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个人ppt 功能陶瓷的分类

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5、光敏陶瓷
光敏陶瓷也称光敏电阻瓷,属半导体陶瓷。 由于材料的电特性不同以及光子能量的差 异,它在光的照射下吸收光能,产生不同的光 电效应:光电导效应和光生伏特效应。
四、超导陶瓷
四、超导陶瓷
具有超导性的陶瓷材料。其主要特性是在 一定临界温度下电阻为零即所谓零阻现象。 超导体的分类,从材料来分,可分为三大 类,即元素超导体、合金或化合物超导体、氧 化物超导体(即陶瓷超导体)。
三、敏感陶瓷
定义:当作用于材料元件上的某一外界条件如温度、 压力、湿度、气氛、电场、磁场、光及射线等改变 时,能引起该材料某种物理性能的变化,从而能从 这些元件上准确迅速地获得某种有用的信号。
分类:热敏、压敏、湿敏、气敏、声波敏感陶瓷、 磁敏和多敏性陶瓷
三、敏感陶瓷—热敏陶瓷
1、热敏陶瓷
热敏陶瓷是一类电阻率随温度发生明显变 化的材料,用于制作温度传感器、线路温度补 偿及稳频的元件-------热敏电阻。 其优点是品种繁多,可以满足不同用途的 需要;灵敏度高、稳定性好、容易制造、价格 便宜。 按照热敏陶瓷的阻温特性,可把热敏陶瓷分为 负温度系数NTC热敏陶瓷:正温度系数PTC 热敏陶瓷;临界温度热敏电阻CTR及线性阻 温特性热敏陶瓷四大类。
一、电子陶瓷—电介质陶瓷
一、电子陶瓷—电介质陶瓷
(3). 压电陶瓷
电介质陶瓷中的第三大类即为压电陶瓷,它
包括压电陶瓷、热释电陶瓷和铁电陶瓷三种。
陶瓷在外加力场作用下出现宏观的压电效应, 称为压电陶瓷。
压电陶瓷的优点是价格便宜,可以批量生产,
能控制极化方向,添加不同成分,可改变压电特 性。
一、电子陶瓷—导电陶瓷
2、导电陶瓷
众所周知,通常陶瓷不导电,是良好的绝缘 体。例如在氧化物陶瓷中,原子的外层电子受原 子核吸引,束缚在原子周围,不能自由运动。使 氧化物陶瓷不能导电。然而,某些氧化物陶瓷加 热时,处于原子外层的电子可以获得足够的能量, 以便克服原子核对它的吸引力,而成为可以自由 运动的自由电子,这种陶瓷就变成导电陶瓷。

《功能陶瓷材料》PPT课件

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《材料物理导论》
第7章
功能陶瓷材料物理
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前言
材料可以分成三大类,金属、陶瓷、有机高分子。
金属材料的基本特征是:由金属元素原子构成,原子之间 的结合是金属键,含有许多自由电子。
有机高分子材料的基本特征是:主要由碳、氧、氢、硅等 非金属元素原子构成,原子之间的结合主要是共价键,一般 没有自由电子。
为了提高陶瓷质量,人们对粉料制备进行了许 多研究,发明了多种制备超细陶瓷粉料的方法。其 中,湿化学法尤其重要。
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1、共沉淀法
共沉淀是指溶液中一种不溶或难溶成分在形成沉淀过程中, 将共存的某些其它组分一起带着沉淀下去的现象。
共沉淀的原理基于表面吸附、形成混晶、异电核胶态物质相 互作用及包藏等。
金属蒸汽真空弧离子源离子注入离子束增强辅助沉积等离子源离子注入激光表面合金化激光化学气相沉积等离子体辅助化学气相沉积双层辉光等离子体表面合金化脉冲高能量等离子体表面改性技术离子注入装置举例离子注入材料表面改性的强化机理离子注入后能显著提高材料表面的硬度耐磨性耐疲劳性抗腐蚀和抗氧化等性能其改性的机理认为主要有以下几种
高度均匀性,高纯性,可降低烧结温度,可在分子水平上进
行组元控制。
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例: YSZ粉的Sol-Gel法制备 异丙醇锆 醋酸钇
↓混合搅拌 均匀溶液
↓吸水;水解-聚合反应 溶胶 ↓干燥 凝胶
↓ 煅烧
↓ YSZ粉末 纳米级大小
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三、一些特殊的烧结方法:
1、热压烧结:
就是在对样品施加压力的条件下烧结。
吸附共沉淀:特征是主沉淀成分表面积大、吸附力强, 故吸附和富集效率高。
混晶共沉淀:两种金属离子和一种沉淀剂形成的晶形、 晶核相似的晶体,称为混晶。如PbSO4-SrSO4混晶。

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• 在制备工艺上,突破了传统陶瓷以炉窑为主 要生产手段的界限,广泛采用真空烧结,保 护气氛烧结、热压、热静压等手段。
• 在性能上,特种陶瓷具有不同的特殊性质和 功能,如高强度、高硬度、耐腐蚀、导电、 绝缘以及在磁、电、光、声、生物工程各方 面具有的特殊功能,从而使其在高温、机械、 电子、宇航、医学工程各方面得到广泛的应 用。
• 陶瓷器即使在高温下仍保持坚硬、不燃、不生 锈,能承受光照或加压和通电,具有许多优良
性能
• 广义陶瓷定义为无机原料经过热处理后的“陶
瓷器”制品的总称
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1.1 精细陶瓷定义与分类
• 相对这种用天然无机物烧结的传统陶瓷
➢精细陶瓷 (Fine Ceramics)又称先进陶瓷(Advan ced Ceramics): 以精制的高纯天然无机物或人工合成的 无机化合物为原料,采用精密控制的制 造加工工艺烧结,具有远胜过以往独特 性能的优异特性的陶瓷
(定义、分类、特性、制备方法、应用)
• 功能陶瓷材料
(电介质陶瓷、敏感陶瓷、磁性陶瓷、 超导陶瓷、生物陶瓷)
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第一节 精细陶瓷
• 精细陶瓷作为仅次于金属、塑料的“第三类材 料”,正在越来越多地在结构材料方面崭露头
脚,成为现代工程材料的三大支柱之一
• 陶瓷原大多数指料
郑伟宏
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1、陶瓷材料的发展概况
陶瓷在人类生活和社会建设中是不 可缺少的材料,它和金属材料、高分子 材料并列为当代三大固体材料。
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我国的陶瓷研究历史悠久、成就辉煌, 它是中华文明的伟大象征之一,在我国 的文化和发展史上占有极其重要的地位。

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超导计算机
用超导芯片将大大提高计算机的运算速度,并减少体积。 美国IBM公司研制的一台运算速度为8000万次/秒的超导计 算机,体积只有一部电话机大小,其元件不发热,可长时 间高效率运行。
超导材料的应用实例
电力输送与储存 目前有大约30%的电能损耗在输电线路上 ,采用超导体输电,可大大减少损耗,且省去 了变压器和变电所。 使用巨大的超导线圈,经供电励磁产生磁 场而储存能量。超导磁储能系统所存能量几乎 可以无损耗的储存下去,其转换率可高达95% 。
超导磁悬浮列车
时速 400 ~ 500km.
电阻的现象。 超导体:低于某一温度出现超导电性的物质。
超导电性的基本特征
➢ 完全导电性(零电阻)
➢ 完全抗磁性:迈斯纳 (Meissner)效应
处于超导状态的金属,不 管其经历如何,磁感应强度B始 终为零。
磁力线不能进入 超导体内部
观察迈斯纳效应的磁悬浮试验
在锡盘上放一条永久磁铁,当温度低于锡的 转变温度时,小磁铁会离开锡盘飘然升起, 升至一定距离后,便悬空不动了,这是由于 磁铁的磁力线不能穿过超导体,在锡盘感应 出持续电流的磁场,与磁铁之间产生了排斥 力,磁体越远离锡盘,斥力越小,当斥力减 弱到与磁铁的重力相平衡时,就悬浮不动了。
绝缘陶瓷,它必须具备如下性能: • 体积电阻率ρ ≥ 1012 Ωcm • 相对介电常数ε ≤30 • 损耗因子≤0.001 • 介电强度≥ 5.0KV/mm
➢ 陶瓷存在电子式载流子和离子式载流子。其中 离子式载流子占主要影响。
➢ 离子电导率受离子的荷电量和扩散系数的影响 。荷电量和体积越小越容易扩散,因此碱离子 影响比较大。
钠—硫电池的金属电极容易发生腐蚀,尤其在高温条件下 更是如此。腐蚀作用是多种多样的,除因电极腐蚀而减少导电 能力外,还可能在电极表面形成一种增加接触电阻的表面层, 最终导致电池工作性能变坏,寿命缩短。

稀土功能陶瓷材料-课件

稀土功能陶瓷材料-课件

气敏传感器
稀土功能陶瓷材料的表面活性和 气敏性能使其在气体传感器中具 有广泛应用。
储氢材料
稀土功能陶瓷材料的孔结构和特 殊吸附性能使其成为理想的储氢 材料。
生物医学材料
稀土功能陶瓷材料的生物相容性 和药物传输性能使其在生物医学 领域具有潜在应用。
市场前景
1 全球市场概览
稀土功能陶瓷材料市场正在迅速增长,预计 未来几年将保持良好发展态势。
2 发展趋势与前景
随着新技术的不断涌现和应用领域的扩大, 稀土功能陶瓷材料有望在未来发展中发挥更 大的作用。
总结
稀土功能陶瓷材料具有独特的特点和广泛的应用领域,但也存在一些挑战。 未来发展的重点将是提高材料性能和拓宽应用领域。
制备方法
1 热处理制备法
通过高温烧结和热处理将稀土氧化物与其他 化合物反应得到陶瓷材料。
2 溶胶-凝胶法
通过溶胶和凝胶的形成过程控制陶瓷材料的 结构和性能。
3 液相制备法
通过液相反应得到稀土功能陶瓷材料。
4 物理-化学合成法
结合物理和化学方法制备稀土功能陶瓷材料。
性能表征
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结构表征
使用X射线衍射和扫描电子显微镜等技术分析稀土功能陶瓷材料的结构。
稀土功能陶瓷材料-课件
欢迎来到稀土功能陶瓷材料的课件!在本课件中,我们将了解稀土功能陶瓷 材料的特点、制备方法、性能表征、应用领域和市场前景。
概述
稀土功能陶瓷材料是一类具有特殊功能和优异性能的材料。它们具有高温稳 定性、电学性能、机械性能等特点,广泛应用于储能器件、光伏电池、气敏 传感器、储氢材料和生物医学材料等领域。
2
物理性质表征
通过测量热膨胀系数、热导率和电阻率等参数来评估稀土功能陶瓷材料的物理性 能。

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• 超导陶瓷广泛的应用于一些电力领域。 例如:超导磁体制成了超导发电机, 超导输电线路等;超导计算机,有超 导材料制成的晶体管,在避免超大规 模集成电路散热的同时,还减少了计 算机的容量和体积,最终大大提高了 计算机的运行速度;利用超导材料还 发明了磁悬浮列车,给人们的出行带 来了极大的便利。
超导陶瓷
• 磁性陶瓷的应用非常广泛,主要用于 两个方面:第一方面就是信息存储, 如磁盘、磁卡、软硬磁盘等;第二方 面就是磁性流体,外加磁场时,磁性 流体表现为顺磁性。新兴发展起来的 如磁性药流载体就是一个很好的例子。
磁性陶瓷
化学陶瓷
• 化学功能指一些化学物质遇到陶 瓷材料会表现出的敏感性、催化性、 吸附性等性质。特别利用其表现出的 催化性和吸附性可制成在化工领域里 必不可少的催化剂及其载体。另外还 可利用一些孔材料用于污水治理、环 境保护等方面。
容器达百亿支,在计算机中完成记忆功 能。而敏感陶瓷的电性能随湿、热、光、 力等外界条件的变化而产生敏感效应: 热敏陶瓷可感知微小的湿度变化,用于 测温、控温;而气敏陶瓷制成的气敏元 件能对易燃、易爆、有毒、有害气体进 行监测、控制、报警和空气调节;而用 光敏陶瓷制成的电阻器可用作光电控制, 进行自动送料、自动曝光、和自动记数。 磁性陶瓷是部分重要的信息记录材料。
化学陶瓷
其他功能陶瓷

此外,还有半导体陶瓷、绝缘陶瓷、 介电陶瓷、发光陶瓷、感光陶瓷、吸 波陶瓷、激光用陶瓷、核燃料陶瓷、 推进剂陶瓷、太阳能光转换陶瓷、贮 能陶瓷、陶瓷固体电池、阻尼陶瓷、 生物技术陶瓷、催化陶瓷、特种功能 薄膜等,在自动控制、仪器仪表、电 子、通讯、能源、交通、冶金、化工、
• 所谓压电效应是指某些介质在力的作 用下,产生形变,引起介质表面带电, 这是正压电效应。反之,施加激励电 场,介质将产生机械变形,称逆压电 效应。这种奇妙的效应已经被科学家 应用在与人们生活密切相关的许多领 域,以实现能量转换、传感、驱动、 频率控制等功能。

光催化抗菌功能陶瓷介绍PPT

光催化抗菌功能陶瓷介绍PPT
涂次数( 1,2,5,10) 可得到厚度不同的光催化膜。其抗 菌性能显示,黑光灯光照条件下,5 次浸涂的膜比2 次和1 次浸涂膜具有更大的光催化活性。这主要是由于随着膜厚 的增加,光催化反应表面积增大,对光的吸收能力增强, 光催化活性提高。但10 次浸涂膜与5 次浸涂膜相比,两者 的抗菌性能基本上没有什么差异。这是由于膜厚的过分增 大,表面凝聚加著,在烧结过程中晶粒粒径增大, 薄膜 中有效粒子表面积相对减少的缘故
五、TiO2纳米粒子的光催化
• 5.1什么是光催化 • 光催化特性是半导体具有的独特性能之一。光照射下
把光能转化为化学能,促进化合物的合成或降解的过 程称为光催化。 • 光催化的具体过程 • 半导体材料中电子分布的特征是在它的导带和价带之 间有带隙存在。许多化合物半导体的价带是满的,导 带是空的。当它们受到光照时,只要光子能量超过半 导体的带隙能()时, 就能使电子从价带跃迁到导带, 从而产生导带电子和价带空穴。这类导带电子有很强 的还原力而价带空穴则有很强的氧化力。只要能够抑 制或延缓电子-空穴的复合过程,就有可能利用这类光 生载流子来氧化或还原半导体表面上的吸附物。
• 氧化钛剂抗菌陶瓷适于建筑卫生陶瓷高温烧成, 但烧成温度越高,抗菌性越低。因此要做抗菌率 较高的内墙砖比较容易,地板次之,卫生陶瓷最 难。
• 氧化钛抗菌陶瓷存在薄膜与坯体结合不紧密的问 题,这主要是由于烧成温度过低造成的。这样的 薄膜抗洗刷能力较差,由于薄膜厚度不均易产生 彩虹效应。解决这些问题除了要注意烧成温度外 还可以在釉料中适量添加改性剂以改善其结合性 能。
氧化钛系抗菌
• 纳米Ti02经光催化产生的空穴和形成于表面的活
性氧类能与细菌细胞或细胞内的组成成分进行生 化反应,使细菌单元失活而导致细胞死亡,并且 使细菌死亡后产生的内毒素分解 • 日本最近开发出用于Ti涂覆的抗菌陶瓷,在光照 下可完全杀死其表面的细菌。最近福州大学也研 制出坚固的掺杂Ti02膜的陶瓷材料,对大肠杆菌 和空气中的浮游菌具有稳定的杀灭作用和抑制细 菌生长的能力

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2021
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先进陶瓷(Advanced ceramics)又称现代陶瓷, 是为了有别于传统陶瓷而言的。
先进陶瓷有时也称为精细陶瓷(Fine Ceramics)、 新型陶瓷(New Ceramics)、特种陶瓷(Special Ceramics)和高技术陶瓷(High-Tech. Ceramics)等。
目前,功能陶瓷主要用于电、磁、光、声、热
和化学等信息的检测、转换、传输、处理和存储等,
并已在电子信息、集成电路、计算机、能源工程、
超声换能、人工智能、生物工程等众多近代科技领
域显示出广阔的应用前景。
2021
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根据功能陶瓷组成结构的易调性和可控性,可 以制备超高绝缘性、绝缘性、半导性、导电性和超 导电性陶瓷;
2021
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黏土作用概括为五个方面:
1)黏土的可塑性是陶瓷坯泥赖以成形的基础。 2)黏土使注浆泥料与釉料具有悬浮性与稳定性。 3)黏土一般呈细分散颗粒,同时具有结合性。 4)黏土是陶瓷坯体烧结时的主体,黏土中的Al2O3含量和杂质含
量是决定陶瓷坯体的烧结程度、烧结温度和软化温度的主要 因素; 5)黏土是形成陶器主体结构和瓷器中莫来石晶体的主要来源。
黏土的组成:黏土的组成可从几个方面来分析,一般可 从矿物组成、化学组成和颗粒组成三个方面来进行分析。
2021
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黏土的性质 黏土的性质对陶瓷的生产有很大的影响。它主要包括可塑 性、结合性、离子交换性、触变性、干燥收缩和烧成收缩、烧 结温度与烧结范围和耐火度等。
黏土的工艺性质 主要取决于黏土的矿物组成、化学组成与颗粒组成。其中, 矿物组成是基本因素。 黏土在加热过程中的变化包括两个阶段:脱水阶段与脱水 后产物的继续转化阶段。
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