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电化学阻抗谱

作者: [美] 马克·欧瑞姆（Mark E.Orazem）著 , [法] 伯纳德·特瑞博勒特（Bernard Tribollet）著 , 雍文跃译 , 张学元译

出版社: 化学工业出版社

出版时间: 2014-11

版次: 1

ISBN: 9787122218940

定价: 98.00

装帧: 平装

开本: 16开

纸张: 胶版纸

页数: 376页

字数: 542千字

正文语种: 简体中文

原版书名: Electrochemical Impedance Spectroscopy

分类: 工程技术

4 张插图图片

62人买过

　　《电化学阻抗谱》在全面阐述电化学需要的背景基础知识和电化学阻抗谱测试实验设计的基础上，详细地论述了不同电化学过程的电化学模型，介绍了电化学阻抗谱解析的终极目标。最后，阐述了采用统计分析方法，分析电化学阻抗谱测试的误差，包括介绍K-K转化方法分析、确定电化学动力学模型的正确性。同时，对电化学阻抗谱技术的发展、应用及其存在的问题进行了回顾总结，并列出了一些重要的参考资料。在每一章的后面，还附有一些思考题供读者练习。
　　《电化学阻抗谱》可以作为讲授电化学阻抗谱的教科书，也可以作为腐蚀、生物医学器件、半导体、固态器件、传感器、电池、燃料电池电化学电容器、介电测量、涂层、电致变色材料、分析化学和影像学等领域研究人员的参考书。作者：（美国）马克·欧瑞姆（Mark E.Orazem）（法国）伯纳德·特瑞博勒特（Bernard Tribollet）译者：雍兴跃张学元第一部分基础知识
第1章复数
1.1虚数
1.2术语
1.2.1虚数
1.2.2复数
1.2.3阻抗谱中的符号规定
1.3复数运算
1.3.1复数的乘法与除法
1.3.2极坐标系中的复数
1.3.3复数的性质
1.4复数的初等函数
1.4.1指数
1.4.2对数
1.4.3多项式
思考
第2章微分方程
2.1一次线性微分方程
2.2二次线性齐次微分方程
2.3二次线性非齐次微分方程
2.4由相似变换求解偏微分方程
2.5含有复数的微分方程
思考
第3章统计学
3.1定义
3.1.1期望值和均值
3.1.2方差、标准差和协方差
3.1.3正态分布
3.1.4概率
3.1.5中心极限定理
3.2误差传递
3.2.1线性体系
3.2.2非线性体系
3.3假设检验
3.3.1术语
3.3.2均值的t检验
3.3.3方差的F检验
3.3.4方差的卡方（χ2）检验
思考
第4章电子电路
4.1无源电路
4.1.1电路元件
4.1.2并联组合和串联组合
4.2基本关系
4.3复杂电路
4.4等效思路
4.5电路响应的图形表示
思考
第5章电化学
5.1电阻和电化学电池
5.2电化学平衡
5.3电化学系统的极化行为
5.3.1零电流
5.3.2动力学控制
5.3.3传质控制
5.4电位的定义
5.5速率表达式
5.5.1质量作用规律
5.5.2广义电极动力学
5.6传递过程
5.6.1一次电流和电位分布
5.6.2对阻塞电极的应用
5.6.3二次电流和电位分布
5.6.4三次电流和电势分布
5.6.5传质控制的电流分布
5.7电位作用
5.7.1欧姆电压降
5.7.2表面过电位
5.7.3浓度过电位
5.8电容的贡献
5.8.1双电层电容
5.8.2介电电容
思考
第6章电化学仪器
6.1理想的运算放大器
6.2电化学仪器组件
6.3电化学接口
6.3.1恒电位仪
6.3.2恒电流仪
6.3.3电化学阻抗谱测试用的恒电位仪
思考

第二部分实验注意事项
第7章实验方法
7.1稳态极化曲线
7.2电位阶跃的暂态响应
7.3频域分析
7.3.1Lissajous分析
7.3.2相位测试（锁相放大器）
7.3.3单频率傅里叶分析
7.3.４多频率傅里叶分析
7.4测量技术的比较
7.4.1Lissajous分析方法
7.4.2相位敏感性测试（锁相放大器）
7.4.3单频率傅里叶分析
7.4.4多频率傅里叶分析
7.5特殊测量技术
7.5.1传输函数分析
7.5.2局部电化学阻抗谱
思考
第8章实验设计
8.1电解池的设计
8.1.1参比电极
8.1.2流场构型
8.1.3电流分布
8.2实验注意事项
8.2.1频率范围
8.2.2线性条件
8.2.3调制技术
8.2.4示波器
8.3仪器参数
8.3.1提高信噪比
8.3.2降低偏移偏差
8.3.3增大信息量
思考

第三部分过程模型
第9章等效电路的模拟
9.1一般方法
9.2外加电流
9.2.1腐蚀电位的阻抗
9.2.2部分覆盖电极
9.3外加电位
9.3.1多孔惰性层涂覆电极
9.3.2多孔惰性双层膜涂覆电极
思考
第10章动力学模型
10.1电化学反应
10.2只受电位控制的反应
10.3只受电位和质量传递控制的反应
10.4只受电位和表面覆盖控制的耦合反应
10.5只受电位、表面覆盖物和传递过程控制的反应
思考
第11章扩散阻抗
11.1均匀电极
11.2广义数学推导
11.3滞流扩散层
11.4固态膜层中的扩散过程
11.4.1膜层扩散控制区
11.4.2膜层阻抗响应
11.5耦合扩散阻抗
11.6旋转圆盘
11.6.1流体流动
11.6.2传质
11.6.3对流扩散模型的分类
11.7浸没喷射
11.7.1流体流动
11.7.2传质
11.8旋转圆柱
思考
第12章半导体系
12.1半导体物理学
12.1.1电子和空穴
12.1.2掺杂
12.1.3深层态
12.1.4Shockley-ReadHall过程
12.1.5界面
12.2稳态模型
12.2.1传质
12.2.2空间电荷区
12.2.3在半导体-电解液体系中的应用
12.3阻抗模型
12.3.1等效电子电路
12.3.2Mott-Schottky分析
思考
第13章时间常数的弥散效应
13.1常相位角元件
13.1.1二维和三维分布
13.1.2电容的确定
13.1.3CPE应用的局限性
13.2微小电极的对流扩散阻抗
13.2.1分析
13.2.2局部扩散对流阻抗
13.2.3整体对流扩散阻抗
13.3几何形状引起的电流和电位分布
13.3.1数学模型的推导
13.3.2整体和局部阻抗
13.4多孔电极
13.5氧化层
思考
第14章广义传输函数
14.1多路输入/输出系统
14.1.1电流或电位为输出量
14.1.2电流或电位为输入量
14.1.3实验变量
14.2仅有电气量的传输函数
14.2.1环-盘阻抗测试
14.2.2双电层的复频测试
14.3非电气量的传输函数
14.3.1热电化学（TEC）传输函数
14.3.2光电化学阻抗测试
14.3.3电重量阻抗测试
思考
第15章电流体动力学阻抗
15.1流体动力学传输函数
15.2传质过程的传输函数
15.2.1施密特数较大时的近似解
15.2.2高频区的近似解
15.3简单电化学反应的动力学传输函数
15.4二维或三维绝缘相界面
15.4.1部分阻塞电极
15.4.2多孔膜覆盖的旋转圆盘电极
思考

第四部分解析方法
第16章阻抗表示方法
16.1阻抗的形式
16.1.1复平面阻抗图
16.1.2Bode图
16.1.3电解质电阻校正的Bode图
16.1.4阻抗图
16.2导纳形式
16.2.1导纳平面图
16.2.2导纳图
16.2.3电解质电阻校正图
16.3复容抗
16.3.1复容抗平面图
16.3.2复容抗图
16.4有效电容
思考
第17章基本图解法
17.1Randles电路的应用
17.1.1数据的传统表示
17.1.2欧姆电阻修正的相位角和模量
17.1.3实部和虚部
17.1.4有效高频电容与CPE系数
17.2阻塞电极的应用
17.2.1Nyquist和Bode表示法
17.2.2虚部
17.2.3有效CPE系数
17.3综述
思考
第18章基于模型的图解法
18.1传质
18.1.1阻抗平面图
18.1.2低频的渐进特性
18.2反应动力学：阿伦尼乌斯关系
18.3Mott-Schottky平面图
思考
第19章复变非线性回归
19.1概念
19.2目标函数
19.3回归方法的形式
19.3.1线性回归
19.3.2非线性回归
19.4非线性问题的回归方略
19.4.1Gauss-Newton法
19.4.2最速下降法
19.4.3Levenburg-Marquardt法
19.4.4下降单纯形法
19.5数据质量对回归的影响
19.5.1数据的随机误差
19.5.2随机噪声引起的病态回归
19.5.3范围不足引起的病态回归
19.6回归初始估计
19.7回归统计
19.7.1参数估计的置信区间
19.7.2回归质量的统计测量
思考
第20章回归质量的评估
20.1评估回归质量的方法
20.1.1定量法
20.1.2定性法
20.2回归概念应用
20.2.1有限扩散长度模型
20.2.2度量模型
20.2.3对流扩散长度模型
思考

第五部分统计分析
第21章阻抗测量的误差结构
21.1误差的影响
21.2阻抗测量中的随机误差
21.2.1时域信号的随机误差
21.2.2时域到频域的转换
21.2.3频域的随机误差
21.3偏移误差
21.3.1仪器失真
21.3.2研究系统的附属部分
21.3.3非稳态行为
21.3.4阻抗谱测量中的时间尺度
21.4误差结构的合并
21.5用度量模型确定误差
21.5.1随机误差
21.5.2偏移误差
思考
第22章Kramers-Kronig关系
22.1数学原理
22.1.1基础知识
22.1.2Cauchy定理的应用
22.1.3实部到虚部的转换
22.1.4虚部到实部的转换
22.1.5Kramers-Kronig关系的应用
22.2期望意义上的KramersKronig关系
22.2.1实部到虚部的转换
22.2.2虚部到实部的转换
22.3应用方法
22.3.1Kramers-Kronig关系的直接积分
22.3.2一致性的实验评价
22.3.3过程模型的回归
22.3.4度量模型的回归
思考

第六部分综述
第23章阻抗谱的综合分析方法
23.1回归分析的流程图
23.2测量、误差分析和模型的一体化
23.2.1结合误差分析的阻抗测量
23.2.2结合其他观察建立分析模型
23.2.3误差结构的回归分析
23.3应用
思考

第七部分参考资料
附录A复积分
A.1术语的定义
A.2Cauchy-Riemann条件
A.3复积分
A.3.1Cauchy定理
A.3.2有理函数的广义积分
思考
符号目录
参考文献
内容简介:
　　《电化学阻抗谱》在全面阐述电化学需要的背景基础知识和电化学阻抗谱测试实验设计的基础上，详细地论述了不同电化学过程的电化学模型，介绍了电化学阻抗谱解析的终极目标。最后，阐述了采用统计分析方法，分析电化学阻抗谱测试的误差，包括介绍K-K转化方法分析、确定电化学动力学模型的正确性。同时，对电化学阻抗谱技术的发展、应用及其存在的问题进行了回顾总结，并列出了一些重要的参考资料。在每一章的后面，还附有一些思考题供读者练习。
　　《电化学阻抗谱》可以作为讲授电化学阻抗谱的教科书，也可以作为腐蚀、生物医学器件、半导体、固态器件、传感器、电池、燃料电池电化学电容器、介电测量、涂层、电致变色材料、分析化学和影像学等领域研究人员的参考书。
作者简介:
作者：（美国）马克·欧瑞姆（Mark E.Orazem）（法国）伯纳德·特瑞博勒特（Bernard Tribollet）译者：雍兴跃张学元
目录:
第一部分基础知识
第1章复数
1.1虚数
1.2术语
1.2.1虚数
1.2.2复数
1.2.3阻抗谱中的符号规定
1.3复数运算
1.3.1复数的乘法与除法
1.3.2极坐标系中的复数
1.3.3复数的性质
1.4复数的初等函数
1.4.1指数
1.4.2对数
1.4.3多项式
思考
第2章微分方程
2.1一次线性微分方程
2.2二次线性齐次微分方程
2.3二次线性非齐次微分方程
2.4由相似变换求解偏微分方程
2.5含有复数的微分方程
思考
第3章统计学
3.1定义
3.1.1期望值和均值
3.1.2方差、标准差和协方差
3.1.3正态分布
3.1.4概率
3.1.5中心极限定理
3.2误差传递
3.2.1线性体系
3.2.2非线性体系
3.3假设检验
3.3.1术语
3.3.2均值的t检验
3.3.3方差的F检验
3.3.4方差的卡方（χ2）检验
思考
第4章电子电路
4.1无源电路
4.1.1电路元件
4.1.2并联组合和串联组合
4.2基本关系
4.3复杂电路
4.4等效思路
4.5电路响应的图形表示
思考
第5章电化学
5.1电阻和电化学电池
5.2电化学平衡
5.3电化学系统的极化行为
5.3.1零电流
5.3.2动力学控制
5.3.3传质控制
5.4电位的定义
5.5速率表达式
5.5.1质量作用规律
5.5.2广义电极动力学
5.6传递过程
5.6.1一次电流和电位分布
5.6.2对阻塞电极的应用
5.6.3二次电流和电位分布
5.6.4三次电流和电势分布
5.6.5传质控制的电流分布
5.7电位作用
5.7.1欧姆电压降
5.7.2表面过电位
5.7.3浓度过电位
5.8电容的贡献
5.8.1双电层电容
5.8.2介电电容
思考
第6章电化学仪器
6.1理想的运算放大器
6.2电化学仪器组件
6.3电化学接口
6.3.1恒电位仪
6.3.2恒电流仪
6.3.3电化学阻抗谱测试用的恒电位仪
思考

第二部分实验注意事项
第7章实验方法
7.1稳态极化曲线
7.2电位阶跃的暂态响应
7.3频域分析
7.3.1Lissajous分析
7.3.2相位测试（锁相放大器）
7.3.3单频率傅里叶分析
7.3.４多频率傅里叶分析
7.4测量技术的比较
7.4.1Lissajous分析方法
7.4.2相位敏感性测试（锁相放大器）
7.4.3单频率傅里叶分析
7.4.4多频率傅里叶分析
7.5特殊测量技术
7.5.1传输函数分析
7.5.2局部电化学阻抗谱
思考
第8章实验设计
8.1电解池的设计
8.1.1参比电极
8.1.2流场构型
8.1.3电流分布
8.2实验注意事项
8.2.1频率范围
8.2.2线性条件
8.2.3调制技术
8.2.4示波器
8.3仪器参数
8.3.1提高信噪比
8.3.2降低偏移偏差
8.3.3增大信息量
思考

第三部分过程模型
第9章等效电路的模拟
9.1一般方法
9.2外加电流
9.2.1腐蚀电位的阻抗
9.2.2部分覆盖电极
9.3外加电位
9.3.1多孔惰性层涂覆电极
9.3.2多孔惰性双层膜涂覆电极
思考
第10章动力学模型
10.1电化学反应
10.2只受电位控制的反应
10.3只受电位和质量传递控制的反应
10.4只受电位和表面覆盖控制的耦合反应
10.5只受电位、表面覆盖物和传递过程控制的反应
思考
第11章扩散阻抗
11.1均匀电极
11.2广义数学推导
11.3滞流扩散层
11.4固态膜层中的扩散过程
11.4.1膜层扩散控制区
11.4.2膜层阻抗响应
11.5耦合扩散阻抗
11.6旋转圆盘
11.6.1流体流动
11.6.2传质
11.6.3对流扩散模型的分类
11.7浸没喷射
11.7.1流体流动
11.7.2传质
11.8旋转圆柱
思考
第12章半导体系
12.1半导体物理学
12.1.1电子和空穴
12.1.2掺杂
12.1.3深层态
12.1.4Shockley-ReadHall过程
12.1.5界面
12.2稳态模型
12.2.1传质
12.2.2空间电荷区
12.2.3在半导体-电解液体系中的应用
12.3阻抗模型
12.3.1等效电子电路
12.3.2Mott-Schottky分析
思考
第13章时间常数的弥散效应
13.1常相位角元件
13.1.1二维和三维分布
13.1.2电容的确定
13.1.3CPE应用的局限性
13.2微小电极的对流扩散阻抗
13.2.1分析
13.2.2局部扩散对流阻抗
13.2.3整体对流扩散阻抗
13.3几何形状引起的电流和电位分布
13.3.1数学模型的推导
13.3.2整体和局部阻抗
13.4多孔电极
13.5氧化层
思考
第14章广义传输函数
14.1多路输入/输出系统
14.1.1电流或电位为输出量
14.1.2电流或电位为输入量
14.1.3实验变量
14.2仅有电气量的传输函数
14.2.1环-盘阻抗测试
14.2.2双电层的复频测试
14.3非电气量的传输函数
14.3.1热电化学（TEC）传输函数
14.3.2光电化学阻抗测试
14.3.3电重量阻抗测试
思考
第15章电流体动力学阻抗
15.1流体动力学传输函数
15.2传质过程的传输函数
15.2.1施密特数较大时的近似解
15.2.2高频区的近似解
15.3简单电化学反应的动力学传输函数
15.4二维或三维绝缘相界面
15.4.1部分阻塞电极
15.4.2多孔膜覆盖的旋转圆盘电极
思考

第四部分解析方法
第16章阻抗表示方法
16.1阻抗的形式
16.1.1复平面阻抗图
16.1.2Bode图
16.1.3电解质电阻校正的Bode图
16.1.4阻抗图
16.2导纳形式
16.2.1导纳平面图
16.2.2导纳图
16.2.3电解质电阻校正图
16.3复容抗
16.3.1复容抗平面图
16.3.2复容抗图
16.4有效电容
思考
第17章基本图解法
17.1Randles电路的应用
17.1.1数据的传统表示
17.1.2欧姆电阻修正的相位角和模量
17.1.3实部和虚部
17.1.4有效高频电容与CPE系数
17.2阻塞电极的应用
17.2.1Nyquist和Bode表示法
17.2.2虚部
17.2.3有效CPE系数
17.3综述
思考
第18章基于模型的图解法
18.1传质
18.1.1阻抗平面图
18.1.2低频的渐进特性
18.2反应动力学：阿伦尼乌斯关系
18.3Mott-Schottky平面图
思考
第19章复变非线性回归
19.1概念
19.2目标函数
19.3回归方法的形式
19.3.1线性回归
19.3.2非线性回归
19.4非线性问题的回归方略
19.4.1Gauss-Newton法
19.4.2最速下降法
19.4.3Levenburg-Marquardt法
19.4.4下降单纯形法
19.5数据质量对回归的影响
19.5.1数据的随机误差
19.5.2随机噪声引起的病态回归
19.5.3范围不足引起的病态回归
19.6回归初始估计
19.7回归统计
19.7.1参数估计的置信区间
19.7.2回归质量的统计测量
思考
第20章回归质量的评估
20.1评估回归质量的方法
20.1.1定量法
20.1.2定性法
20.2回归概念应用
20.2.1有限扩散长度模型
20.2.2度量模型
20.2.3对流扩散长度模型
思考

第五部分统计分析
第21章阻抗测量的误差结构
21.1误差的影响
21.2阻抗测量中的随机误差
21.2.1时域信号的随机误差
21.2.2时域到频域的转换
21.2.3频域的随机误差
21.3偏移误差
21.3.1仪器失真
21.3.2研究系统的附属部分
21.3.3非稳态行为
21.3.4阻抗谱测量中的时间尺度
21.4误差结构的合并
21.5用度量模型确定误差
21.5.1随机误差
21.5.2偏移误差
思考
第22章Kramers-Kronig关系
22.1数学原理
22.1.1基础知识
22.1.2Cauchy定理的应用
22.1.3实部到虚部的转换
22.1.4虚部到实部的转换
22.1.5Kramers-Kronig关系的应用
22.2期望意义上的KramersKronig关系
22.2.1实部到虚部的转换
22.2.2虚部到实部的转换
22.3应用方法
22.3.1Kramers-Kronig关系的直接积分
22.3.2一致性的实验评价
22.3.3过程模型的回归
22.3.4度量模型的回归
思考

第六部分综述
第23章阻抗谱的综合分析方法
23.1回归分析的流程图
23.2测量、误差分析和模型的一体化
23.2.1结合误差分析的阻抗测量
23.2.2结合其他观察建立分析模型
23.2.3误差结构的回归分析
23.3应用
思考

第七部分参考资料
附录A复积分
A.1术语的定义
A.2Cauchy-Riemann条件
A.3复积分
A.3.1Cauchy定理
A.3.2有理函数的广义积分
思考
符号目录
参考文献

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电化学阻抗谱

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