陶瓷实验
《陶瓷工艺原理课程实验》
指导书
郑州大学材料科学与工程学院
无机复合材料实验室
目录
《陶瓷工艺原理实验》指导大纲…………………………………………………( 2)实验一球磨机磨细粉料…………………………………………………………( 3 )实验二干压成型制备坯件………………………………………………………(6 )
实验三陶瓷坯体的烧结…………………………………………………………( 9 )实验四陶瓷制品体积密度的测定………………………………………………( 11 )
《陶瓷工艺原理实验》指导大纲
一、实验教学目标
本课程为材料科学与工程专业（本科）无机非金属材料方向的必修环节。内容包括熟悉陶瓷生产原料性质、坯体工艺基础、性能测试基础及陶瓷生产过程主要流程；以陶瓷制品的组成、结构、性质、工艺之间的关系为纲，熟悉和掌握陶瓷材料生产的共同性规律及特点。学习本课程的目的为：
（1）使学生熟悉陶瓷生产中共同性的工艺过程及过程中发生的物理—化学变化，理解工艺因素对陶瓷产品性质与结构的影响。
（2）能够从技术与经济角度分析陶瓷生产中的问题和提出改进生产的方案。
（3）培养学生研制开发新型陶瓷材料及其生产工艺的技能。
本课程的先修课程为：陶瓷工艺学、物理化学、材料科学基础、材料物理性能、材料研究方法等。
二、实验的基本要求
本课程实验分为两部分：
（1）参观性、演示性、认识性实验。一般随课堂教学的进行，结合教学内容进行实验，加深学生对课堂知识的理解，掌握基本原理和实验设备、仪器的操作方法。
（2）综合性或设计性实验，安排在第七学期集中完成。学生进行从原料选取直至制备陶瓷制品、性能分析等系列化综合实验，旨在巩固所学知识，提高、培养学生的动手能力、发现和解决问题的能力。
考核：
每位学生必须提交实验报告，字数不少于5000字，手写或A4纸打印。
列出参考文献数篇。
参考文献按以下格式书写：
期刊论文：作者姓名、文章、文献名、发表时间卷（期），迄起页；
图书：作者姓名、书名、出版日期、出版社及地址。
成绩考核以实验报告质量、试验能力及出勤率为依据综合评判。
实验一球磨机磨细粉料
一、实验目的
1.了解掌握球磨机的工作原理
2.学会使用XM—2A型行星研磨机进行球磨
二、球磨机工作原理
对原料进行球磨的目的主要有两个：（1）使物料粉碎至一定的细度；（2）使各种原料相互混合均匀。陶瓷工业生产中普遍采用的球磨机主要是靠内装一定研磨体的旋转筒体来工作的。当筒体旋转时带动研磨体旋转，靠离心力和摩擦力的作用，将研磨体带到一定高度。当离心力小于其自身重量时，研磨体落下，冲击下部研磨体及筒壁，而介于其间的粉料便受到冲击和研磨，故球磨机对粉料的作用可分成两个部分：（1）研磨体之间和研磨体与筒体之间的研磨作用；（2）研磨体下落时的冲击作用。
为提高球磨机的粉碎效率，主要应考虑以下几个影响因素：
1、球磨机转速。当转速太快时，离心力大，研磨体附在筒壁上与筒壁同步旋转，失去研磨和冲击作用。当转速太慢时，离心力太小，研磨体升不高就滑落下来，没有冲击能力。只有转速适当时，磨机才具有最大的研磨和冲击作用，产生最大的粉碎效果。合适的转速与球磨机的内径、内衬、研磨体种类、粉料性质、装料量、研磨介质含量等有关系。
2、研磨体的比重、大小和形状。应根据粉料性质和粒度要求全面考虑，研磨体比重大可以提高研磨效率，而且直径一般为筒体直径的1/20，且应大、中、小搭配，以增加研磨接触面积。圆柱状和扁平状研磨体因其接触面积大，研磨作用强，而圆球状研磨体的冲击力较集中。
3、球磨方式。可选择湿法和干法两种。湿法是在球磨机中加入一定比例的研磨介质（一般是水，有时也加有机溶剂）。干法则不加研磨介质，由于液体介质的作用，湿法球磨的效率高于干法球磨。
4、料、球、水的比例。球磨机筒体的容积是固定的。原料、磨球（研磨体）和水（研磨介质）的装载比例会影响到球磨效率，应根据物料性质和粒度要求确
定合适的料、球、水比例。
5、装料方式。可采用一次加料法。也可采用二次加料法，即先将硬质料或难磨的原料加入研磨一段时间后，再加入粘土或其它软质原料，以提高球磨效率，球磨釉料时，应先将着色剂加入，以提高釉面呈色的均匀性。
6、球磨机的直径。球磨体筒体大，则研磨体直径也可相应增大，研磨和冲击作用都会提高，故可以大大提高球磨机粉碎效率，降低出料粒度。
7、球磨机内衬的材质。通常为燧石或瓷砖等材料，研磨效率较高，但易带入杂质，近年来也有采用橡胶内衬的，可避免引入杂质，且延长了使用寿命。
8、助磨剂的选择和用量。在相同的工艺条件下，添加少量的助磨剂可使粉碎效率成倍地提高，可根据物料的性质加入不同的助磨剂，其用量一般在0.5~0.6%左右，具体的用量可在特定条件下，通过实验来确定。
三、MX—2A型行星研磨机操作方法
MX—2A型可调行星研磨机广泛用于陶瓷、建材、科研、高等院校等行业的实验室研磨粉剂，其研磨罐体旋转速度可以从0 r/min调至1400 r/min。罐体在电机驱动其操作步骤如下：
1、操作前，先检查电源开关是否已关，调速旋钮应旋至最低档，计时器是否调至零位。
2、将需研磨材料装入研磨罐中，按一定比例加入研磨体和研磨介质（蒸馏水），注意：装料不能太满，最多至罐体2/3处，然后盖紧压盖，以防液体外溢。将研磨罐安全地固定在研磨机上。
3、将电源接通，观察面板上电源指示灯是否已亮，确定已通电后，扳动调速开关。
4、根据粉料性质和粒度要求，调整计时器，设定研磨时间。
5、按启动按钮，机器开始作低速旋转，观察罐体是否已密封好，以后可根据需要将速度调至任一速度档次。
6、研磨完毕，按停止按钮，关掉电源开关，以防误操作。
7、注意事项：
（1）调速时，必须先扳动调速开关至“ON”（开）位置，然后轻轻旋转调速开关，进行调速。
（2）研磨罐中每次加料不能太多，以罐体容积的2/3为限。
（3）操作时，不要将物品遗留在罐盖上，以免开机后，物体飞出伤人。
（4）研磨机开始工作后，现场不能离人。
四、浆料处理
研磨过的浆体可倒入方盘中，放入干燥箱中烘干，之后将粉料放入乳罐或研钵中研碎，得到所需粉体。
五、讨论
试分析影响XM—2A型行星研磨机研磨效率的因素有哪些。
实验二干压成型制备坯件
一、实验目的
1.掌握压制成型工艺流程及操作方法
2.将球磨混合好的粉料经造粒后在钢模具中压制成圆片状坯件。
二、实验工艺流程
配料→球磨→干燥→研细→造粒→成型→干燥
三、各主要工序的目的、要求和操作
1.配料
根据所制备产品性能要求及生产工艺的拟定配方，利用精密天平准确称取各种原料，并避免在称量过程中引入其他杂质。
2.球磨
球磨就是为了达到各种原料相互分布均匀，以利用固相反应完成，并使物料粉碎达一定的细度，以利于降低烧成温度。一般采用湿法球磨。即将原料、水和研磨体装入尼龙研磨罐内，然后在球磨机上球磨一定时间。
将料浆倒在方盘内，置入干燥箱内烘干。用研钵研细，装入搪瓷杯内备用。
3.造粒
造粒的目的是把缺乏流动性的细粉粒，用增塑剂（也叫粘结剂）加工成20~40目的较粗团粒，使之具有较好的流动性，容易填满模腔，以便压制成型，此外，加入粘结剂还能增加粉料颗粒的相互粘结性，使成型后的坯体具有一定的机械强度。实验室常采用聚乙烯醇（PV A）水溶液作粘结剂。其配制方法如下：PV A粉粒与去离子水用量约为5:100（重量），先把玻璃杯中的去离子水煮沸，再把按用量称取的PV A粉粒分批趁热撒入，并用玻璃棒搅拌，让PV A溶于水中（注意此时应停止加热，以防未溶的PV A沉于杯底时因过热而焦结），直至完全溶解至澄清便可使用。不同的成型方法，PV A颗粒与水的用量应有所调整。
日用陶瓷配方中含有一定量的粘土，具有可塑性和粘结性，故加入一定量水后，
搅拌、加盖过一定时间后即可造粒。将含水的粉料置于大模具内，刮平，加“上压块”，在液压机上加压、保压后，将块状料取出后，捣碎，过30目和50目筛，只取二筛间的细粒粉料。太粗的颗粒（30目筛的筛上物）再捣碎过筛，太细的（50目筛筛下物）再压一次，重新捣碎过筛，直至得到满足成型要求的粉料。
4.成型
压制成型模具如图所示，成型时，先将侧
模内涂上机油，加上下压头。称取一定量的粒
状坯料，倒入侧模内，将上压头压下，用手按
紧，并旋转，保证上压头未卡在侧模中，然后
拨出上压头，涂上一层薄薄的机油，插入侧模
中，然后放置在液压机工作台上加压，至预定
压力后停止加压，保压一段时间后缓慢卸压。
有时可以重复加压两次。之后，取出下压头，
把侧模颠倒放置在压机上，再加压，则可脱模。
液压机的操作步骤如下：
（1）启动之前，先检查油门是否置零，换档柄是否在空档（中间位置）
（2）合上电闸，推上负荷开关，点动电动机保护启动器，并检查油表指示是否正常。
（3）把待压件稳放在工作台上，轻轻向里推上换档柄，然后手握油门慢慢加大，待工作台开始上升后，保持油门大小恒定。
（4）当工件与上压平台快接触时，减小油门、看油表，使指针慢慢转动，当达到最大值时，开始计时。
（5）到时后，慢慢向外拉开换档柄，换到向下移动位，待工作台停稳后，取下工件，将油门减到零，换档柄置于空位。
（6）按电动机保护启动器的停止按钮（红色），拉下负荷开关，拉下电闸。
（7）注意事项：
①启用液压机前要先请示指导教师批准，并熟悉操作步骤。
②机器工作期间，不得擅自离开操作岗位。
③工作台上升时，不得再用手移动工件。
5.坯体干燥
所有试件压制成型完毕后，编号、放入干燥箱中烘干。
注：钢模具和筛子用完后一定要清理，刷掉粉料，钢模具应涂油保护。
实验三陶瓷坯体的烧结
一、实验目的
1.学会使用高温箱式电阻炉烧制陶瓷制品。
2.了解掌握烧成制度，特别是温度制度对陶瓷制品性能的影响。
二、实验设备及仪器
1.高温箱式电阻炉：硅碳棒作发热体，最高使用温度1350℃，热电偶测温，炉膛尺寸为250mm×150mm×100mm。
2. KSW—6—16型电炉温度控制器。
3. Al2O3陶瓷垫板，Al2O3、ZrO2熟料粉末。
三、实验操作步骤
1.首先将电源开关及电阻炉开关置于断开状态，电炉温度控制器的电流、电压旋钮置零。
2.在Al2O3垫板上均匀撒一层Al2O3粉末，防止试件在高温时与垫板粘结，然后将成型过的生坯放在垫板上，以固定方式送入炉膛内，中心点应在热电偶端部的下面，关闭炉门。
3.将KSW—6—16型电炉温度控制器面板上温度设定钮的白色标线对准所需要设定的温度值。
4.闭合电源及控制开关，仪表绿灯亮，开始加热。调节电流、电压值，可以控制升、降温速度，温度指针能及时显示测量的温度值，每隔一定时间记录电流、电压及测定温度值。
5.当温度升高至设定值时，仪表红灯亮，停止加热，处于保温状态。此后，若温度略有下降，低于设定温度值时，仪表绿灯亮，重新开始加热，如此往复，使温度一直保持在设定值。
6.当达到保温时间后，将电流、电压归零，关闭控制开关及电源开关，让制品随炉冷却。如果需要控温降温，应根据降温曲线，逐步调低电流、电压值，使温
度逐渐下降至室温，然后切断电源。
7.注意事项：
（1）设备使用时必须安装地线。
（2）移动或取放物料时，要切断电源，并注意防止高温烫伤。
（3）初次使用时，要在指导教师指导下进行。
四、实验数据整理
电阻炉充分冷却后，取出试件，精确测量直径和厚度，作好记录，计算烧成收缩率，并测量体积密度和其它性能。并根据其相应的烧成制度评价烧成制度与陶瓷性能间的关系。
实验四陶瓷制品体积密度的测定
一、实验目的
1.通过实验了解掌握排水法测定块状材料体积密度。
2.了解影响本实验准确度的因素。
二、实验仪器和设备
精密天平，烘箱，干燥器，毛刷，烧杯，烧杯托，细线，石蜡。
三、实验步骤
1.用毛刷把试件表面灰尘轻轻刷掉，在100℃烘箱内烘至恒重，放入干燥器，中冷至室温，称其质量m1。
2.将试件投入熔化的石蜡中，并迅速取出，使试件表面涂一薄层石蜡（不大于1毫米厚）。石蜡层不能有气泡。称质量m2。
3.用细线栓住蜡试件，挂到天平挂钩上，在盛水烧杯中（烧杯不能放在天平挂盘上，试件应完全淹没于水中，并且不能触到烧杯底部），测得质量m3。
4.按下式计算试件的体积密度ρ
式中：为石蜡密度（平均值可取0.93g/cm3）。
水的密度为1.00g/cm3计算。
四、实验数据整理及讨论
1.根据实验得到的数据进行计算；
2.对实验误差的产生及其量的范围进行分析讨论。
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
陶瓷材料的力学性能检测方法
陶瓷材料力学性能的检测方法 为了有效而合理的利用材料，必须对材料的性能充分的了解。材料的性能包括物理性能、化学性能、机械性能和工艺性能等方面。物理性能包括密度、熔点、导热性、导电性、光学性能、磁性等。化学性能包括耐氧化性、耐磨蚀性、化学稳定性等。工艺性能指材料的加工性能，如成型性能、烧结性能、焊接性能、切削性能等。机械性能亦称为力学性能，主要包括强度、弹性模量、塑性、韧性和硬度等。而陶瓷材料通常来说在弹性变形后立即发生脆性断裂，不出现塑性变形或很难发生塑性变形，因此对陶瓷材料而言，人们对其力学性能的分析主要集中在弯曲强度、断裂韧性和硬度上，本文在此基础上对其力学性能检测方法做了简单介绍。 1.弯曲强度 弯曲实验一般分三点弯曲和四点弯曲两种，如图1-1所示。四点弯曲的试样中部受到的是纯弯曲，弯曲应力计算公式就是在这种条件下建立起来的，因此四点弯曲得到的结果比较精确。而三点弯曲时梁各个部位受到的横力弯曲，所以计算的结果是近似的。但是这种近似满足大多数工程要求，并且三点弯曲的夹具简单，测试方便，因而也得到广泛应用。 图1-1 三点弯曲和四点弯曲示意图 由材料力学得到，在纯弯曲且弹性变形范围内，如果指定截面的弯矩为M ，该截面对中性轴的惯性矩为I z ，那么距中性轴距离为y 点的应力大小为： z I My = σ 在图1-1的四点弯曲中，最大应力出现在两加载点之间的截面上离中性轴最远的点，其大小为： =??? ? ???= z I y a P max max 21σ???? ?圆形截面 16矩形截面 332D Pa bh Pa π
其中P 为载荷的大小，a 为两个加载点中的任何一个距支点的距离，b 和h 分别为矩形截面试样的宽度和高度，而D 为圆形截面试样的直径。因此当材料断裂时所施加载荷所对应的应力就材料的抗弯强度。 而对于三点弯曲，最大应力出现在梁的中间，也就是与加载点重合的截面上离中性轴最远的点，其大小为： =??? ? ???= z I y a P l max max 4σ???? ?圆形截面 8矩形截面 2332D Pl bh Pl π 式中l 为两个支点之间的距离（也称为试样的跨度）。 上述的应力计算公式仅适用于线弹性变形阶段。脆性材料一般塑性变形非常小，同弹性变形比较可以忽略不计，因此在断裂前都遵循上述公式。断裂载荷所对应的应力即为试样的弯曲强度。 需要注意的是，一般我们要求试样的长度和直径比约为10，并且在支点的外伸部分留足够的长度，否则可能影响测试精度。另外，弯曲试样下表面的光洁度对结果可能也会产生显著的影响。粗糙表面可能成为应力集中源而产生早期断裂。所以一般要求表面要进行磨抛处理。当采用矩形试样时，也必须注意试样的放置方向，避免使计算中b 、h 换位得到错误的结果。 2.断裂韧性 应力集中是导致材料脆性断裂的主要原因之一，而反映材料抵抗应力集中而发生断裂的指标是断裂韧性，用应力强度因子（K ）表示。尖端呈张开型（I 型）的裂纹最危险，其应力强度因子用K I 表示，恰好使材料产生脆性断裂的K I 称为临界应力强度因子，用K IC 表示。金属材料的K IC 一般用带边裂纹的三点弯曲实验测定，但在陶瓷材料中由于试样中预制裂纹比较困难，因此人们通常用维氏硬度法来测量陶瓷材料的断裂韧性。 陶瓷等脆性材料在断裂前几乎不产生塑性变形，因此当外界的压力达到断裂应力时，就会产生裂纹。以维氏硬度压头压入这些材料时，在足够大的外力下，压痕的对角线的方向上就会产生裂纹，如图2-1所示。裂纹的扩展长度与材料的断裂韧性K IC 存在一定的关系，因此可以通过测量裂纹的长度来测定K IC 。其突出的优点在于快速、简单、可使用非常小的试样。如果以P C 作为可使压痕产生雷文的临界负荷，那么图中显示了不同负荷下的裂纹情况。 由于硬度法突出的优点，人们对它进行了大量的理论和实验研究。推导出了各种半经
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；
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
氧化铝陶瓷的制备实验指导书
结构陶瓷的制备通常由所需起始物料的细粉，加入一定的结合剂，根据合适的配比混合后，选择适当的成型方法，制成坯体。坯体经干燥处理后，进行烧结而得到。坯体经烧结后，宏观上的反映为坯体有一定程度的收缩，强度增大，体积密度上升，气孔率下降，物理性能得到提高。 实验目的： 1.选用氧化铝粉体，通过干法成型，制备氧化铝陶瓷。 2.选用合适的烧结助剂，促进氧化铝陶瓷的烧结，加深对陶瓷烧结的理解。 3.熟悉陶瓷常用物理性能的测试方法 实验原理： 氧化物粉体经成型后得到的生坯，颗粒间只有点接触，强度很很低，但通过烧结，虽在烧结时既无外力又无化学反应，但能使点接触的颗粒紧密结成坚硬而强度很高的瓷体，其驱动力为粉体具有较高的表面能。但纯氧化铝陶瓷的烧结需要的温度很高，为在较低的温度下完成烧结，需要向体系中加入一定的助烧剂，使其能在相对较低的温度下出现液相而实现液相烧结。 本实验中，采用向氧化铝粉体中加入适量的二氧化硅粉体以促进烧结，而达到氧化铝陶瓷烧结的目的。 实验仪器： 天平、烧杯、压力机、模具、游标卡尺、电炉等 实验步骤： 1.配料。将氧化铝、氧化锆粉体按80：20的质量比例混合均匀，并外加入 5%的水起结合作用。 2.制样。称取适量混合好的粉体，倒入模具内，压制成型。并量尺寸，计算 生坯的体积密度。 3.干燥。将成型好的生坯充分干燥。 4.烧结。将干燥后的生坯置于电炉内，在1600℃的条件下保温3小时。 5.检测。测量烧后试样的尺寸，计算其体积密度。计算烧结前后线变化率。
1.实验目的 2.实验仪器 3.实验数据记录及数据处理 起始物料的配比；结合剂的加入量；烧结前后试样的体积密度及质量变化；烧结前后的线变化率。 4.思考题： 1）助烧剂的作用机理是什么？ 2）常用体积密度的测试方法有哪几种？
压电陶瓷实验报告
压电陶瓷微位移性能测量实验报告 一、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； 二、实验仪器： 电容测微仪一台：型号JDC-2000测微台架一台：型号BCT－5C，斜度1:50直流调压器一台：电压量程（0～300V）标定平铁板一块压电陶瓷管一根 三、实验原理： （一）利用测微台架标定电容测微仪 在测微台架的台架上放置一金属平板，将电容测微仪探头用测微台架夹紧，使探头的端面与平板平行，见图1，移动测微台架的旋钮，分别读出测微仪移动示值和电容测微仪的示值。这样得到一组数据即可对电容测微仪进行标定。 图1 电容侧微仪标定原理图 （二）用标定后的电容测微仪测量压电陶瓷管的线性度 在电容测微仪的线性区（对应机械标定仪的某个位置），通过可调直流电源按一定间隔改变直流电压（见图2），分别对压电陶瓷加压，使之分别产生轴向变形（见图3）和弯曲变形（见图4），从而得到压电陶瓷的伸长与偏转量与施加其上的电压的关系。
图2 可调高压电源图3 测压电陶瓷轴向伸缩图4测压电陶瓷侧向弯曲 四、实验步骤 （一）标定电容测微仪的线性度 １、实验前，了解实验原理及其实验注意事项，并检查实验仪器是否齐全。 ２、使用仪器前，将传感器端面与被测物（标定平铁板）表面用汽油认真清洗干净，以清洗掉杂质及灰尘微粒；而后将电源线和传感器与电缆分别连接好并拧紧。 ３、将标定平铁板安放在测微台架的台架上，而后用夹具将电容传感器探头夹紧，接着上下调整探头使探头与标定平铁板距离接近测量区。 ４、为便于进行数据分析，可将测微台架示值调至某一合适值，并将电容测微仪示值调零，而后进行实验；实验采用一人细调（等间距）测微台架，另一人记录的方式，为了标定线性区，测定线性误差，调值采用先等间距调至140μm，再等间距调回的方法。（为了节约时间，调值范围为0～140μm，调值间距为5μm，共计读29个数。）５、实验完成后，调整测微台架使探头远离标定平板到合适位置，取下标定平板（并估算找出电容测微仪的线性工作区，我们找的较为好的线性工作区是0～100μm）以进行压电陶瓷的性能及其微位移测量的实验。 （二）、压电陶瓷加电时的性能及其微位移测量 测压电陶瓷轴向伸缩： １、将压电陶瓷的中线（Z）接至变压器的U+端，两边的两个接线头均接至变压器的地接口端（GND）。 ２、将压电陶瓷小心垂直轻放在测微台架的台架上（如图3），并将探头靠近压电陶瓷至电容测微仪线性工作区（注：应先粗调而后细调以使电容测微仪示值在6～94μm以内，
陶瓷实验报告
华南师范大学实验报告 专业：材料化学课程名称：无机非金属材料实验 指导老师：实验项目：陶瓷的制备实验 一、实验目的 1.掌握陶瓷配料方案的确定方法，确定陶瓷的配料方案； 2.确定陶瓷坯料配方，并且掌握陶瓷坯料的计算方法； 3.掌握陶瓷坯料制备的步骤及成型方法； 4.掌握陶瓷釉料配方的确定和釉料配方的计算； 5.根据陶瓷制备的原理、工艺方法制备出陶瓷样品，并且根据陶瓷样品表现分析其原因。 二、实验原理 本次实验选择制备长石质瓷，长石质瓷属于长石-石英-高岭土为主的三组分配料。一般的烧成温度范围在1250℃-1350℃，满足实验室的熔炉要求（≦1400℃）。 一般长石质瓷的组成范围为：
通过上述工艺要求确定陶瓷坯料的配方，为了改善陶瓷的外观及性能，同时还会适当的加入其他陶瓷坯料的配料成分。 陶瓷坯体成型以后，往往还要在其表面制备一层釉层。一般的说，釉层基本上就是一种硅酸盐玻璃。釉的作用在于改善陶瓷制品的表面性能，使制品表面光滑，对液体和气体具有不透过性，不易沾污；其次，可提高制品的机械强度、电学性能、化学稳定性和热稳定性。因此，釉的配方主要通过硅酸盐玻璃的配方确定，前面的玻璃实验中已经确定。 三、实验样品与器材 根据实验原理，由于实验室的熔炉的最高温度为1400摄氏度。而长石质瓷的一般烧成温度在1250-1350℃。因此符合实验室要求。而长石质瓷组成范围在直线ME附近的两侧。所以选取了如图所示的点SiO2-K2O-Al2O3(60%-15%-25%). 再对此点进行修正： 由于K2O、Na2O的含量过高会使陶瓷的热稳定性大大降低，因此其含量一般不高于5%。修正SiO2含量为68%、K2O、Na2O总的含量为5.5%。此外Al2O3含量过高会使烧成温度升高。因此其含量不可过高，将其改为20%。 少量加入其他氧化物如Fe2O3、BaO、CaO、MgO SiO2Fe2O3BaO MgO Al2O3K2O Na2O合计68% 0.20% 0.40% 0.20% 20% 4.0% 1.5% 94.3% 根据实验室具有的实验药品： 高岭土（Al2O3·2SiO2·2H20）Na2CO3 石英（SiO2）BaO 碱式Mg2O3（4MgCO3·Mg(OH)2·5H2O）Fe2O3 K2CO3 确定坯料中各矿物或化学原料的组成：
陶瓷材料的热压烧结实验
陶瓷材料的热压烧结实验 一、实验目的 1．掌握热压烧结的基本原理和特点以及热压烧结适用的范围； 2．了解热压炉的基本构造； 3．掌握热压炉的基本操作要领； 4．了解影响热压烧结的主要因素。 二、实验原理 热压烧结是区别于常规烧结的特种烧结方法之一，它是在陶瓷或金属粉体加热的同时施加压力。装在耐高温的磨具中的粉体颗粒在压力和温度的双重作用下，逐步靠拢、滑移、变形并依靠各种传质机制（如蒸发凝聚、扩散、粘塑性流动、溶解沉淀，视组分不同而以不同的机制为主），完成致密化过程，形成外部轮廓与模腔形状一致的致密烧结体。因此，热压烧结可将压制成型和烧结一并完成。由于在高温下持续有压力的作用，扩散距离缩短，塑性流动过程加快，并影响到其他传质过程的加速，热压烧结致密化的温度（烧结温度）要比常规烧结低150~200℃，保温时间也短的多（有时仅需20~30min）。与常规烧结相比，热压烧结体的气孔率低，相对密度高；烧结温度低、保温时间短，晶粒不易长大，所以热压烧结体的力学性能高。 原则上，凡能用常规烧结的陶瓷材料或金属材料均可用热压烧结来获得更为致密的坯体，但热压烧结更适用于一些用常规方法难以烧结致密的材料，如各种非氧化物陶瓷、难熔金属、金属-无机复合材料等。热压烧结的主要优点在于：成型压力小，烧结温度低，烧结时间短，制品密度高、晶粒细小。存在的缺点是：制品形状简单、表面较粗糙，尺寸精度低，一般需后续清理和机械加工，单件生产、效率低，对模具材料要求高，耗费大。 三、热压炉的基本结构 热压炉的基本构造可分为两部分：一为炉体和加热系统，一为加压系统。炉体通常为圆柱形双层壳体，用耐热性好的合金钢制成，夹层内通冷却水对炉壁、底、盖进行冷却，以保护炉体金属；加热常用高纯石墨的电阻发热，由于石墨电阻小，需用变压器以低电压、大电流加在石墨发热元件上；在发热元件与炉体之间，设置有隔热层，以防止炉内的高温散失，同时也保护炉体；为防止石墨氧化，热压时必须在真空或非氧化气氛下进行，所以，炉体需具有很好的密封性，符合真空系统要求，并带有机械真空泵、扩散泵。根据烧结的材料不同，也可通入惰性气体（如氩气）或氮气、氢气等；温度通过控制电压、电流来改变加于发热元
陶瓷实验
《陶瓷工艺原理课程实验》 指导书 郑州大学材料科学与工程学院 无机复合材料实验室
目录 《陶瓷工艺原理实验》指导大纲…………………………………………………( 2)实验一球磨机磨细粉料…………………………………………………………( 3 )实验二干压成型制备坯件………………………………………………………(6 ) 实验三陶瓷坯体的烧结…………………………………………………………( 9 )实验四陶瓷制品体积密度的测定………………………………………………( 11 )
《陶瓷工艺原理实验》指导大纲 一、实验教学目标 本课程为材料科学与工程专业（本科）无机非金属材料方向的必修环节。内容包括熟悉陶瓷生产原料性质、坯体工艺基础、性能测试基础及陶瓷生产过程主要流程；以陶瓷制品的组成、结构、性质、工艺之间的关系为纲，熟悉和掌握陶瓷材料生产的共同性规律及特点。学习本课程的目的为： （1）使学生熟悉陶瓷生产中共同性的工艺过程及过程中发生的物理—化学变化，理解工艺因素对陶瓷产品性质与结构的影响。 （2）能够从技术与经济角度分析陶瓷生产中的问题和提出改进生产的方案。 （3）培养学生研制开发新型陶瓷材料及其生产工艺的技能。 本课程的先修课程为：陶瓷工艺学、物理化学、材料科学基础、材料物理性能、材料研究方法等。 二、实验的基本要求 本课程实验分为两部分： （1）参观性、演示性、认识性实验。一般随课堂教学的进行，结合教学内容进行实验，加深学生对课堂知识的理解，掌握基本原理和实验设备、仪器的操作方法。 （2）综合性或设计性实验，安排在第七学期集中完成。学生进行从原料选取直至制备陶瓷制品、性能分析等系列化综合实验，旨在巩固所学知识，提高、培养学生的动手能力、发现和解决问题的能力。 考核： 每位学生必须提交实验报告，字数不少于5000字，手写或A4纸打印。 列出参考文献数篇。 参考文献按以下格式书写： 期刊论文：作者姓名、文章、文献名、发表时间卷（期），迄起页； 图书：作者姓名、书名、出版日期、出版社及地址。 成绩考核以实验报告质量、试验能力及出勤率为依据综合评判。
压电陶瓷振动的干涉测量实验报告
压电陶瓷振动的干涉测量 实验报告 Newly compiled on November 23, 2020
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；3)打开激光器，手持小孔屏观察各光路，适当调整各元件位置和角度，保
陶瓷材料的分类及性能
陶瓷材料的力学性能 高分子091 项淼学号17 陶瓷材料 陶瓷、金属、高分子材料并列为当代三大固体材料 之间的主要区别在于化学键不同。 金属：金属键 高分子：共价键（主价键）+范德瓦尔键（次价键） 陶瓷：离子键和共价键。 普通陶瓷，天然粘土为原料，混料成形，烧结而成。 工程陶瓷：高纯、超细的人工合成材料，精确控制化学组成。 工程陶瓷的性能： 耐热、耐磨、耐腐蚀、绝缘、抗蠕变性能好。 硬度高，弹性模量高，塑性韧性差，强度可靠性差。 常用的工程陶瓷材料有氮化硅、碳化硅、氧化铝、氧化锆、氮化硼等。 一、陶瓷材料的结构和显微组织 1、结构特点 陶瓷材料通常是金属与非金属元素组成的化合物；以离子键和共价键为主要结合键。 可以通过改变晶体结构的晶型变化改变其性能。 如“六方氮化硼为松散的绝缘材料；立方结构是超硬材料” 2、显微组织 晶体相，玻璃相，气相 晶界、夹杂 （种类、数量、尺寸、形态、分布、影响材料的力学性能。 （可通过热处理改善材料的力学性能） 陶瓷的分类 ※玻璃—工业玻璃(光学，电工，仪表，实验室用)；建筑玻璃；日用玻璃 ※陶瓷—普通陶瓷--日用，建筑卫生，电器（绝缘），化工，多孔…… 特种陶瓷--电容器，压电，磁性，电光，高温…… 金属陶瓷--结构陶瓷，工具（硬质合金），耐热，电工…… ※玻璃陶瓷—耐热耐蚀微晶玻璃，光子玻璃陶瓷，无线电透明微晶玻璃，熔渣玻璃陶瓷… 2. 陶瓷的生产 (1)原料制备（拣选，破碎，磨细，混合） 普通陶瓷（粘土，石英，长石等天然材料） 特种陶瓷（人工的化学或化工原料--- 各种化合物如氧、碳、氮、硼化合物） (2)坯料的成形（可塑成形，注浆成形，压制成形） (3)烧成或烧结 3. 陶瓷的性能 (1)硬度是各类材料中最高的。 （高聚物<20HV，淬火钢500-800HV，陶瓷1000-5000HV） (2)刚度是各类材料中最高的（塑料1380MN/m2，钢207000MN/m2) (3)强度理论强度很高（E/10--E/5）；由于晶界的存在，实际强度比理论值低的多。
陶瓷的制备方法实验报告
一．实习目的 掌握陶瓷主要工艺实验的原理、方法与一定的操作技能，通过陶瓷工艺综合实验了解陶瓷产品的设计程序与工艺过程，培养综合设计实验的能力，提高分析问题、解决问题和动手能力。 二．实习时间 2013年11月22日 三．实习地点 南信大尚贤实验室及江都金刚机械厂 四实习过程 1.陶瓷材料 A概念：用天然或合成化合物经过成形和高温烧结制成的一类无机非金属材料。它具有高熔点、高硬度、高耐磨性、耐氧化等优点。可用作结构材料、刀具材料，由于陶瓷还具有某些特殊的性能，又可作为功能材料。 B 分类：普通材料：采用天然原料如长石、粘土和石英等烧结而成，是典型 的硅酸盐材料，主要组成元素是硅、铝、氧，这三种元素占地壳元素总量的90%，普通陶瓷来源丰富、成本低、工艺成熟。这类陶瓷按性能特征和用途又可分为日用陶瓷、建筑陶瓷、电绝缘陶瓷、化工陶瓷等。 特种材料：采用高纯度人工合成的原料，利用精密控制工艺成形烧结制成， 一般具有某些特殊性能，以适应各种需要。根据其主要成分，有氧化物陶瓷、氮化物陶瓷、碳化物陶瓷、金属陶瓷等；特种陶瓷具有特殊的力学、光、声、电、磁、热等性能。 C性能： （1）力学特性：陶瓷材料是工程材料中刚度最好、硬度最高的材料，其硬度大多在1500HV以上。陶瓷的抗压强度较高，但抗拉强度较低，塑性和韧性很差。（2）热特性：陶瓷材料一般具有高的熔点（大多在2000℃以上），且在高温下具有极好的化学稳定性；陶瓷的导热性低于金属材料，陶瓷还是良好的隔热材料。同时陶瓷的线膨胀系数比金属低，当温度发生变化时，陶瓷具有良好的尺寸稳定性。 （3）电特性：大多数陶瓷具有良好的电绝缘性，因此大量用于制作各种电压（1kV~110kV）的绝缘器件。铁电陶瓷（钛酸钡BaTiO3）具有较高的介电常数，可用于制作电容器，铁电陶瓷在外电场的作用下，还能改变形状，将电能转换为机械能（具有压电材料的特性），可用作扩音机、电唱机、超声波仪、声纳、医疗用声谱仪等。少数陶瓷还具有半导体的特性，可作整流器。 （4）化学特性：陶瓷材料在高温下不易氧化，并对酸、碱、盐具有良好的抗腐蚀能力。 （5）光学特性：陶瓷材料还有独特的光学性能，可用作固体激光器材料、光导纤维材料、光储存器等，透明陶瓷可用于高压钠灯管等。磁性陶瓷（铁氧体如：MgFe2O4、CuFe2O4、Fe3O4）在录音磁带、唱片、变压器铁芯、大型计算机记忆元件方面的应用有着广泛的前途。 2.实验材料 粘土：是多种微细的矿物的混合体，其矿物的粒径多数小于2μm，主要是由粘土矿物和其他矿物组成的并且具有一定特性的（其中主要是可塑性）土状岩石
《功能陶瓷》实验指导书(修订)
实微波介质陶瓷的制备工艺和介电性能 一、实验目的 1.了解微波介质陶瓷的制备过程和注意问题 2.了解微波介质陶瓷的介电性能特点并掌握测量方法。 二、实验内容 1.用固相反应法制备微波介质陶瓷。 2.微波介质陶瓷的介电性能测定。 三、实验材料和实验设备 实验材料：原材料根据制备的材料而定。 实验设备：电子天平、分析天平、蒸馏水制取机、行星式球磨机、SB手动式压片机、电热鼓风恒温干燥箱、红外干燥箱、SX2-12-17高温箱式电阻炉、AV2782型精密LCR测试仪、DWB2-6高低温实验箱等。 其它：蒸馏水、电极银浆、玛瑙球磨罐、玛瑙研钵、玛瑙、ZrO2磨球等。 四、实验过程 1.概述 微波介质陶瓷是指应用于微波频段电路中作为介质材料并完成一种或多种功能的陶瓷，其主要应用于制造介质谐振器，微波集成电路基片、元件、介质波导、介质天线、输出窗、衰减器、匹配终端、行波管夹件棒，滤波器等重要元件。在制作这些元件的过程中要求微波介质陶瓷有如下性能： ①高的相对介电常数εr： 介电常数是衡量电介质材料储存电荷能力的参数，因材料内部微波波长反比于εr，εr 高即可使材料尺寸减小，所以通常要求其值在20~110之间。 ②高的品质因素Q： Q反比于tgδ，而tgδ是有耗电容器每周期消耗的电能与其储存电能的比值，是经常用来表示介质损耗大小的量。Q高，即采用低损耗介质材料，可保证具有高无负载Q的谐振，获得良好的滤波特性及通信质量。在工作频率下，Q＞3000可满足基本的应用要求；若Q 值＞5000，则更好。 ③接近于0的谐振频率温度系数τf： 其表示环境温度变化时谐振中心频率的相对漂移量。为了获得谐振器谐振频率的高度温度稳定性，τf值控制在0ppm/℃附近是非常重要的，为了更好地满足使用的需要，还希望材料的谐振频率温度系数τf的序列化，所以通常将其值控制为：－10ppm/℃~10ppm/℃。 微波介质陶瓷按材料的组成与结构来分，大致分为：(1)BaO-TiO2体系； (2)BaO-Ln2O3-TiO2体系；(3)钙钛矿结构及其复合(Complex Perovskite)的氧化物系； (4)ZrO2-SnO-TiO2体系；（5）其他体系。 通常微波介质陶瓷粉末可以由固相合成法和湿化学合成法合成。湿化学合成法包括溶胶－凝胶法、共沉淀法和水热法等，其中研究用的最多的是溶胶－凝胶法。而固相合成法主要包括固相反应法、固相热分解法、自蔓延高温合成法、固态置换法以及机械合金化法等。而本次试验我们主要采用的是固相反应法，其是将金属盐或金属氧化物按一定比例充分混合，研磨后进行锻烧，通过发生固相合成法制得粉体。该方法制得的粉体成本低，产量高，制备工艺简单，但其粒径大，粒度分布宽，组分不太均匀。
压电陶瓷压电性能测定实验报告
广东工业大学实验报告 学院电子科学与技术（电子信息材料及元器件）专业班成绩评定 学号姓名（号）教师签名 十二题目：压电陶瓷压电性能测定第周星期 一、实验目的 iv. 了解压电常数的概念和意义； v. 掌握压电陶瓷压电常数的测定方法。 vi. 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 电子科学与技术专业实验指导书
陶瓷综合性实验报告
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 二、实验部分 2.1实验仪器、药品 实验仪器 实验药品
2.2实验步骤 2.2.1配料 胚体配方计算与设计 本次实验选用的原料配方为 原料 中山水洗泥 滑石 粘土1/2 钾长石 叶腊石 宣化土 含量（%） 10 3 17 40 3 27 各原料中氧化物的量 中山水洗泥：2SiO ：7.510%57=? Al 2O 3：7.310%37=? Fe 2O 3：05.010%5.0=? 滑石：2SiO ：35.13%45=? MgO ：93.03%31=? 粘土：2SiO ：9.1117%70=? Al 2O 3 ：04.217%12=? Fe 2O 3：255.017%5.1=? CaO:595.017%5.3=? MgO ：51.017%3=? O Na 2+O K 2：34.017%0.2=?
TiO 2:13.017%75.0=? 钾长石：2SiO ：2840%70=? 32O A l ：640%15=? Fe 2O 3:2.040%5.0=? O Na 2+O K 2：6.540%14=? TiO 2:1.040%25.0=? 叶腊石：2SiO ：8.13%60=? 32O A l ：72.03%24=? Fe 2O 3：003.03%1.0=? 宣化土：2SiO ：17.1927%71=? 32O A l ：24.327%12=? 32O Fe ：405.027%5.1=? CaO ：215.127%5.4=? O Na 2+O K 2：81.027%0.3=? 2TiO ：27.027%0.1=? ⑶各氧化物的总量及质量分数： 2SiO ：92.6717.198.1289.1135.17.5=+++++ 32O A l ：7.1524.372.0604.27.3=++++ 32O Fe ：913.0405.0003.02.0255.005.0=++++ CaO ：81.1215.1595.0=+ MgO ：44.151.093.0=+ O Na 2+O K 2：75.681.06.534.0=++
陶瓷电极材料的检测实验报告
实验名称：陶瓷电极材料的检测 实验目的：检测陶瓷电极材料，运用陶瓷提高电解质电池的性能，培养同学动手能力、结合大学课程所学知识、并学习查阅文献资料，达到实际验证的目标。发扬团队合作精神，增进人际关系。 实验原料及器材：电极测试仪器、电导率测试仪器、合成设备、制备炉等，并将结合本校的高级仪器X衍射分析仪、X射线荧光光谱仪、扫描电镜、热分析仪、红外光谱仪等。 实验原理：陶瓷材料在一定条件（温度、压力等）下具有电子（或空穴）电导或离子电导，某些陶瓷材料是离子晶体的氧化物或复合物。在固体介质中，带电离子的运动比在液体中倍受限制，但仍然能以扩散的形式发生，从而产生离子电导。陶瓷的电导率是横穿晶界的电导率和沿表面晶体的电导率之和。离子在晶体中扩散通过取代晶格空位的方式进行，在一般情况下，这类运动取向混乱，不给出净的电荷运动，从而产生了离子导电流。 实验步骤： 1确定陶瓷材料配方，配方计算，混料，筛分，造粒，成型，排塑，烧结，烧后加工 2将烧结过的试样先用砂纸打磨，清洗干净试样表面的母粉，以便测量阻抗，直径和厚度；3在超声波振荡器中用酒精清洗试样，然后再干燥箱中烘干； 4用游标卡尺测量试样的直径和厚度； 5在试样表面涂电胶，在涂之前必须先搅拌均匀导电胶，因为银粉会沉到导电胶底部，涂完导电胶之后在试样表面用导电胶固定一根银丝； 6将试样放在202-T型电热干燥箱中200摄氏度保温10分钟 7取出试样，在试样的另一面涂导电胶，方法同第4步； 8将试样放在电阻炉中600摄氏度下保温30分钟，以保证试样和电极之间的电接触良好，然后随炉冷却至室温； 9将两面涂过导电胶的试样用于阻抗测量。 实验结论：导电陶瓷材料可用各种方法涂覆在电极材料上，例如真空喷涂、等离子喷涂等，或采用溅射喷涂方法，在基片上进行导电陶瓷材料的涂覆工艺。陶瓷涂层电阻率小，采用导电陶瓷材料涂覆于电极表面，既耐腐蚀，又耐高温。 实验感想：通过这次实验，我了解了相关技术，见识了许多高科技仪器，增长知识，了解科技前沿相关领域。这对我日后专业研究方向有指导作用。实验中，我了解了陶瓷材料的重要作用，了解陶瓷材料的制作工艺，了解电解质电池电导率检测方法，学习了相关理论知识，希望日后能为陶瓷材料研究方面做出贡献。
陶艺制作实验报告
武汉工程大学陶艺制作实验报告 实验课程：陶艺 专业：工业设计 方向：产品造型 班级： 学生： 学号： 实验教师：穆波 实验开出单位：艺术设计学院 报告日期：
产品设计模型制作工艺Ⅰ试卷评阅表 评阅项目评分细则分数 理论知识（15分）熟练掌握基本概念、定义、专业名词 等基础理论知识。 好10-15 一般5-9 较差1-4 动手能力（30分）熟练掌握实验中规定的步骤、方法、 技能等，能够独立或协作共同完成实 验项目。 好20-30 一般10-19 较差1-9 模型质量（40分）陶艺作品制作完整，且模型制作工艺 达到实验教学要求。 好30-40 一般18-29 较差1-17 实验报告（15分）实验报告内容完整，能正确表述实验 步骤、实验流程及工艺等，论述充分， 总结合理，图文并茂。 好10-15 一般5-9 较差1-4 备注1、报告抄袭、雷同者，一律按零分处理； 2、引用他人资料超过实验报告内容1/3者，按不及格处理。（资料可以 作为附件，附在报告后面） 总分 批阅教师穆波 教师签名：年月日
一、实验任务 通过本实践环节，加深学生对陶瓷材料成型性能的认识，培养学生的工程实践能力与动手能力，明确陶瓷材料不同形态的制作工艺、制作方法。在此基础上，能够独立制作小件陶艺作品。 二、实验内容 泥条成型 泥板成型 拉坯成型 三、实验报告要求 标题：陶艺制作实验报告 报告内容：标题、产品模型制作介绍、制作过程描述及展示（照片）、实验总结 报告要求：封面应著明标题、时间、课程名称、指导教师以及学生班级和姓名 1、要求有封面、页码 2、1500字实验报告和总结 3、实验计划表
陶瓷材料的分类及发展前景
陶瓷材料的分类及发展前景 学校: 太原理工大学 学院: 材料科学与工程 专业：无机0801 姓名：孙佩
摘要： 根据陶瓷材料的不同特性及用途对其进行了较为准确的分类，并对各类陶瓷的应用进行了概述。通过对各类陶瓷特性及应用领域的总结，对陶瓷材料未来的发展作出了新的展望，揭示了陶瓷材料的应用方向及发展趋势。 引言 陶瓷材料在人类生活和现代化建设中是不可缺少的一种材料。它是继金属材料，非金属材料之后人们所关注的无机非金属材料中最重要的材料之一。它兼有金属材料和高分子材料的共同优点，在不断改性的过程中，已经使它的易碎性有了很大的改善。陶瓷材料以其优异的性能在材料领域独树一帜，受到人们的高度重视，在未来的社会发展中将发挥非常重要的作用。陶瓷材料按其性能及用途可分为两大类：结构陶瓷和功能陶瓷。现代先进陶瓷的性能稳定、高强度、高硬度、耐高温、耐腐蚀、耐酸耐碱、耐磨损、抗氧化以及良好的光学性能、声学性能、电磁性能、敏感性等性能远优于金属材料和高分子材料；而且，先进陶瓷是根据所要求的产品性能，经过严格的成分和生产工艺制造出来的高性能材料，因此可用于高温和腐蚀介质的环境当中，是现代材料科学发展最活跃的领域之一。在此，笔者将对先进陶瓷的种类及应用领域做详细的介绍。 1.结构陶瓷 陶瓷材料优异的特性在于高强度、高硬度、高的弹性模量、耐高温、耐磨损、耐腐蚀、抗氧化、抗震性、高导热性能、低膨胀系数、
质轻等特点，因而在很多场合逐渐取代昂贵的超高合金钢或被应用到金属材料所不可胜任的的场合，如发动机气缸套、轴瓦、密封圈、陶瓷切削刀具等。结构陶瓷可分为三大类：氧化物陶瓷、非氧化物陶瓷、陶瓷基复合材料。 1.1氧化物陶瓷 氧化物陶瓷主要包括氧化镁陶瓷、氧化铝陶瓷、氧化铍陶瓷、、氧化锆陶瓷、氧化锡陶瓷、二氧化硅陶瓷、莫来石陶瓷，氧化物陶瓷最突出的优点是不存在氧化问题。 氧化铝陶瓷，利用其机械强度较高，绝缘电阻较大的性能，可用作真空器件、装置瓷、厚膜和薄膜电路基板、可控硅和固体电路外壳、火花塞绝缘体等。利用其强度和硬度较大的性能，可用作磨料磨具、纺织瓷件、刀具等。 氧化镁陶瓷具有良好的电绝缘性，属于弱碱性物质，几乎不被碱性物质侵蚀，对碱性金属熔渣有较强的抗侵蚀能力。不少金属如铁、镍、铀、釷、钼、镁、铜、铂等都不与氧化镁作用。因此，氧化镁陶瓷可用作熔炼金属的坩埚，浇注金属的模子，高温热电偶的保护管，以及高温炉的炉衬材料等。氧化镁在空气中易吸潮水化生成Mg(OH)2，在制造过程中必须注意。为了减少吸潮，应适当提高煅烧温度，增大粒度，也可增加一些添加剂，如TiO2、Al2O3等。 氧化铍陶瓷具有与金属相似的良好的导热系数，约为209.34W/（m.k），可用来做散热器件；氧化铍陶瓷还具有良好的核性能，对中子减速能力强，可用作原子反应堆的减速剂和防辐射材料；另外，