陶瓷实验报告
专业综合实验报告
姓名：X X X 学号：X X X X X X
专业年级：X X X X X X X X X 组别：X X X X X X
指导老师：X X X X X X X X X X X X
一、实验目的及内容：
这是一次综合性较强的实验，内容包括： 1、对粘土化学成分及含量的分析； 2、对粘土、长石、高岭土性能的检测；
3、对陶瓷原料的配制、混料、练泥、陈腐、成型；
4、对成型作品进行烧成
由于这次实验涉及多个课程的知识，因此重在培养学生的知识联合运用的能力，学生的动手能力，将与我们专业有关的课程都在这次实验里部分得到体现。
实验仪器：略
二、粘土化学成分及含量的分析
1、SiO 2 的测定
本次实验采用氟硅酸钾容量法测定SiO 2 的含量，依据硅酸在有过量的氟离子和钾离子存在下的强酸性溶液中，能与氟离子作用形成氟硅酸离子[SiF 6]2-，并进而与钾离子作用生成氟硅酸钾（K 2 SiF 6）沉淀。
实验具体步骤：
取25ml 试液 加10ml 硝酸 加15ml 的15%KF 溶液 加KCl 固体至超饱和然后静置15分钟 过滤 加30ml 的5%KCl 溶液洗涤三次
将滤纸移入烧杯 加10ml KCl-乙醇溶液 加1ml 酚酞 用NaOH 溶液中和残酸 加入到200ml 沸水中 用NaOH 溶液滴定至中和
得出消耗的碱溶液体积Vml
SiO 2 的含量为SiO 2 % = V ×T SiO
2
其中2.9356是粘土试样的浓度
2.9356g/ml
V ×T SiO
2
25×2.9356
T SiO 2
是NaOH 对SiO 2 的滴定度等于2.0502mg/ml ，最后测得所需NaOH 溶液
为20.50ml 。计算出SiO 2的百分含量为57.55%。
CaO 的测定：
实验具体步骤：取25ml 试液 加15ml 2%的KF 溶液静置2分钟 加水至150ml 左右 加5ml 的 1﹕2的三乙醇胺 加少量的CMP 指示剂 滴加KOH 至绿色荧光出现 加8mlKOH 用EDTA 滴定至绿色消失变成橙黄色 求出所消耗的EDTA 的体积V
则CaO 的含量为%10025
???=A V
T X CaO
CaO 其中T CaO 是EDTA 对CaO 的滴定度，为0.7949mg/ml , A 为试样的浓度为1.3246mg/ml
EDTA 测得所需量为0.33ml ，测得CaO 的百分含量为0.79%
Fe 2O 3 和Al 2O 3的测定：
由于这两个物质测量时是相关联的，所以需要同时测量。
实验具体步骤：25ml 试液 加水至100ml 左右 调PH=2 加热到65℃左右 加10滴磺基水杨酸钠 用EDTA 滴定至颜色变化呈亮黄色
测出EDTA 所需含量（用于测Fe 2O 3 的含量） 准确加入约23mlEDTA 加热到70℃ 调PH 约为 3.5 加入乙酸—乙酸钠缓冲溶液10ml 煮沸一分钟 加入3到4滴PAN 指示剂 用硫酸铜溶液滴定 测出硫酸铜所需含量（用于求Al 2O 3 的含量）。
则Fe 2O 3 的含量为
25
3232??=
A V T X O Fe O Fe 其中TFe 2O 3 是EDTA 对Fe 2O 3 的
滴定度为1.1316mg/ml ，EDTA 的消耗量是0.66ml ，则求得Fe 2O 3 的百分含量为2.26%
Al 2O 3 的含量为 X Al 2O 3 = 其中K 为EDTA 对硫酸铜的滴
定度为2.2530ml/ml ，T Al 2O 3 为Al 2O 3 对EDTA 的滴定度为0.7226mg/ml ，V 为硫酸铜溶液体积，求得Al 2O 3 的含量为31.10% 。
本来还有很多其他成分需要测量的，但是因为工作量大，由于时间和条件有限，所以我们后来采用了老师先前已测好的数据。
T Al 2O 3 .
(23 –KV) 25 × A
最后测试结果为：
SiO2Al2O3Fe2O3CaO MgO Na2O K2O 灼减
量
石英
（%）
99.24 0.82 微量
钾长石
（%）
68.23 15.13 0.52 0.49 0.17 4.04 10.87 0.55
高领土
（%）
58.55 31.63 1.96 0.24 ----- 0.19 1.08 11.09
三、配方组成计算
现在求出了原料的化学成分后，根据我们在文献资料里所查询的配方组成来求出坯料的示性矿物组成和化学成分组成。
我们组的配方组成是：
Si O2
Fe2
O3
Al2
O3
C
aO
M
gO
K
2O
Na
2O
酌
减量
共
计
67 .52
0．
35
22.
41
0.
17
0.
28
3.
71
0.6
5.
50
100
.57
换算成无灼减量后
SiO2 Fe2O3 Al2O3 CaO MgO K2O Na2O
71.02 0.37 23.57 0.18 0.29 3.93 0.63
注：由于K2O 比Na2O 要多得多，所以把Na2O的量换算成K2O的量,换算式为：换算后K2O的百分比=原K2O的百分比+原Na2O的百分比*（K2O摩尔质量/Na2O的摩尔质量）
1、由换算后的K2O计算钾长石
4.56∕14.99*100％=30.42％
2、由余量的Al2O3计算高岭土
18.94∕33.77=56.09％
3、由余量的15.07％SiO2由石英引入
15.07∕99.24=15.19％
4、由MgO的含量计算碱式碳酸镁五水
0.24∕41.38=0.58％
由于利用上述四种原料就已基本符合原料配方，所以就选定此四种原料，进行重新核算：
四种原料共计的百分数为：30.42+56.09+15.19+0.58=102.28，
则换算成含有烧失量的原料百分比分别为：
钾长石：30.42∕（102.28-5.50）*100％=31.43％
高岭土：56.09∕（102.28-5.50）*100％=57.96％
石英：15.19∕（102.28-5.50）*100％=15.69％
碱式碳酸镁五水: 0.58∕（102.28-5.50）*100％=0.59%
名称SiO2Al2O3Fe2O3CaO MgO K2O及
Na2O
71.02 23.57 0.37 0.18 0.29 3.93+0.63 +钾长石
30.42％
20.87 4.63 0.16 0.15 0.05 4.8
余量50.15 18.94 0.21 0.03 0.24 0
+高岭土
56.09％
35.08 18.94 1.17 0.15 ——0.76
余量15.07 0 -0.96 -0.12 0.24 -0.76
+石英
15.19%
15.07 0 0.12
余量0 0 -1.08 -0.12 0.24 -0.76
+碱式碳
酸镁五水
0.58%
0.24
余量0 0 -1.08 -0.12 0 -0.76
开始选定的配方SiO2Fe2O3Al2O3CaO MgO K2O及Na2O之
和
71.02 0.37 23.57 0.18 0.29 4.56
最终的
配方
71.02 1.43 23.57 0.30 0.29 5.32
0.285R2O
原料化学式为：0.021CaO 0.963 Al2O3
0.037 Fe2O3 4.92 SiO2
0.029 MgO
烧成温度t={360+Al2O3﹨(SiO2+ Al2O3)--RO﹨(SiO2+ Al2O3)}﹨0.288 =1250.85℃
通过此次计算的配料组成，在我们具体实验的时候就采用这个配方。
四、原料性能检测
与此同时我们对原料的性能进行检测：
1、差热分析：
样品名称:高岭土试样1
样品质量:0.0375g
升温速率:10℃/min
气体名称:air
温度：1000℃
在90°C左右有一个吸热峰是自由水失去所致，在560°C有一个吸热峰是结构水失去所致
样品名称:石英标定样
样品质量:0.0337g
升温速率:10℃/min
气体名称:air
温度：800℃
在100°C有一个吸热峰是自由水失去所致
样品名称:钾长石标定样
样品质量:0.0339mg
升温速率:10℃/min
气体名称:air
温度：900℃
在100°C有个吸热峰是自由水失去所致，
2、颗粒粒径分布
高岭土：
其中平均粒径为36.27微米，标准偏差7.534微米，石英：
其中平均粒径28.65微米，标准偏差7.161微米
钾长石：
其中平均粒径为33.87微米，标准偏差为6.795微米。泥兴陶红泥：
其中平均粒径为32.39微米，标准偏差为6.780微米。
3、收缩率的测定
给定配方测定：
试块一（mm ） 试块二（mm ） 试块三（mm ） 平均值 烘干前 49.90 49.60 49.25 49.38 49.95 49.82 49.65 烘干后 48.64 47.62 47.62 47.72 48.66 47.50 47.96 1200°C 烧后
44.04
43.38
43.76
43.60
43.66
42.86
43.55
干燥收缩 烧成收缩 总收缩 3.40%
9.20%
12.21%
4、吸水率的测定：
给定配方测定： 试块一(g) 试块二(g) 试块三(g) 吸水前 37.1 37.3 39.1 吸水后 38.2
38.4 40.4
平均吸水率
3.17%
自己配方的测定：
试块一(g) 试块三(g) 试块四(g) 吸水前 41.1 36.2 36.6 吸水后 42.4
37.6 37.7
平均吸水率
3.33%
5、白度测定：
试块 1 2 3 4 平均值 读数
25.3
23.5
22.5
24.6
23.98
换算： =
求得 x= 28.04, 即白度为28.04
6、热稳定性测定：
热稳定性的测量先将上釉的试块加热到230度，并保温30分钟取出放入冷水中查看釉面是否有裂纹，如果没有则继续加热至230度保温后拿出来放入冷水后观察是否有裂纹，如此反复直至出现裂纹为止，测量的次数越多表明热稳定性越好。我们的试块只测了两次就出现裂纹了
23.98
x
72 84.2
050100150
2002500
123456
系列1
7、烧成曲线的测定：
温
度 1250 1225 1200 1150 1100 1050 1000 950 900 800 700 600 550 收缩率
10.57 8.4 9.20 8.7 9.63 2.07 2.00 4.13 1.52 6.17 1.52 1.37 4.37
这次测得的烧成曲线不是很理想。
五、陶瓷的制作工艺流程
工艺流程图：
配方计算原料配制混料练泥
陈腐成型烘干上釉
烧成冷却取出
这次我本来打算做三个作品，但是有一个在烧成的时候开裂很大，所以最后只剩下两个作品一个是茶杯，一个是茶壶。茶杯是拉坯法做的，这一件作品看起来虽然简单但用了一个上午才成型完。茶壶是用塑性成型法做的，这个茶壶与一般的茶壶不同，它上面没有盖子，但上面是封住的，水需从壶底下面的一个孔倒进去，等茶壶放正的时候，水却不会流出来。
这是茶壶的内部结构
五、心得体会总结
这次陶瓷综合实验花了半个多月才完成。通过这次实验让我了解了生产一件东西原来是一件很不容易的事，一件看起来虽然简单的东西，但是制作过程却是如此繁多。但无论是多复杂的东西只要严格按照规程来做，一样能做出一件好的产品。像这次实验，需要花大量时间分析原料的成分，还要对原料进行性能的检测以保证产品的质量。
在实验开始之前，指导老师们为我们开了一次动员大会，会上也讲解了实验的主要流程和注意事项，我们也认真做了笔记，但到了具体操作过程中，我们仍有一些问题不懂，所以有时候做了很多无用功，浪费了比较多的时间，但随着时间的推进，我们渐渐进入了状态。像这次我是第一次接触拉坯机，刚开始怎么都找不到中心点，泥也不能有效的放在上面，我都是通过自己的慢慢摸索，加上同学们的帮助就弄上去了，然后也拉了一个比较圆的杯子，但是我在用铁丝把它刮出来的时候，由于不懂方法，在刮的时候不转动圆盘，使得我刮出来的杯子后来有一点斜了，但是我已经没有这么多精力再去多弄一个了，然后就把它当做其中一个作品拿去待烧。
在实验之前我就计划做一个没有盖子但是封顶的茶壶。后来我本打算想用拉坯的方法做一个，但是因为这个壶结构复杂，和一般的壶不一样，用拉坯的方法做不出来，因为这样做还是和一般的茶壶一样没什么创意。后来我只好用塑性成型法，用手捏了一个，花了我一个上午和一个下午的时间才弄完。
这次实验我对于我自己有一个地方不满意。就是我做的作品大部分都是由几个小泥块粘合在一起形成一个整体的，我在粘合这方面做得不是很好，本来我做了一个小金字塔，是由四个三角形片粘合而成，但是每次风干之后都会出现一些小裂纹，补了之后拿去烘干还是有裂纹，我以为不要紧，后面就拿进炉子烧了，烧完之后一看全裂了，这既浪费了泥料又浪费了很多时间。
我的茶壶也是粘合而成的，相比金字塔效果好一点。当初在烘干的时候我就看见在壶顶上面看见有裂纹，那时我正忙于其他的事情，而且还有一门课程的考试准备要考了，我也没空去补，本想打算考完试之后去补，不过考试完之后老师已经帮我拿去炉子里烧了。烧出来之后一看，模型还是和原来一样，只是壶顶有一条裂纹。装水的时候会有水漏出来，不过这只是我们做实验的产品，主要功能还是用来摆设，不是拿来使用的，而且不是工厂生产的，所以不用介意。像这种茶壶在市场上好像都没有卖，也没有什么厂家生产，都是古董收藏才有。在此之前我们的学姐学长也没做过这样的茶壶，我算是开先河，如果以后我们的学弟学妹们有兴趣可以很多个，并且我相信做得会比我的更好。
大学物理实验报告5
【实验题目】声速得测定班级姓名学号 上课日期 2015年月日教室房间组号 任课教师签字: 最终成绩: 【实验目得】 1.了解压电陶瓷换能器得功能 2.了解超声波产生与接收得原理 3.学会用共振干涉法与相位比较法与时差法测定声速。 【实验原理】 1.压电传感器得工作原理。 2.共振干涉(驻波)法测量波长得原理。 3.相位比较法测量波长得原理。 4、时差法测量声速得原理:声波传播得距离L与传播得时间t存在下列关系:L=V*t ,只要测出L与t就可测出声波传播得速度V。通过测量二换能器发射接收平面之间距离L与时间t ,就可以计算出当前介质下得声波传播速度。 固体中得纵波声速: 铝:C棒=5150m/s, 有机玻璃:C棒=1500～2200m/s。 5、固体介质中得声速测量 在固体中传播得声波就是很复杂得,它包括纵波、横波、扭转波、弯曲波、表面波等,而且各种声速都与固体棒得形状有关,金属棒一般为各向异性结晶体,沿任何方向可有三种波传播。所以本仪器实验时采用同样材质与形状得固体棒。固体介质中得声速测量需另配专用得SVG固体测量装置,用时差法进行测量。实验提供两种测试介质:有机玻璃棒与铝棒。每种材料有长50mm三根样品,只需将样品组合成不同长度测量两次,即可按上面得方法算出声速: 1 1 i i i i i L L v t t - - - = - (5-2-11) 图5-2-5 测量固体介质中声速得接线图 (1)按图5-2-5连接线路,将测试方法设置到“脉冲波”方式。 (2)将接收增益调到适当位置(一般为最大位置),以计时器不跳字为好。将发射换能器发射端面朝上竖立放置于托盘上,在换能器端面与固体棒得端面上涂上适量得耦合剂,再把固体棒放在发射面上,使其紧密接触并对准,然后将接收换能器接收端面放置于固体棒得上端面上并对准,利用接收换能器得自重与固体棒端面接触。 (3)记录计时器得读数为t i-1(时间由声速测试仪信号源时间显示窗口直接读出),固体棒得长度为L i-1。 (4)移开接收换能器,将另1根固体棒端面上涂上适量得耦合剂,置于下面一根固体棒之上,并保持良好接触,再放上接收换能器,这时计时器得读数为t i,固体棒得长度为L i。测量超声波在不同固体介质中传播
氧化铝陶瓷的制备与应用
论文题目：氧化铝陶瓷的制备与应用 学院：材料科学与工程学院 专业班级：材料化学2班 学号：20090488 姓名：王杰 日期：2011-10-19
氧化铝陶瓷的制备与应用 摘要：氧化铝陶瓷是用途最广泛的陶瓷材料中的一种，它可用作机器及设备制造中的耐腐蚀材料、化工专业中的抗腐蚀材料、电工及电子技术中的绝缘材料、热工技术中的耐高温材料以及航空、国防等领域中的某些特种材料。 Abstract: the alumina ceramics is the most widely use of one of the ceramic material, it can be used as the machine and equipment manufacture of corrosion resistant material, chemical corrosion materials in the professional, electrical and electronic technology of thermal insulation materials, high temperature resistant materials and technologies in the aerospace, defense, etc to some of the special material. 关键词：氧化铝陶瓷耐磨性机械强度耐化学腐蚀 Keywords: alumina ceramics Wear resistance Mechanical strength Chemical corrosion-resistant 氧化铝陶瓷是一种用途广泛的陶瓷。因为其优越的性能，在现代社会的应用已经越来越广泛，满足于日用和特殊性能的需要。[1] 1.硬度大经中科院上海硅酸盐研究所测定，其洛氏硬度为HRA80-90，硬度仅次于金刚石，远远超过耐磨钢和不锈钢的耐磨性能。 2.耐磨性能极好经中南大学粉末冶金研究所测定，其耐磨性相当于锰钢的266倍，高铬铸铁的171.5倍。根据我们十几年来的客户跟踪调查，在同等工况下，可至少延长设备使用寿命十倍以上。
陶艺综合实践总结
《陶艺制作》小组活动方案 《陶艺制作》小组活动方案篇二：《陶艺》综合实践活动方案 《陶艺》综合实践活动方案 设计思路： 一、课题提出的背景 陶艺课作为一门可以亲自动手操作的手工艺课程，对学生有着极大的吸引力，他们对这门课有着强烈兴趣，让学生自行构思，不拘时空地发挥想象，动手制作，提高了教学效果。学生们在兴致勃勃地“玩泥”中，缓解了平日紧张的学习压力和单调的学习生活带来的烦恼，借制陶玩泥来陶冶自己，营造乐园，丰富生活。他们在制陶中“玩”出名堂，“玩”出花样，使小陶迷们在艺教实践活动中磨练了意志，享受到成功的快乐。他们的作品丰富多彩，具有稚嫩与纯朴之美，浓缩了他们丰富的想象力，常有一部分学生在陶艺课程结束后，还想留下来继续“玩泥”，可见艺术美却能陶冶人的性情。 综合实践课程标准提出要培养学生的动手以及动脑能力。而陶艺这一活动能让学生陶艺教育实践的内涵丰富，涉及文化、艺术、历史、化学、物理、数学和设计等多种学科知识，是进行全面素质教育，培养劳动技能、训练创造思维能力和提高审美能力的好方法，同时又是进行爱国主义教育和思想情感教育的有效载体。 二、开展活动的资源和有利条件 在河北峰峰，陶瓷制作已经是花开遍地，磁州窑是我国古代北方最大的民窑体系，是民间陶瓷艺术的杰出代表。从古老的磁山文化源起，至今已有7000多年的历史。磁州窑瓷器的装饰，典雅朴实、苍劲雄厚，白釉黑花独树一帜。今天，峰峰的陶瓷艺人把古老的传统艺术和现代科技结合起来，开发出了象牙瓷、青花瓷、骨质瓷等数十种新产品，创造了手彩、雕金、窑变花釉等各种艺术技法，磁州窑陶瓷艺品享誉世界。在中国·峰峰首届磁州窑文化节上，来自国内外的磁州窑专家和陶瓷艺术、旅游领域的专家学者从陶瓷艺术、旅游产业、国际传媒等方面展开学术交流、研讨。 一、实施过程： 1．组织落实：教导处发动初一、初二学生报名；并落实时间。 2．确立陶艺学习内容、形式 3．活动材料、工具、场地的规划及组织落实 4．陶艺成果的存放与展示 二、教育目标： 1．要求学生通过陶艺学习，了解陶艺的艺术形式和基本特点，理解并熟悉陶艺的制作流程，掌握陶艺泥条成型的方法，并通过以后几课时的学习，掌握泥板成型和徒手捏制的方法，能根据陶艺不同的制作方法创造性地制作小型的陶艺作品，培养学生的自信心和成就感。 2．提高学生的动手能力、想象能力和创造性思维能力，激发学生热爱艺术的兴趣，增强民族自豪感。了解各地民情风俗、传统节日与生活的关联性，使其更能用心用情关怀乡土的习俗、信仰，进而知 3、学科领域 艺术与人文、社会、语文及综合活动 4、授课时数 6节／45分钟 5、学习对象：五六年级学生。 通过对传统艺术的认知与学习，了解传统艺术所包涵的内容及其历史背景与用处，藉此引发对传统艺术学习的热爱。从捏塑的过程中，使学生体会双手的细部动作，感受接触大地
大学物理实验报告思考题部分答案 周岚
实验十三 拉伸法测金属丝的扬氏弹性摸量 【预习题】 1．如何根据几何光学的原理来调节望远镜、光杠杆和标尺之间的位置关系？如何调节望远镜？ 答：（1）根据光的反射定律分两步调节望远镜、光杠杆和标尺之间的位置关系。第一步：调节来自标尺的入射光线和经光杠杆镜面的反射光线所构成的平面大致水平。具体做法如下：①用目测法调节望远镜和光杠杆大致等高。②用目测法调节望远镜下的高低调节螺钉，使望远镜大致水平；调节光杠杆镜面的仰俯使光杠杆镜面大致铅直；调节标尺的位置，使其大致铅直；调节望远镜上方的瞄准系统使望远镜的光轴垂直光杠杆镜面。第二步：调节入射角（来自标尺的入射光线与光杠杆镜面法线间的夹角）和反射角（经光杠杆镜面反射进入望远镜的反射光与光杠杆镜面法线间的夹角）大致相等。具体做法如下：沿望远镜筒方向观察光杠杆镜面，在镜面中若看到标尺的像和观察者的眼睛，则入射角与反射角大致相等。如果看不到标尺的像和观察者的眼睛，可微调望远镜标尺组的左右位置，使来自标尺的入射光线经光杠杆镜面反射后，其反射光线能射入望远镜内。 （2）望远镜的调节：首先调节目镜看清十字叉丝，然后物镜对标尺的像（光杠杆面镜后面2D 处）调焦，直至在目镜中看到标尺清晰的像。 2．在砝码盘上加载时为什么采用正反向测量取平均值的办法？ 答：因为金属丝弹性形变有滞后效应，从而带来系统误差。 【思考题】 1．光杠杆有什么优点？怎样提高光杠杆测量微小长度变化的灵敏度？ 答：（1）直观 、简便、精度高。 （2）因为 D x b L 2?=?，即b D L x 2=??，所以要提高光杠杆测量微小长度变化的灵敏度L x ??，应尽可能减小光杠杆长度b （光杠杆后支点到两个前支点连线的垂直距离），或适当增大D （光杠杆小镜子到标尺的距离为D ）。 2．如果实验中操作无误，得到的数据前一两个偏大，这可能是什么原因，如何避免？ 答：可能是因为金属丝有弯曲。避免的方法是先加一两个发码将金属丝的弯曲拉直。 3．如何避免测量过程中标尺读数超出望远镜范围？ 答：开始实验时，应调节标尺的高低，使标尺的下端大致与望远镜光轴等高，这样未加砝码时从望远镜当中看到的标尺读数接近标尺的下端，逐渐加砝码的过程中看到标尺读数向上端变化。这样就避免了测量
氧化铝陶瓷参数表
氧化铝陶瓷参数表氧化铝陶瓷参数表
理化指标： 项目 95氧化铝陶瓷管、棒 99氧化铝陶瓷管、棒 AL2O3(%) 92-96.5 98.2-99.5 体积密度(g/cm3) ≥ 3.65 3.86 莫氏硬度 9 9 线膨胀系数（×10-6℃）（25-800℃） 6.2-7.6 7.8-8.3 导热系数（w/m.K） 21 33 绝缘强度（KV/mm） 15 19 体积电阻率（Ω。cm）100℃ ＞ 1015 1016 直流击穿强度(Kv/mm) 17.2-20.3 15.2-16.7 吸水率（%）< 0.05 0.002 常温耐压强度(MPa) ≥ 500 620 常温抗折强度(MPa) ≥ 510 610 耐火度（℃）≥ 2000 2030 最高使用温度(℃) ≥ 1600 1700 1810 550 (523) 52.3 二、硬度对照表： 根据德国标准DIN50150,以下是常用范围的钢材抗拉强度与维氏硬度、布氏硬度、洛氏硬度的对照表。 抗拉强度RmN/mm2 维氏硬度HV 布氏硬度HB 洛氏硬度HRC 250 80 76.0 - 270 85 80.7 - 285 90 85.2 - 305 95 90.2 - 320 100 95.0 - 335 105 99.8 - 350 110 105 - 370 115 109 - 380 120 114 - 400 125 119 - 415 130 124 - 430 135 128 - 450 140 133 - 465 145 138 - 480 150 143 - 490 155 147 - 510 160 152 -
陶瓷综合性实验报告记录
陶瓷综合性实验报告记录
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陶瓷综合性实验报告 ——总结报告
一、实验目的、实验原理 1． 实验目的 了解和掌握瓷质玻化砖的制备工艺 2． 实验原理 陶瓷是把粘土原料、瘠性原料及溶剂原料，经过适当的配比、粉碎、成形并在高温焙烧情况下经过一系列的物理化学反应后，形成的坚硬物质。陶瓷坯体是由经过高温焙烧后生成的晶相、玻璃相、原料中未参加反应的石英和气孔组成。玻化砖是一种强化的抛光砖，它采用高温烧制而成。质地比抛光砖更硬更耐磨。玻化砖颜色均匀、防污、耐磨、好打理，而且光亮如镜。质量过关的玻化砖要求吸水率小于0.5。 实验要求玻化砖的配方组成范围为 组成 2SiO 32O A l O Na 2+O K 2 含量（%） 65-75 16-19 <7 二、实验部分 2.1实验仪器、药品 实验仪器 实验设备 球磨机、行星球磨机、分离式液压起顶机、箱式电阻炉、茂福炉 性能测试设备 茂福炉、三点抗弯、电炉 其它 研钵（杵）、烧杯、20目筛、80目筛、250目筛、刚玉球、直尺、小刀、砂纸 实验药品 SiO 2 Al 2O 3 Fe 2O 3 CaO MgO K 2O Na 2O 烧失量 TiO 2 中山水洗泥 57 37 0.5 — — — — 12 — 滑石 45 — — — 31 — — — — 粘土1/2 70 12 1.5 3-4 2-3 2.0 — 0.7-0.8 钾长石 70 15 0.5 — — 13-14 0.5 0.2-0.3 钠长石 70 13 1.0 — — 2.0 8.0 1.0 0.7-0.8 叶腊石 60 22-24 0.1 — — — — <1.0 — 宣化土 71 12 1.5 4-5 — <3.0 6.0 1.0 2.2实验步骤
实验十二 压电陶瓷压电性能测定
实验十二压电陶瓷压电性能测定 实验名称： 压电陶瓷压电性能测定 实验项目性质： 普通实验 所涉及课程： 电子材料 计划学时：2学时 一、实验目的 1.了解压电常数的概念和意义； 2.掌握压电陶瓷压电常数的测定方法。 3.学会操作ZJ-3AN型准静态d33测量仪。 二、实验内容 1.实验老师介绍使用压电常数测量仪测试d33的原理与步骤； 2.测试压电陶瓷的压电常数。 三、实验（设计）仪器设备和材料清单 ZJ-3AN型准静态d 33测量仪、压电陶瓷晶片等。 四、实验原理 压电陶瓷，一种能够将机械能和电能互相转换的功能陶瓷材料，是一种具有压电效应的材料。
当在某一特定方向对晶体施加应力时，在与应力垂直方向两端表面能出现数量相等、符号相反的束缚电荷，这一现象被称为“正压电效应”。 逆压电效应： 当一块具有压电效应的晶体置于外电场中，由于晶体的电极化造成的正负电荷中心位移，导致晶体形变，形变量与电场强度成正比。 压电常数是反映力学量（应力或应变）与电学量（电位移或电场）间相互耦合的线性响应系数。通常用d ij表示，下标中第一个数字代表电场方向或电极面的垂直方向，第二个数字代表应力或应变方向。 五、实验步骤 （1）用两根多芯电缆把测量头和仪器本体连接好，接通电源。 （2）把Φ20尼龙片插入测量头的上下探头之间，调节手轮，使尼龙片刚好压住为止。 （3）把仪器后面板上的“显示选择”开关置于“d 33”一侧，此时面板右上方绿灯亮。 （4）把仪器后面板上的“量程选择”开关置于“×1”档。 （5）按下“快速模式”，仪器通电预热10分钟后，调节“调零”旋钮使面板表指示在“0”与“-0”之间跳动。调零即完成，撤掉尼龙片开始测量。 （6）依次接入待测元件，表头显示d 33结果及正负极性，记录。 （7）取三次测量的平均值。 六、实验报告要求 1.实验目的；
压电陶瓷性能参数解析
压电陶瓷性能参数解析 Document number：NOCG-YUNOO-BUYTT-UU986-1986UT
在机械自由条件下，测得的介电常数称为自由介电常数，在εT表示，上角标T表示机械自由条件。在机械夹持条件下，测得的介电常数称为夹持介电常数，以εS表示，上角标S表示机械夹持条件。由于在机械自由条件下存在由形变而产生的附加电场，而在机械受夹条件下则没有这种效应，因而在两种条件下测得的介电常数数值是不同的。 根据上面所述，沿3方向极化的压电陶瓷具有四个介电常数，即ε11T，ε33T，ε11S，ε11S。 （2）介质损耗 介质损耗是包括压电陶瓷在内的任何介质材料所 具有的重要品质指标之一。在交变电场下，介质 所积蓄的电荷有两部分：一种为有功部分（同 相），由电导过程所引起的；一种为无功部分 （异相），是由介质弛豫过程所引起的。介质损 耗的异相分量与同相分量的比值如图1-1所示， Ic为同相分量，IR为异相分量，Ic与总电流I 的夹角为δ，其正切值为 (1-4) 式中，ω为交变电场的角频率，R为损耗电阻，C为介质电容。由式（1-4）可以看出，I R大时，tanδ也大；I R小时tanδ也小。通常用 tanδ来表示的介质损耗，称为介质损耗正切值或损耗因子，或者就叫做介质损耗。 处于静电场中的介质损耗来源于介质中的电导过程。处于交变电场中的介质损耗，来源于电导过程和极化驰豫所引起的介质损耗。此外，具有铁电性的压电陶瓷的介质损耗，还与畴壁的运动过程有关，但情况比较复杂，因此，在此不予详述。 （3）弹性常数 压电陶瓷是一种弹性体，它服从胡克定律：“在弹性限度范围内，应力与应变成正比”。设应力为T，加于截面积A的压电陶瓷片上，其所产生的
压电陶瓷综合实验
信息功能陶瓷材料综合实验 高春华黄新友 江苏大学材料科学与工程学院
序言 “信息功能陶瓷材料综合实验”是为大学生“陶瓷工艺学”、“无机材料物理性能”、“电子元器件概论”和“无机材料研究方法”等课程及实验编写的。 本实验是由十个综合实验所组成的系列实验，包括材料工艺实验：配料与混合、可塑法成型工艺、主晶相的固相法合成、硅碳棒电炉的使用、陶瓷的金属化与封接、压电陶瓷的极化等；材料性能评价实验：差热分析、陶瓷介电性能的测定、陶瓷压电性能的测定、PTC热敏陶瓷阻温特性测定等，以及进行信息功能陶瓷材料研究所需的基本技术实验。通过此系列实验，能使学生全面掌握信息功能陶瓷材料的研究和生产的整套生产工艺过程。 一实验目的 信息功能陶瓷材料综合实验，起着验证和巩固基本理论的作用，并可培养学生掌握有关材料的基本研究方法，是加强理论联系实际的重要环节之一。而且，也能够训练实验操作技能，培养分析、综合与处理实验数据的能力，能对提高学生的综合素质、动手能力、创新能力越到重要的促进作用。 二实验要求 实验前应该作好充分准备，弄清实验原理、实验目的、要求以及实验条件和可能产生偏差的因素等。 实验过程中应该操作准确、观察细心、正确地记录有关实验数据，并将实验过程中的异常现象及时记录下来。 实验数据的可靠性是分析与阐明实验结果，并作出必要结论的关键所在，所以在整个实验过程中，都应注意将实验误差限制在尽可能小的范围内，因此，对每一实验的操作、读数、记录都应认真对待，一丝不苟。 三注意事项 1．自觉遵守实验室规则。 2．实验前应根据实验讲义进得充分准备，实验前经老师提问合格后，方可开始实验。 3．实验过程中，严肃认真，保持实验室安静。严格按操作规程进行，注意安全，爱护仪器。 4．实验时，每个学生都应了解、掌握整个实验过程。 5．实验完毕，必须将实验记录交教师检查，合格者方可结束实验，不合格者重新进行实验。 6．每人必须认真填写一份实验报告，实验报告除包括必要的实验目的及原理以外，还应包括原始数据、计算方法、必要的数据表格与图形，主要的实验过程等。另外，还应对实验结果作必要的讨论，分析引起偏差的原因。书写应清楚整洁。7．实验时应保持实验台整洁，实验结束后应整理仪器，作好室内清洁卫生。
电子材料实验报告
锆钛酸钡电子陶瓷材料的制备 前言 电子陶瓷是指以电、磁、光、声、热、力、化学和生物等信息的检测、转换、耦合、传输及存储等功能为主要特征的陶瓷材料,主要包括压电、介电、离子导体、超导和磁性陶瓷等。电子陶瓷在小型化和便携式电子产品中占有十分重要的地位,世界各国元器件生产企业都在电子陶瓷及其元器件的新产品、新技术、新工艺、新材料、新设备方面投入巨资进行研究开发。每年都有大量新型功能陶瓷材料及元器件问世。近年来,在国家诸多重点科研计划的支持和推动下,我国在电子陶瓷材料的科学研究与产业化方面有很大发展,但总体来看,我国的电子信息产业,特别是一些附加价值高、技术含量高的新型电子信息产品和一些基础电子产品的生产水平与发达国家相比仍存在很大差距,不少高端产品在相当大的程度上被外资企业所控制。国外的大公司如日本的村田、松下、京都陶瓷,美国的摩托罗拉等近年来长驱直入中国市场,目前已占据了国内片式元器件特别是高档片式元器件市场相当大的份额。我国信息产业正面临着产品升级换代的机遇和挑战。 随着电子信息技术的高速发展,电子陶瓷材料应用领域正在从传统的消费类电子产品转向数字化的信息产品,包括通信设备、计算机和数字化音视频设备等,数字技术对陶瓷元器件提出了一系列特殊的要求。为了满足这些要求,世界各国的大学、研究机构和企业都在以信息技术为应用领域的功能陶瓷新材料、新工艺、新产品方面投入巨资进行研究开发。 传统电子陶瓷材料在电子工业、微电子工业等领域中已经获得了广泛的应用,为高科技发展和国民经济繁荣做出了卓越的贡献。目前这类材料的研究领域主要是利用先进的材料制备技术来进一步改善和提高性能。 钛酸钡BaTi03是一种被普遍研究的具有钙钛矿结构的铁氧体，因其优良的介电性能，在电容器件等方面具有广泛的应用。为了增加介电常数的可调性，降低介电损耗，往往通过掺杂的方法，如用化学性能更为稳定的Zr4+，取代Ti4+，得到锆钛酸钡Ba(Ti0.95 Zr0．05) 03( BZT)。传统的烧结陶瓷方法多采用固相反应烧结。大致分为：热压烧结，热等静压烧结，微波烧结，超高压烧结，真空烧结，气氛烧结，原位加压成型烧结等。本文研究用固相反应法烧结锆钛酸钡压电陶瓷及其特性分析。 实验过程 本实验采用固相烧结法，即固体粉末在高温环境各自分子扩散形成陶瓷化学结
氧化铝陶瓷制作工艺
氧化铝陶瓷介绍 来自:中国特种陶瓷网发布时间:2005-8-3 11:51:15 氧化铝陶瓷制作工艺简介 氧化铝陶瓷目前分为高纯型与普通型两种。高纯型氧化铝陶瓷系Ａｌ２Ｏ３含量在９９．９％以上的陶瓷材料，由于其烧结温度高达１６５０—１９９０℃，透射波长为１～６μｍ，一般制成熔融玻璃以取代铂坩埚：利用其透光性及可耐碱金属腐蚀性用作钠灯管；在电子工业中可用作集成电路基板与高频绝缘材料。普通型氧化铝陶瓷系按Ａｌ２Ｏ３含量不同分为９９瓷、９５瓷、９０瓷、８５瓷等品种，有时Ａｌ２Ｏ３含量在８０％或７５％者也划为普通氧化铝陶瓷系列。其中９９氧化铝瓷材料用于制作高温坩埚、耐火炉管及特殊耐磨材料，如陶瓷轴承、陶瓷密封件及水阀片等；９５氧化铝瓷主要用作耐腐蚀、耐磨部件；８５瓷中由于常掺入部分滑石，提高了电性能与机械强度，可与钼、铌、钽等金属封接，有的用作电真空装置器件。其制作工艺如下： 一粉体制备： 郑州玉发集团是中国最大的白刚玉生产商，和中科院上海硅酸盐研究所成立玉发新材料研究中心研究生产多品种α氧化铝。专注白刚玉和煅烧α氧化铝近30年，因为专注所以专业，联系QQ2596686490，电话156390七七八八一。 将入厂的氧化铝粉按照不同的产品要求与不同成型工艺制备成粉体材料。粉体粒度在１μｍ?微米?以下，若制造高纯氧化铝陶瓷制品除氧化铝纯度在９９．９９％外，还需超细粉碎且使其粒径分布均匀。采用挤压成型或注射成型时，粉料中需引入粘结剂与可塑剂，?一般为重量比在１０—３０％的热塑性塑胶或树脂?有机粘结剂应与氧化铝粉体在１５０—２００℃温度下均匀混合，以利于成型操作。采用热压工艺成型的粉体原料则不需加入粘结剂。若采用半自动或全自动干压成型，对粉体有特别的工艺要求，需要采用喷雾造粒法对粉体进行处理、使其呈现圆球状，以利于提高粉体流动性便于成型中自动充填模壁。此外，为减少粉料与模壁的摩擦，还需添加１～２％的润滑剂?如硬脂酸?及粘结剂ＰＶＡ。 欲干压成型时需对粉体喷雾造粒，其中引入聚乙烯醇作为粘结剂。近年来上海某研究所开发一种水溶性石蜡用作Ａｌ２Ｏ３喷雾造粒的粘结剂，在加热情况下有很好的流动性。喷雾造粒后的粉体必须具备流动性好、密度松散，流动角摩擦温度小于３０℃。颗粒级配比理想等条件，以获得较大素坯密度。 二成型方法： 氧化铝陶瓷制品成型方法有干压、注浆、挤压、冷等静压、注射、流延、热压与热等静压成型等多种方法。近几年来国内外又开发出压滤成型、直接凝固注模成型、凝胶注成型、离心注浆成型与固体自由成型等成型技术方法。不同的产品形状、尺寸、复杂造型与精度的产品需要不同的成型方法。摘其常用成型介绍： １干压成型：氧化铝陶瓷干压成型技术仅限于形状单纯且内壁厚度超过１ｍｍ，长
压电陶瓷振动的干涉测量实验报告
一、实验目 压电陶瓷振动的干涉测量实验报告 的与实验仪 器 1.实验目的 （1）了解压电陶瓷的性能参数；? （2）了解电容测微仪的工作原理，掌握电容测微仪的标定方法； ? （3）、掌握压电陶瓷微位移测量方法。 2.实验仪器 压电陶瓷材料（一端装有激光反射镜，可在迈克尔逊干涉仪中充当反射镜）、光学防震平台、半导体激光器、双踪示波器、分束镜、反射镜、二维可调扩束镜、白屏、驱动电源、光电探头、信号线等。 二、实验原理 1. 压电效应 压电陶瓷是一种多晶体，它的压电性可由晶体的压电性来解释。晶体在机械力作用下，总的电偶极矩（极化）发生变化，从而呈现压电现象，因此压电陶瓷的压电性与极化、形变等有密切关系。 1) 正压电效应：压电晶体在外力作用下发生形变时，正、负电荷中心发生相对位移，在某些相对应的面上产生异号电荷，出现极化强度。对于各向异性晶体，对晶体施加应力时，晶体将在 X，Y，Z 三个方向出现与应力成正比的极化强度，即： E = g·T（g为压电应力常数）， 2) 逆压电效应：当给压电晶体施加一电场 E 时，不仅产生了极化，同时还产生形变，这种由电场产生形变的现象称为逆压电效应，又称电致伸缩效
应。这是由于晶体受电场作用时，在晶体内部产生了应力（压电应力），通过应力作用产生压电应变。存在如下关系： S = d·U（d为压电应变常数） 对于正和逆压电效应来讲， g和d 在数值上是相同的。 2. 迈克耳逊干涉仪的应用 迈克耳逊干涉仪可以测量微小长度。上图是迈克耳逊干涉仪的原理图。分光镜的第二表面上涂有半透射膜，能将入射光分成两束，一束透射，一束反射。分光镜与光束中心线成 45°倾斜角。M1和 M2为互相垂直并与分束镜都成 45°角的平面反射镜，其中反射镜 M1后附有压电陶瓷材料。 由激光器发出的光经分光镜后，光束被分成两路，反射光射向反射镜 M1（附压电陶瓷），透射光射向测量镜 M2（固定），两路光分别经 M1、M2反射后，分别经分光镜反射和透射后又会合，经扩束镜到达白屏，产生干涉条纹。M1和 M2与分光镜中心的距离差决定两束光的光程差。因而通过给压电陶瓷加电压使 M1随之振动，干涉条纹就发生变化。由于干涉条纹变化一级，相当于测量镜 M1移动了λ/2，所以通过测出条纹的变化数就可计算出压电陶瓷的伸缩量。 三、实验步骤 1)将驱动电源分别与光探头，压电陶瓷附件和示波器相连，其中压电陶瓷 附件接驱动电压插口，光电探头接光探头插口，驱动电压波形和光探头波形插口分别接入示波器 CH1 和 CH2； 2)在光学实验平台上搭制迈克尔逊干涉光路，使入射激光和分光镜成 45 度，反射镜 M1 和 M2与光垂直，M1 和 M2 与分光镜距离基本相等；
氧化铝陶瓷的发展与应用
氧化铝陶瓷的发展与应用 前言 氧化铝陶瓷具有机械强度高,绝缘电阻大,硬度高,耐磨、耐腐蚀及耐高温等一系列优良性能,其广泛应用于陶瓷、纺织、石油、化工、建筑及电子等各个行业,是目前氧化物陶瓷中用途最广、产销量最大的陶瓷新材料。 通常氧化铝陶瓷分为2 大类,一类是高铝瓷,另一类是刚玉瓷。高铝瓷是以Al2O3 和 SiO2 为主要成分的陶瓷,其中Al2O3 的含量在45 %以上,随着Al2O3 含量的增多,高铝瓷的各项性能指标都有所提高。由于瓷坯中主晶相的不同,又分为刚玉瓷、刚玉—莫来石瓷、莫来石瓷等。根据Al2O3 含量的不同,习惯上又称为75瓷、80 瓷、85 瓷、90 瓷、92 瓷、95 瓷、99 瓷等。高铝瓷的用途极为广泛,除了用作电真空器件和装置瓷外,还大量用来制造厚膜、薄膜电路基板,火花塞瓷体,纺织瓷件,晶须及纤维,磨料、磨具及陶瓷刀,高温结构材料等。目前市场上生产、销售和应用最为广泛的氧化铝陶瓷是Al2O3 含量在90 %以上的刚玉瓷。 1 原料 作为陶瓷原料主要成分之一的氧化铝在地壳中含量非常丰富,在岩石中平均含量为15. 34 % ,是自然界中仅次于SiO2 存量的氧化物。一般应用于陶瓷工业的氧化铝主要有2 大类,一类是工业氧化铝,另一类是电熔刚玉。 1. 1 工业氧化铝 工业氧化铝一般是以含铝量高的天然矿物铝土矿(主要矿物组成为铝的氢氧化物, 如一水硬铝石(xAl2O3·H2O> 、一水软铝石、三水铝石等氧化铝的水化物组成> 和高岭土为原料,通过化学法(主要是碱法,多采用拜尔法———碱石灰法> 处理,除去硅、铁、钛等杂质制备出氢氧化铝,再经煅烧而制得,其矿物成分绝大部分是γ- Al2O3 。 工业氧化铝是白色松散的结晶粉末,颗粒是由许多粒径< 0. 1μm 的γ- Al2O3 晶体组成的多孔球形聚集体,其孔隙率约为30 % ,平均粒径为40～70μm。工业氧化铝含量的质量标准见表1。 表1 工业氧化铝含量的质量标准(质量%> 1 级 2 级 3 级 4 级 5 级 Al2O3> 98. 60 ≮98. 50≮98. 40 ≮98. 30 ≮98. 20 SiO2 ≯0. 02 ≯0. 04 ≯0. 06 ≯0. 08 ≯0. 10 Fe2O3 < 0. 03 ≯0. 04 ≯0. 04 ≯0. 04 ≯0. 04 Na2O ≯0. 50 ≯0. 55 ≯0. 60 ≯0. 60 ≯0. 60 灼减< 0. 80 ≯0. 80 ≯0. 80 ≯0. 80 ≯1. 00 工业氧化铝的3 项主要杂质成分中,Na2O 及Fe2O3 将降低氧化铝瓷件的电性能,Na2O 的含量应<0. 5 %～0. 6 % ,Fe2O3 含量应< 0. 04 %。另外,在电真空瓷件中,工业氧化铝
压电陶瓷测量原理
压电陶瓷及其测量原理 近年来,压电陶瓷得研究发展迅速,取得一系列重大成果,应用范围不断扩大,已深入到国民经济与尖端技术得各个方面中,成为不可或缺得现代化工业材料之一。由于压电材料得各向异性,每一项性能参数在不同得方向所表现出得数值不同,这就使得压电陶瓷材料得性能参数比一般各向同性得介质材料多得多。同时,压电陶瓷得众多得性能参数也就是它广泛应用得重要基础。 (一)压电陶瓷得主要性能及参数 (1)压电效应与压电陶瓷 在没有对称中心得晶体上施加压力、张力或切向力时,则发生与应力成比例得介质极化,同时在晶体两端将出现正负电荷,这一现象称为正压电效应;反之,在晶体上施加电场时,则将产生与电场强度成比例得变形或机械应力,这一现象称为逆压电效应。这两种正、逆压电效应统称为压电效应。晶体就是否出现压电效应由构成晶体得原子与离子得排列方式,即晶体得对称性所决定。在声波测井仪器中,发射探头利用得就是正压电效应,接收探头利用得就是逆压电效应。 （2）压电陶瓷得主要参数 1、介质损耗 介质损耗就是包括压电陶瓷在内得任何电介质得重要品质指标之一。在交变电场下,电介质所积蓄得电荷有两种分量:一种就是有功部分(同相),由电导过程所引起;另一种为无功部分(异相),由介质弛豫过程所引起。介质损耗就是异相分量与同相分量得比值,如图1 所示,为同相分量,为异相分量,与总电流I 得夹角为,其正切值为其中ω为交变电场得角频率,R 为损耗电阻,C 为介质电容。
图1 交流电路中电压电流矢量图(有损耗时) 2、机械品质因数 机械品质因数就是描述压电陶瓷在机械振动时,材料内部能量消耗程度得一个参数,它也就是衡量压电陶瓷材料性能得一个重要参数。机械品质因数越大,能量得损耗越小。产生能量损耗得原因在于材料得内部摩擦。机械品质因数得定义为: 机械品质因数可根据等效电路计算而得 式中为等效电阻(Ω), 为串联谐振角频率(Hz), 为振子谐振时得等效电容(F),为振子谐振时得等效电感。与其它参数之间得关系将在后续详细推导。 不同得压电器件对压电陶瓷材料得值得要求不同,在大多数得场合下(包括声波测井得压电陶瓷探头),压电陶瓷器件要求压电陶瓷得值要高。 3、压电常数 压电陶瓷具有压电性,即在其外部施加应力时能产生额外得电荷。其产生得电荷与施加得应力成比例,对于压力与张力来说,其符号就是相反得,电位移D(单位面积得电荷)与应力得关系表达式为: 式中Q 为产生得电荷(C),A 为电极得面积(m2),d 为压电应变常数(C/N)。在逆压电效应中,施加电场 E 时将成比例地产生应变S,所产生得应变S 就是膨胀还就是收缩,取决于样品得极化方向。 S=dE 两式中得压电应变常数d 在数值上就是相同得,即 另一个常用得压电常数就是压电电压常数g,它表示应力与所产生得电场得关系,或应变与所引起得电位移得关系。常数g 与 d 之间有如下关系: 式中为介电系数。在声波测井仪器中,压电换能器希望具有较高得压电应变常数与压电电压常数,以便能发射较大能量得声波并且具有较高得接受灵敏度。 4、机电耦合系数 当用机械能加压或者充电得方法把能量加到压电材料上时,由于压电效应与逆压电效应,机械能(或电能)中得一部分要转换成电能(或机械能)。这种转换得强弱用机电耦合系数k 来表示,它就是一个量纲为一得量。机电耦合系数就是综合反映压电材料性能得参数,它表示压
实验十二 压电陶瓷压电性能测定
实验十二压电陶瓷压电性能测定 实验名称：压电陶瓷压电性能测定 实验项目性质：普通实验 所涉及课程：电子材料 计划学时：2学时 一、实验目的 1.了解压电常数的概念和意义； 2.掌握压电陶瓷压电常数的测定方法。 3.学会操作ZJ-3AN型准静态d33测量仪。 二、实验内容 1. 实验老师介绍使用压电常数测量仪测试d33的原理与步骤； 2. 测试压电陶瓷的压电常数。 三、实验（设计）仪器设备和材料清单 ZJ-3AN型准静态d33测量仪、压电陶瓷晶片等。 四、实验原理 压电陶瓷，一种能够将机械能和电能互相转换的功能陶瓷材料，是一种具有压电效应的材料。 当在某一特定方向对晶体施加应力时，在与应力垂直方向两端表面能出现数量相等、符号相反的束缚电荷，这一现象被称为“正压电效应”。 逆压电效应：当一块具有压电效应的晶体置于外电场中，由于晶体的电极化造成的正负电荷中心位移，导致晶体形变，形变量与电场强度成正比。 压电常数是反映力学量（应力或应变）与电学量（电位移或电场）间相互耦合的线性响应系数。通常用d ij 表示，下标中第一个数字代表电场方向或电极面的垂直方向，第二个数字代表应力或应变方向。 五、实验步骤 （1）用两根多芯电缆把测量头和仪器本体连接好，接通电源。 （2）把Φ20尼龙片插入测量头的上下探头之间，调节手轮，使尼龙片刚好压住为止。（3）把仪器后面板上的“显示选择”开关置于“d33”一侧，此时面板右上方绿灯亮。（4）把仪器后面板上的“量程选择”开关置于“×1”档。 （5）按下“快速模式”，仪器通电预热10分钟后，调节“调零”旋钮使面板表指示在“0”与“-0”之间跳动。调零即完成，撤掉尼龙片开始测量。 （6）依次接入待测元件，表头显示d33结果及正负极性，记录。 （7）取三次测量的平均值。 六、实验报告要求
陶瓷实验报告
佳木斯大学 综合实验报告 实验题目：陶瓷综合实验 学院：材料科学与工程学院专业：无机非金属材料指导教师：刘文斌职称：高级工程师 学生姓名：周莹莹学号：12089940216 2015 年 07 月 05 日
第一部分开题报告 实验名称：陶瓷综合实验 一．选题依据： 根据本专业实际和学生就业的需求，以及陶瓷产业的蓬勃发展趋势，设立本实验 二．实验课题现状： 近几年来，由于新兴陶瓷生产国的兴起和发展中国家陶瓷制品产量的大幅度增加，使世界陶瓷的总产量明显上升，国际陶瓷市场呈现出市场需求高档化、艺术化、多元化、个性化、市场销售配套化等特点。 根据应用的不同，全球陶瓷市场可细分为日用陶瓷、建筑陶瓷、卫生陶瓷及艺术陶瓷等领域。其中，日用陶瓷作为人们日常生活中不可替代的生活用品，相比塑料、金属等日用品具有安全、卫生、易于洗涤、热稳定性好等优点，其增长远高于陶瓷行业整体水平。近年来，世界日用陶瓷的总产量呈逐渐上升趋势，国际日用陶瓷主要产地分布在亚洲和欧洲，其中亚洲地区是世界日用陶瓷的第一大产区。我国日用陶瓷的产量连续十几年位居世界第一，2012 年我国日用陶瓷占世界总产量的62%以上。 陶瓷是我国对人类文明的巨大贡献之一。近十来年，随着改革的深入，特别是民营企业逐步崛起，我国量产化陶瓷又回升到迅速发展的阶段，并保持较高增长率。虽然我国已经成为世界上最大的陶瓷生产国和出口国，但目前我国陶瓷行业仍存在整体档次偏低的问题：一是技术及装备未达到世界最先进水平，二是过去很长一段时间内中国陶瓷产业发展缺乏在国际市场树立品牌的意识。民族品牌的建设是陶瓷行业未来发展的一个重点。 2012 年，全国日用陶瓷总产值940 亿人民币，总产量330 亿件，占世界总产量的62%以上；出口总额70.02 亿美元，进口总额2.8 亿美元，占世界日用陶瓷贸易总额的30%左右。2013 年全国日用陶瓷总产量375 亿件。 此外，近年来陶瓷酒瓶因其具有不透光性、导热慢等特质能够很好地保持酒质，同时能凸显艺术、文化和收藏价值受到越来越多白酒厂商的青睐。 三．实验目的与意义，预期达到的目标： 1.通过本次实验使学生充分了解陶瓷的制造过程。 2.通过实验培养学生的合作精神和动手能力。 3.通过实验做到理论联系实际，深化对所学专业知识的理解。 4.总结实验经验，指导实际工作。 四．实验主要内容： 1、对黏土化学成分及含量的分析 2、对黏土、长石、高岭土性能的分析 3、对陶瓷原料的配制、混料、练泥、陈腐、成型； 4、对成型作品进行烧成 五．实验进度预期 2015-6-20---2015-6-26 完成实验资料的搜集整理，生料配比计算，制定升温制度。 2015-6-27---2015-7-1 分组进行坯料烧结，得到陶瓷。 2015-7-2----2015-7-5 完成力学性能检测，完成实验报告。 六．本组成员及分工 周莹莹资料实验报告 李勇试样制备 苏浩杰烧结
压电陶瓷参数整理
压电材料的主要性能参数 （1） 介电常数ε 介电常数是反映材料的介电性质，或极化性质的，通常用ε来表示。不同用途的压电陶瓷元器件对压电陶瓷的介电常数要求不同。例如，压电陶瓷扬声器等音频元件要求陶瓷的介电常数要大，而高频压电陶瓷元器件则要求材料的介电常数要小。 介电常数ε与元件的电容C ，电极面积A 和电极间距离t 之间的关系为 ε=C ·t/A 式中C ——电容器电容；A ——电容器极板面积；t ——电容器电极间距 当电容器极板距离和面积一定时，介电常数ε越大，电容C 也就越大，即电容器所存储电量就越多。由于所需的检测频率较低，所以ε应大一些。因为ε大，C 就相应大，电容器充放电时间长，频率就相应低。 (2)压电应变常数 压电应变常数表示在压电晶体上施加单位电压时所产生的应变大小： 31(/)t d m V U = 式中 U ——施加在压电晶片两面的压电； △t ——晶片在厚度方向的变形。 压电应变常数33d 是衡量压电晶体材料发射性能的重要参数。其值大，发射性能好，发射灵敏度越高。 （3）压电电压常数33g 压电电压常数表示作用在压电晶体上单位应力所产生的压电梯度大小： 31(m/N)P U g V P =? 式中 P ——施加在压电晶片两面的应力； P U —— 晶片表面产生的电压梯度，即电压U 与晶片厚度t 之比，P U =U/t 。 压电电压常数33g 是衡量压电晶体材料接收性能的重要参数。其值大，接收性能好，接收灵敏度高。 （4）机械品质因数 机械品质因数也是衡量压电陶瓷的一个重要参数。它表示在振动转换时材料内部能量消耗的程度。产生损耗的原因在于内摩擦。
m E E θ=储损 m θ值对分辨力有较大的影响。机械品质因数越大，能量的损耗越小，晶片持 续振动时间长，脉冲宽度大，分辨率低。 （5）频率常数 由驻波理论可知，压电晶片在高频电脉冲激励下产生共振的条件是: 0 22L L C t f λ== 式中 t ——晶片厚度；L λ——晶片中纵波波长；L C ——晶片中纵波的波速； 0f ——晶片固有频率。 则： 02 L t C N tf == 这说明压电片的厚度与固有频率的乘积是一个常数，这个常数叫做频率常数。因此，同样的材料，制作高频探头时，晶片厚度较小；制作低频探头时，晶片厚度较大。 （6）机电耦合系数K 机电耦合系数K 是综合反映压电材料性能的参数，它表示压电材料的机械能与电能之间的耦合效应。机电耦合系数可定义为 K =转换的能量输入的能力 探头晶片振动时，同时产生厚度方向和径向两个方向的伸缩变形，因此机电耦合系数分为厚度方向t K 和和径向p K 。t K 大，检测灵敏度高；p K 大，低频谐振波增多，发射脉冲变宽，导致分辨率降低，盲区增大。 （7）居里温度C T 压电材料与磁性材料一样，其压电效应与温度有关。它只能在一定的温度范围内产生，超过一定温度，压电效应就会消失。使压电材料的压电效应消失的温度称为压电材料的居里温度，用C T 表示。 探头对晶片的一般要求： （1） 机电耦合系数K 较大，以便获得较高的转换效率。
(整理)惰性氧化铝陶瓷球
名称：惰性氧化铝陶瓷球 惰性瓷球主要采用优级工业氧化铝、优质高岭土，掺加优一定量的长石、石英及增强剂、增塑剂、脱模剂等原料，经严格科学配方、模具优化设计、原料精选、球磨、制泥、陈腐、真空练泥、等静压成型、干燥、烧结等系列适宜的生产工艺加工而成。 惰性氧化铝瓷球是一种高强度、高空隙率的新型支撑、覆盖及保护催化剂用球形支撑保护填料。其主要原理为：采用刚玉和莫来石-刚玉、莫来石为产品主晶相，以高岭土和长石玻璃烧结体为结构桥梁，利用了氧化铝烧结体刚玉和网络针状结构莫来石的高机械强度、耐高温、抗氧化、耐磨损、耐强酸碱化学腐蚀、优良的耐急冷急热性及极低的化学活性。产品含有大量网络针状结构莫来石和刚玉晶体及部份残余石英，烧结致密，质地坚硬，不粉化。产品特别具有优良的耐化学腐蚀性能：除氢氟酸外，能耐所有的无机酸和有机酸及所有的酸性气体、中性气体。除非产品遇原料气、液中杂质污染需清洗或更换外，在化工工艺设备中充当催化剂覆盖、支撑剂、保护剂使用，产品本身不会出现任何问题，保证使用寿命大于10年。 由于产品具有较高且均匀的空隙率和大的的比表面积,可以有效地截除各种原料汽液中的胶质、焦粉、重金属等其它固体颗料杂质，避免其沉积在催化剂床层导致催化剂阻塞、烧焦甚至毒害催化剂。 产品应用 广泛应用于炼油、煤炼油、煤制烯烃、石油化工、化肥、甲醇、二甲醚等煤化工、天然气化工、冶炼、环保、精细化工等工业的填料塔内（如煤气净化器、天然气干燥吸附器、全馏分油加氢装置、合成氨变换炉、烟气制酸转化器等）中使用。通过多家用户使用后表明：产品具有使塔处理效率高、压降减少、流量增大，并使反应器操作弹性增大，操作变异过程中减少了对催化剂的冲击阻力，有效地保护了催化剂不被油品中的杂质污染导致催化剂结焦、中毒，延长了催化剂的使用寿命，对提高装置运行效率、提高产品质量、降低装置运行费用，对确保工艺操作正常、安全，节能降耗等方面具有重要作用。 产品主要技术指标为： 耐温度：1300℃，耐酸度：98.%, 耐碱度：86%, 堆积比重：1.4T/m3 瓷球应用范围 主要技术指标