōu)化 201
6.3 介電材料基因工程與高通量篩選 205
6.4 本章小結 206
參考文獻 207
第7章 儲能聚合物復合電介質設計與制備 209
7.1 填充相分散與分布特征模型 209
7.1.1 串并聯(lián)模型 209
7.1.2 考慮填料形狀修正的Maxwell-Garnett方程 210
7.2 聚合物復合電介質多尺度結構特征 211
7.2.1 填料納尺度 211
7.2.2 界面微尺度 218
7.2.3 斷面顯微結構 220
7.3 聚合物復合電介質結構設計與制備 221
7.3.1 隨機分散兩相與三相復合電介質 221
7.3.2 取向分散復合電介質 222
7.3.3 陣列結構復合電介質 223
7.3.4 多層結構復合電介質 225
7.4 聚合物復合電介質固相法制備工藝 228
7.4.1 直接共混制備 228
7.4.2 熔融混合制備 229
7.4.3 多層共擠制備 230
7.5 聚合物復合電介質液相法制備工藝 231
7.5.1 溶液法制備 231
7.5.2 原位聚合制備 232
7.6 儲能聚合物復合電介質與規(guī)；庸すに 233
7.7 本章小結 233
參考文獻 234
第8章 介電陶瓷顆粒/聚合物儲能復合電介質 239
8.1 介電陶瓷顆粒/聚合物復合電介質特征 239
8.2 復合電介質介電性能的頻率和溫度依賴性 240
8.2.1 介電性能頻率依賴性 240
8.2.2 介電性能溫度依賴性 243
8.3 復合電介質介電性能與組成依賴性 247
8.3.1 陶瓷顆粒組成及其影響 248
8.3.2 陶瓷顆粒填充量的影響 251
8.4 復合電介質介電性能與填充顆粒尺度依賴性 255
8.4.1 超細尺寸納米顆粒 255
8.4.2 納米尺度顆粒 260
8.4.3 微納尺度共填充 263
8.5 復合電介質介電性能與填充顆粒形貌依賴性 265
8.5.1 零維球形顆粒 266
8.5.2 一維線/棒顆粒 267
8.5.3 二維片狀顆粒 269
8.6 其他因素對介電儲能特性影響 271
8.6.1 復合材料制備工藝差異性 271
8.6.2 填料與基體界面性能差異性 272
8.6.3 特殊結構陶瓷填料 272
8.7 介電陶瓷顆粒/聚合物復合電介質儲能特性 274
8.8 本章小結 275
參考文獻 276
第9章 導電顆粒/聚合物儲能復合電介質 283
9.1 導電顆粒/聚合物復合電介質特征 283
9.2 復合電介質介電性能的頻率和溫度依賴性 284
9.2.1 介電性能頻率依賴性 285
9.2.2 介電性能溫度依賴性 285
9.3 復合電介質介電性能與組成依賴性 287
9.3.1 導電填料種類及其影響 287
9.3.2 導電填料含量影響 289
9.4 復合電介質介電性能與填料電導率依賴性 292
9.4.1 介電常數(shù)的電導率依賴性 292
9.4.2 介電損耗的電導率依賴性 294
9.5 復合電介質介電性能與填料形貌依賴性 295
9.5.1 零維球形顆粒 295
9.5.2 一維線/棒顆粒 297
9.5.3 二維片狀顆粒 307
9.6 導電顆粒/聚合物復合電介質儲能特性 312
9.7 本章小結 313
參考文獻 314
第10章 儲能全有機復合電介質 320
10.1 全有機復合電介質特征 320
10.2 有機介電填料/聚合物復合電介質 321
10.2.1 物理直接共混型電介質 321
10.2.2 化學接枝復合型電介質 324
10.2.3 增容偶聯(lián)復合型電介質 326
10.3 有機導電填料/聚合物復合電介質 329
10.3.1 導電球形有機填料 330
10.3.2 導電線棒形有機填料 333
10.4 聚合物共混復合電介質 335
10.4.1 熱塑性/熱塑性復合電介質 335
10.4.2 彈性體/熱塑性復合電介質 341
10.5 全有機復合電介質儲能特性 344
10.6 本章小結 345
參考文獻 345
第11章 核殼結構填料/聚合物儲能復合電介質 348
11.1 聚合物復合電介質界面模型 348
11.1.1 界面基本特征 348
11.1.2 Lewis雙層介電模型 350
11.1.3 Tanaka多核介電模型 351
11.2 核殼結構功能填料設計與制備 352
11.2.1 無機殼層 353
11.2.2 有機殼層 357
11.3 核殼結構功能填料對復合電介質性能影響 361
11.3.1 對介電性能影響 362
11.3.2 對擊穿電場影響 366
11.3.3 對充放電效率和放電能量密度影響 368
11.4 本章小結 371
參考文獻 371
第12章 儲能聚合物基三相復合電介質 377
12.1 三相復合電介質特征 377
12.2 雙功能顆粒/聚合物三相復合電介質 380
12.2.1 介電相-導電相/聚合物復合電介質 380
12.2.2 介電相-介電相/聚合物復合電介質 395
12.3 單功能顆粒/雙聚合物三相復合電介質 398
12.3.1 介電相顆粒/雙聚合物復合電介質 401
12.3.2 導電
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