微波介质陶瓷的显微结构与性能
陶瓷材料显微结构与性能
1陶瓷烧结过程中影响气孔形成的因素有哪些？(1)煅烧温度过低、时间过低 (2)煅烧是时原料中的水碳酸盐、硫酸盐的分解或有机物的氧化 (3) 煅烧时炉内气氛的扩散 (4) 煅烧时温度过高，升温过快或窑内气氛不合适等。
夏炎2.影响陶瓷显微结构的因素有哪些？参考答案：(1) 原料组成、粒度、配比、混料工艺等(2) 成型方式、成型条件、制品形状等(3)干燥制度（干燥方式、温度制度、气氛条件、压力条件等）(4) 烧成制度（烧成方式、窑炉结构、温度制度、气氛条件、压力条件等）3. 提高陶瓷材料强度及减轻其脆性有哪些途径？参考答案：a.制造微晶、高密度、高纯度的陶瓷。
例如，采用热等静压烧结制成的Si3N4气孔率极低，其强度接近理论值。
b.在陶瓷表面引入压应力可提高材料的强度。
钢化玻璃是成功应用这一方法的典型例子。
c.消除表面缺陷，可有效地提高材料的实际强度。
d.复合强化。
采用碳纤维、SiC纤维制成陶瓷/陶瓷复合材料，可有效地改善材料的强韧性。
e.ZrO2与增韧。
ZrO2对陶瓷的强韧化的贡献有四种机理（相变增韧、微裂纹增韧、裂纹偏转增韧、表面残余应力增韧）罗念4.影响氧化锆相变增韧的因素是什么？简单叙述氮化硅陶瓷具有的性能及常用的烧结方法。
①晶粒大小。
当晶粒尺寸大于临界尺寸易于相变。
若晶粒尺寸太小，相变也就难以进行。
②添加剂及其含量使用不同的添加剂， t-ZrO2的可转变最佳晶粒大小、范围也不同。
③晶粒取向。
晶粒取向的不同而影响相变导致增韧的机制。
氮化硅陶瓷具有高强度、高硬度、耐磨、耐化学溶液和熔体的腐蚀、高电绝缘体、低热膨胀和优良抗热冲击、抗机械冲击等性能。
烧结方法：反应烧结氮化硅、无压烧结氮化硅、重烧结氮化硅、气氛加压氮化硅和热压烧结氮化硅。
——李成5.气孔对功能陶瓷性能的影响及降低功能陶瓷中的气孔量的措施？气孔均可使磁感应强度、弹性模量、抗折强度、磁导率、电击穿强度下降，对畴运动造成钉扎作用，影响了铁电铁磁性。
陶瓷工艺学显微结构与性质.pptx
五、机械强度
提高釉面强度的有效方法是使釉面承受压应力，釉面承 受压应力的能力是其承受张应力能力的数十倍。
通常用下述两种方法使釉面承受压应力： 一是通过调整釉料组成，烧成后让釉面的热膨胀系数比 坯体的小，冷却时坯体收缩大于釉面收缩，釉面承受 压应力。 二是釉烧至成熟温度后，迅速冷却，结果是釉表层首先 冷却凝固，而内部还是塑性状态，内外存在温差，外 部收缩小，内部收缩大，形成釉面表层处于压应力， 内层处于张应力。
❖ 一般情况下，瓷坯中的残留石英的量会多于方石英的 量，因石英的热膨胀系数与玻璃体的热膨胀系数相差 较大，冷却时会在瓷坯中形成应力，对瓷坯的强度造 成影响。合理的石英颗粒能大大提高瓷坯的强度，同 时石英能使瓷坯的透光度和白度得到改善。
第4页/共20页
4、气孔 ❖ 气孔在瓷坯中的多少、大小、形状、分布、位置对
多孔性陶瓷吸湿膨胀的原因是气孔吸收水分，吸收水分 与构成气孔壁的物质形成水和吸附而使胎体膨胀。
改善措施：1）烧成温度的提高将降低气孔率，从而减弱 吸湿膨胀性；2）减少碱金属氧化物含量，引入碱土金属 氧化物，如加入石灰石、白云石或滑石等原料，可以提 高玻璃相的化学稳定性，减小吸湿膨胀性。3）引入氧化 铝粉，对降低吸湿膨胀也有效。
第14页/共20页
六、表面硬度 陶瓷表面硬度是指瓷胎表面或釉面抵抗外来压缩、摩
擦与刻划作用的能力。它是材料的一种重要力学性能。 陶瓷表面硬度测定的方法有莫氏硬度法、维氏显微硬
度法、流砂法以及玛尔登划痕法等四种。 前两种属静载压痕法，是目前陶瓷常用方法。它们都
是将一硬的物体在静载下压入被测物体表面，表面被 压入一凹面，以凹面单位面积上的荷载表示被测物体 硬度或者以凹面单位对角线长度的负荷表示被测物体 硬度。
陶瓷的显微结构及性能
2.3 瓷器的性质
衡量日用细瓷的质量分为外观质量和内在质量
外观质量 白度 透光度 釉面光泽度 尺寸规格及 装饰等 内在质量 热稳定性：经受从200℃到20℃水中急冷一次未裂。 致密度 机械强度 硬度 坯釉结合性 产品表面铅溶出量等 一般要求在60－70％，高白瓷＞80 ％ 一般细瓷透光度为 Ir 为2-20％ 高级细瓷光泽度≥114度
2.3.4 铅溶出量
1、概念
含铅的釉料、彩料在酸液作用下可溶性铅会溶出来。 由于铅元素及其氧化物对人体健康有害（对儿童影响大，血液/升 ≤12.7mg），中国高级日用瓷产品质量标准中规定“与食物接触的表面，画 面铅溶出量不得超过百万分之七”。
2.测定方法
（ 1 ）样品的浸泡：按要求取样和处理后，在4％的醋酸溶液中，在22±2℃ 温度浸泡24小时±10分钟； （2）测定浸泡液体积，准确至2％； （3）测定浸泡液中铅的溶出量。
长石瓷瓷胎的显微结构： 莫来石、残余石英晶体、玻璃相、气孔。
原 料 配 比
粘土 40-60％ 长石 20-30％ 石英 20-30％
1250-1400℃
玻璃 40-60％
莫来石 20-30％
相 残余石英 20-30 组 成 ％
少量气孔
长石瓷显微结构形成过程
• <1000℃
650℃ Al2 O3 2SiO2 2H 2 O 550 ~ Al2 O3 2SiO2＋2H 2 O
高岭石
偏高岭石
950℃ 3( Al2O3 2SiO2 ) 3Al2O3 2SiO2＋4SiO2
偏高岭石
（一次）莫来石
无定形石英
℃ SiO2 573 SiO2
ΔV＝+0.82％
陶瓷材料的显微组织作用及其功能
陶瓷材料的显微组织作用及其功能下载提示：该文档是本店铺精心编制而成的，希望大家下载后，能够帮助大家解决实际问题。
文档下载后可定制修改，请根据实际需要进行调整和使用，谢谢！本店铺为大家提供各种类型的实用资料，如教育随笔、日记赏析、句子摘抄、古诗大全、经典美文、话题作文、工作总结、词语解析、文案摘录、其他资料等等，想了解不同资料格式和写法，敬请关注！Download tips: This document is carefully compiled by this editor. I hope that after you download it, it can help you solve practical problems. The document can be customized and modified after downloading, please adjust and use it according to actual needs, thank you! In addition, this shop provides you with various types of practical materials, such as educational essays, diary appreciation, sentence excerpts, ancient poems, classic articles, topic composition, work summary, word parsing, copy excerpts, other materials and so on, want to know different data formats and writing methods, please pay attention!1. 引言陶瓷材料作为一类重要的工程材料，在各个领域中有着广泛的应用。
微波介质陶瓷 参有B2O3–ZnO–La2O3玻璃的BaTi4O9的低温烧结和微波介电特性
参有B2O3–ZnO–La2O3玻璃的BaTi4O9的低温烧结和微波介电特性梗概：一个高Q值低温烧结陶瓷材料的制造是由80wt%的BaTi4O9粉末和20wt%B2O3–ZnOLa2O3玻璃熔剂构成的。
样品在900℃下烧结3小时拥有最大的体积密度。
B2O3-ZnO –La2O3玻璃具有烧结辅助作用。
材料在包含有BaTi4O9的900℃环境下烧结3小时，LaBO3是一种不明的结晶相和残余玻璃相并具有良好的微波介电性能：介电常数≈27，品质因数Q×f=20000GHz，谐振频率τf≈6.5ppm/℃。
1.简介：低温共烧陶瓷技术由于应用于可使微波器件微型化的的微波原件而得到广泛的研究。
在多分子层结构中，电介质材料的烧结温度必须降至900℃甚至低于900℃以便能以像Ag这样的高导电嵌入式电极进行共烧。
（Ag的熔点是961℃）。
一般来说，添加低软化点玻璃是一个降低陶瓷致密化温度的十分有效、廉价的途径。
一些包括参有ZnO–B2O3玻璃的BaO–TiO2–WO3，参有MgO–CaO–SiO2–Al2O3玻璃的Ba2Ti9O20，参有3ZnO–B2O3玻璃的Ba2Ti9O20的调查研究已被计划进行，然而，复合材料的烧结温度通常都高于900℃，这对于共烧内嵌电极Ag来说确是很高。
参有La2O3–B2O3–TiO2玻璃的BaO–Nd2O3–TiO2陶瓷也被Jung et al进行了研究，尽管可使致密化温度低于900℃，但玻璃添加物部分高达60wt%，这无疑对BaNd2Ti5O14的微波特性具有巨大的影响。
为了减少玻璃添加剂对陶瓷本质微波特性的有害影响，研究者们必须找到良好的玻璃熔剂，可以在使用少量添加剂的情况下大幅降低烧结温度而又不太大影响主体材料的微波特性。
B2O3–ZnO–La2O3玻璃被用作光学玻璃具有高折射率系数。
它还没被报导文献作为LTCCs的烧结助剂。
以目前的研究，我们发现B2O3–ZnO–La2O3玻璃可用作降低BaTi 4O9-基复合材料烧结温度的烧结助剂，并且对烧结复合材料烧结进程和微波介电特性也进行了研究。
陶瓷的显微结构及性能课件
生物陶瓷 生物陶瓷具有良好的生物相容性和耐腐蚀性，在生物医疗 领域有广泛应用，如人工关节、牙齿等。
环保与可持续发展
1 2 3
降低能耗 陶瓷产业是高能耗产业，通过技术进步和产业升 级，降低陶瓷产业的能耗，有利于环境保护和可 持续发展。
陶瓷在医疗领域中用于制造人工关节、牙 科材料等，如人工关节置换材料、牙齿修 复材料等。
CHAPTER 02
陶瓷的显微结构
陶瓷的晶体结构
01
02
03
晶体结构定义
陶瓷的晶体结构是指陶瓷 内部质点的排列方式，包 括原子、分子的位置和排 列顺序。
晶体结构的分类
根据原子排列的规律性， 陶瓷的晶体结构可分为晶 体和玻璃相两大类。
原料处理
对原料进行破碎、混合、干燥等处 理，以保证其均匀性和稳定性。
成型工 艺
塑性成型
利用黏土的可塑性，通过压滤、 挤压、注浆等工艺成型。
干压成型
将粉末状原料在模具中加压成型， 适用于形状复杂的陶瓷部件。
热压成型
在加热条件下加压成型，适用于 热塑性陶瓷材料。
烧成工艺
烧成温度
控制烧成温度，以实现陶瓷的完全烧结和性能优化。
晶体结构的稳定性
晶体结构的稳定性决定了 陶瓷的力学性能、热学性 能和化学稳定性等。
陶瓷的显微组织
显微组织的定义
陶瓷的显微组织是指陶瓷中晶粒的大 小、形状、分布和晶界特征等。
显微组织与性能关系
陶瓷的显微组织对其力学性能、热学 性能、电学性能和磁学性能等均有影 响。
显微组织的影响因素
SrTi(1-1.25x)NbxO3陶瓷结构及介电性能
SrTi(1-1.25x)NbxO3陶瓷结构及介电性能傅文平;李蔚;韩蕊【摘要】采用传统固相法制备了按化学计量比掺杂Nb2O5的SrTi(1-1.25x)NbxO3微波介质陶瓷材料,研究了x为0～0.005时陶瓷的相组成、显微结构和微波介电性能.结果表明:在x增大过程中,SrTi(1-1.25x)NbxO3的相组成并没有太大的变化,其体积密度也是呈现基本不变的趋势.随着Nb5+离子的增加,晶体中的小晶粒数量在不断减少,大晶粒的尺寸迅速增大,同时SrTi(1-1.25x) NbxO3的介电常数(εr)保持基本不变,品质因素(Q×f值)则一直加速增长.当x为0.005时,陶瓷SrTi0.99375Nb0.005O3获得最佳的微波介电性能:εr=296.41,Q×f=6 953 GHz.【期刊名称】《华东理工大学学报（自然科学版）》【年(卷),期】2018(044)006【总页数】5页(P845-848,895)【关键词】SrTi(1-1.25x)NbxO3;微波介质陶瓷;掺杂;Nb2O5;介电性能【作者】傅文平;李蔚;韩蕊【作者单位】华东理工大学材料科学与工程学院,上海200237;华东理工大学材料科学与工程学院,上海200237;上海三思电子工程有限公司,上海201100【正文语种】中文【中图分类】TQ174.75近几年来，随着5G移动通信的提出，通信技术的发展受到越来越多的关注。
微波介质陶瓷作为通信领域应用最广泛的材料[1-2]，人们对其介电性能也提出了更高的要求，包括适当的介电常数(εr)、尽可能高的品质因素(Q×f值)以及接近于零的频率温度系数(τf)。
SrTiO3陶瓷具有很高的介电常数(εr≈200)和极大的正频率温度系数(τf≈+1.7×10-3 (℃)-1)[3]，可与一些频率温度系数为负值的材料复合制备出性能优良的微波介质材料。
如Huang等[4]采用SrTiO3与负频率温度系数(τf≈-4.2×10-5 (℃)-1)的Nd(Zn1/2Ti1/2)O3复合，可得到介电常数(εr)为54.2、Q×f值为 84 000 GHz、τf≈0×10-6/℃的(1-x) Nd(Zn1/2Ti1/2)O3-xSrTiO3复合陶瓷(x=0.52)。
微波介质陶瓷材料及其应用简介 高斯贝尔功田电子
εr：35， Q：30000 @ 3GHz
9
0
0
5
0
ANS5YS TRAININ1G0
五 微波介质陶瓷部分商用产品性能
εr：25±1， Qf>150000GHZ，τf =0 ± 5ppm/ ℃，（用于卫星通讯 ）。
εr： 45± 1， Qf>80000GHZ, τf =0 ± 5ppm/ ℃，
MWDC (Microwave dielectric ceramics)微波介
微波介质陶瓷成为质近陶年瓷 来国内外研究热点，主要是微波移动通信迅速发展的需
ANSYS TRAINING
微波介质一陶微瓷波材介料质在陶微瓷波概通述信、雷 达、移1.动1 通微信波、介移质动电话基站（由其4G、 5G）,卫陶瓷星应广用播通讯及全球卫星定位导 航系统中有着不可替代的重要作用 。
微波介质陶瓷材料及其应用简介
高斯贝尔功田电子陶瓷研发部 陈功田
2018.08.20
ANSYS TRAINING
微波陶
一 微波介质陶瓷概述
瓷
微波介质陶瓷是指应用于微波频段（300MHz～3000GHz）电路中作 为
介质材料并完成一种或多种功能的陶瓷。微波介质陶瓷是一种新型高 技术无机材料，在电子电路等方面有十分重要的作用,在军用及民用领域 有广泛的应用.其主要应用于微波谐振器、滤波器与振荡器，微波电路中 的绝缘基片材料，和高性能陶瓷基微波板材。
（用于卫星通讯和移动电话基站）；
εr： 35± 1， Qf>80000GHZ, τf =0 ± 5ppm/ ℃，
（用于卫星通讯和移动电话基站）；
εr：82，Qf>8000GH Z ，τf=0±5ppm/℃，(用于移动GPS)；