电子材料作业3

填空题：1. 电子陶瓷的显微结构是指________ 的陶瓷内部的组织结构，包括________、________、________等的大小与分布。

2. BaTiO3晶体存在的同质异晶相有________ 、________ 、________ 、________ 。

3. 金属导热的主要机制是通过________的运动来迅速实现热量的交换；电介质材料的热传导机理是由_______________来实现的。

5. BaTiO3陶瓷的半导化方法有：________、________、________。

7. 晶体中常见的点缺陷有：________、________、________；常见的电子缺陷有：________、________。

8. 金属与半导体的接触形式有________、________、________。

9. BaTiO3陶瓷的半导化方法有：________、________、________。

10.影响Ⅰ类瓷具有零、正、负温度系数的内在因素有________、________。

11. 产生磁场的方式有________和________。

12 金属磁性材料按磁性能特点分，主要有________、________、________ 和________。

13. 从实用的观点出发，磁性材料可以分为以下几类：________、________、________和________；14. 一般来讲，技术磁化过程存在两种磁化机制，分别为________ 和________ 。

15. 金属永磁材料高矫顽力机理主要有________ 、________ 、________ 和________ 。

16. 磁性材料材料在交变磁场中产生能量损耗，称为________ 。

磁损耗包括三个方面________ 、________ 和________ 。

17. 磁性材料在被磁化时，随磁化状态的改变而发生弹性形变的现象，称为________。

18. 铁氧体材料按其晶体结构分为________、________ 和________ 铁氧体。

19. 绝大多数铁氧体其导电特性属于________，其电阻率随温度的升高按指数规律________。

20. 六角晶系铁氧体的磁晶各向异性可以出现三种类型：________、________和________。

问答题：1. 什么是电畴？什么是压电效应？什么是铁电陶瓷?电畴：晶体内部在退极化电场的作用下，就会分裂出一系列自发极化方向不同的小区域，使其各自所建立的退极化电场互相补偿，直到整个晶体对内、对外均不呈现电场为止。

这些由自发极化方向相同的晶胞所组成的小区域便称为电畴，分隔相邻电畴的界面称为畴壁。

压电效应：某些电介质在沿一定方向上受到外力的作用而变形时，其内部会产生极化现象，同时在它的两个相对表面上出现正负相反的电荷。

当外力去掉后，它又会恢复到不带电的状态，这种现象称为正压电效应。

当作用力的方向改变时，电荷的极性也随之改变。

相反，当在电介质的极化方向上施加电场，这些电介质也会发生变形，电场去掉后，电介质的变形随之消失，这种现象称为逆压电效应。

铁电陶瓷：主晶相为铁电体的陶瓷材料。

某些电介质可自发极化，在外电场作用下自发极化能重新取向的现象称铁电效应，具有这种性能的陶瓷称铁电陶瓷。

铁电陶瓷具有电滞回线和居里温度。

2. 含钛陶瓷中钛离子易变价，在配方及工艺上可采取哪些措施来防止？（1）采用氧化气氛烧结，抑制还原；（2）降低烧结温度，抑制高温失氧；（3）在低于烧结温度20 ~ 40o C，在强氧化气氛中回炉；（4）掺入低价杂质，抑制高价杂质；（5）加入La2O3等稀土氧化物：改善电化学老化特性；（6）加入ZrO2：阻挡电子定向移动，阻碍Ti4+变价。

3. 含钛陶瓷常常出现瓷体“黑心”现象，试提出解决方案？从改善工艺出发：（1）采用氧化气氛烧结，抑制还原；（2）降低烧结温度，抑制高温失氧；（3）在低于烧结温度20 ~ 40o C，在强氧化气氛中回炉；（4）掺入低价杂质，抑制高价杂质；（5）加入La2O3等稀土氧化物：改善电化学老化特性。

（6）加入ZrO2：阻挡电子定向移动，阻碍Ti4+变价。

从窑炉操作角度出发，可从以下各方面进行。

首先，要在600~650℃之间，充分氧化，使有机物有效地燃烧，因为在800~850℃之间，釉已开始熔化，坯体也有部分开始玻化，其结果会阻止气体从坯体内排出。

因此，在预热带应负压操作，以使其充分反应，让气体排出。

为了留出足够的时间进行氧化分解反应，在保证不致引起预热开裂问题的前提下，可加快预热带前段的升温速率，供给充足的空气，以保证强氧化气氛，尤其是在预热带后段，空气可直接在烧成带之前吹入窑内，同时可冷却来自该带的热气，使800~850℃升温平缓，并使窑内呈强氧化气氛，可有效消除陶瓷黑心缺陷。

4. 电容器的分类及其各自的特点？（1）按结构分类：固定电容器、可变电容器和微调电容器。

（2）按电解质分类：有机介质电容器、无机介质电容器、电解电容器和空气介质电容器等。

（3）按用途分类：高频旁路、低频旁路、滤波、调谐、高频耦合、低频耦合、小型电容器。

陶瓷电容器的分类I类（高频瓷）：介电常数较小，介电损耗小，介电常数温度系数小（系列化）；II类（低频瓷）：介电常数高，介电损耗较大，介电常数温度系数较大；III类（半导体电容器瓷）：介电常数超高，晶粒半导化，晶界绝缘化。

5. 压电陶瓷为什么要进行预极化？如何进行预极化对于铁电陶瓷来说，各个晶粒都有较强的压电效应。

但由于晶粒和电畴分布无一定规则，各方向几率相同，使宏观极化强度为零，对外不显示压电效应，故必须经过人工预极化，使宏观极化强度不为零，对外才能显示压电效应。

在涂有电极的铁电陶瓷两面加上直流电场进行预极化。

6. 固溶体的分类及影响固溶度的因素。

根据外来组元在主晶相中所处位置：可分为置换固溶体和间隙固溶体。

根据外来组元在主晶相中的固溶度：可分为连续型(无限型)固溶体和有限型固溶体。

置换固溶体：溶质原子占据溶剂晶格中的结点位置而形成的固溶体称置换固溶体。

间隙固溶体：溶质原子分布于溶剂晶格间隙而形成的固溶体称间隙固溶体。

有限固溶体：包括不连续固溶体、部分互溶固溶体，其固溶度小于100%。

无限固溶体：包括连续固溶体、完全互溶固溶体，是由两个(或多个)晶体结构相同的组元形成的，任一组元的成分范围均为0～100%。

固溶体影响因素（1）晶体结构：晶格类型相同是形成无限固溶体的必要条件，晶格类型差别愈大，固溶度愈低；（2）原子或离子尺寸：以r1和r2分别代表半径大和半径小的溶剂（主晶相）或溶质（杂质）原子（或离子）的半径，（r1-r2）/r1 < 15%，形成无限固溶体；15% < r1-r2）/r1 < 40%，有限固溶体；（r1-r2）/r1 > 40%，非固溶体；（3）电价因素：离子价相同或离子价态和相同，可形成连续固溶体，电负性相近有利于固溶体的形成，电负性差别大趋向生成化合物；（4）离子类型和键性：化学键性质相近，即取代前后离子周围离子间键性相近，容易形成固溶体。

（5）温度7. 影响稀土永磁材料磁稳定性的因素有哪些？要提高稳定性需采取哪些措施？稳定性一般包括磁场稳定性、温度稳定性和时间稳定性等。

其中温度的影响为主要因素。

具体的措施：（1）选择高的Hc，高θf配方，并可添加有益杂质；（2）利用不同系列合金，正负温度等效互相补偿来提高稳定性；（3）时效处理，进行人工老化（时效温度比工作温度高30~50摄氏度）；（4）温度循环处理，在比工作温度范围宽的温度，反复循环多次；（5）交流退磁处理，在比干扰场稍大的交流磁场中退磁；（6）正确选择永磁体的工作点；（7）利用热磁合金进行外补偿，可以提高温度稳定性；（8）对于稀土永磁材料除了上述措施外还可采用如下措施：提高合金本身的耐蚀性；磁体表面形成保护膜；降低环境温度。

8. 如何降低软磁铁氧体在高、低场应用条件下的磁滞损耗？磁滞损耗是指软磁材料在交变场中存在不可逆磁化而形成磁滞回线所引起的被材料吸收掉的功率。

在低场下主要是防止不可逆磁化过程的产生。

主要从以下两方面考虑：①与提高磁导率的方法一致，但要注意不可逆磁化的出现；②但主要采用不提高磁导率不一样的方法，如：晶粒细小、完整、均匀；晶界相对较厚，气孔少。

在高场下加速不可逆磁化的发生，使磁滞回线面积减小。

①配方原则：k1→0，ls →0原料要求纯，活性好，与提高磁导率的方法一致（高μ材料）；②工艺原则：高密度，较大晶粒，均匀，完整，无异相掺杂，内应力小；晶界薄而整齐，气孔少；与高Bs材料基本一致。

9. 对于磁性材料在高频下的应用，我们经常要关注的一个性能指标：截止频率。

请问何为截止频率？由于软磁材料畴壁共振及自然共振的影响，使软磁材料的磁导率实部值下降到起始值的一半且磁导率的虚部达到峰值时的频率，称为截止频率fr。

10. 非晶磁性材料的性能特点有哪些？（1）TM非晶合金可形成一系列性能优良的软磁材料；直流损耗较小；（2）由于原子无序造成的电子散射，有很高的电阻率（100-200 Wm▪cm），适合高频应用，具有低的涡流损耗；（3）没有宏观的磁晶各向异性（残留的各向异性主要是由内应力产生）；（4）没有微观结构的不连续（晶界或沉淀物）可供磁畴壁的钉扎；（5）非晶材料具有特别好的机械性能，如高强度、高硬度和高延展性；（6）抗化学腐蚀能力极好，几乎不受酸、碱所腐蚀；（7）抗g射线及中子等辐射能力强，在火箭、宇航、核反应等技术领域中很适用。