功能陶瓷材料总复习

合集下载

陶瓷工艺学复习资料

陶瓷工艺学复习资料

1、长石质日用瓷坯典型的三元配方。

答:长石——高岭土——石英2、粘土过多对注浆成形速度和坯体的干燥收缩的影响。

答坯体中粘土的可塑性越好,粒度越细,则所吸附的水膜越厚,烧成收缩和变形就越大,同时,如果粘土矿物颗粒太细,分布不均匀,也会导致各部分收缩不一致而变形。

3、日用陶瓷常用的施釉方法有。

答:釉浆施釉法,静电施釉法,干法施釉4、滑石的分子式及性能,硅灰石的分子式及性能。

答:滑石分子式是3MgO·4SiO2·H2O。

性能:在普通日用陶瓷中一般作为熔剂使用,在细陶瓷坯体中加入少量滑石可降低烧成温度。

在较低的温度形成液相,加速莫来石晶体的生成。

同时扩大烧结温度范围,提高白度,透明度,力学强度和热稳定性,在精陶坯体中如用滑石代替长石,则精陶制品的湿膨胀倾向将大为减少,釉后期龟裂也可相应降低,在陶瓷釉料中加入滑石可改善釉层的弹性,热稳定性,增宽熔融范围。

硅灰石的分子式CaO·SiO2性能:硅灰石作为碱土金属硅酸盐,在普通陶瓷坯体中起助熔作用,降低坯体的烧结温度,用他来代替方解石和石英石配釉时釉面不会因析出气体而产生釉泡和针孔,但若用量过多会影响釉面的光泽度。

5、日用陶瓷成形常用成形方法及特点。

答:(1)注浆成形法,坯料含水量≤38%。

(2)可塑成形法,坯料含水量≤26%(3)压制成形法,坯料含水量≤3%。

5.强化注浆的方法有哪些?答:压力注浆;真空注浆;离心注浆;成组注浆和热浆注浆。

6、釉及釉的作用。

答:釉是施于陶瓷坯体表面的一层极薄的物质,他是根据坯体性能的要求,利用天然矿物原料及某些化工原料按比例配合,在高温作用下熔融而覆盖在陪同表面的富有光泽的玻璃质层。

作用有5点:(1)使坯体对液体和气体具有不透过性,提高了其化学稳定性。

(2)覆盖于坯体表面,给瓷器以美感。

(3)防止玷污坯体。

(4)使产品具有特定的物理和化学性能。

(5)改善陶瓷制品的性能。

7、瓷器坯料主要类型。

答:长石质瓷坯料,绢云母质瓷坯料,磷酸盐质瓷坯料,镁质瓷坯料。

功能陶瓷复习题

功能陶瓷复习题

功能陶瓷复习题功能陶瓷复习题功能陶瓷是一种特殊的陶瓷材料,具有优异的物理、化学和机械性能,被广泛应用于各个领域。

本文将通过一系列复习题,帮助读者巩固对功能陶瓷的理解和知识。

一、选择题1. 功能陶瓷的特点不包括:A. 高温稳定性B. 低热导率C. 超导性D. 耐磨性2. 下列哪种功能陶瓷常用于制作航空发动机部件?A. 氧化铝陶瓷B. 碳化硅陶瓷C. 氮化硅陶瓷D. 钛酸锆陶瓷3. 以下哪种功能陶瓷常用于制作电子元件?A. 铝酸锶陶瓷B. 铝酸镁陶瓷C. 铝酸钛陶瓷D. 铝酸锌陶瓷4. 功能陶瓷的应用领域不包括:A. 医疗器械B. 电子设备C. 航空航天D. 建筑材料5. 下列哪种功能陶瓷常用于制作陶瓷刀具?A. 氧化锆陶瓷B. 氧化铝陶瓷C. 碳化硅陶瓷D. 氮化硅陶瓷二、判断题1. 功能陶瓷的热膨胀系数与金属相似。

( )2. 功能陶瓷具有良好的耐腐蚀性能。

( )3. 氧化锆陶瓷具有优异的断裂韧性。

( )4. 碳化硅陶瓷是一种透明陶瓷材料。

( )5. 功能陶瓷的制备工艺主要包括烧结和热处理。

( )三、简答题1. 功能陶瓷的定义是什么?它与传统陶瓷有何不同之处?2. 请简要介绍功能陶瓷的主要分类及其应用领域。

3. 功能陶瓷的制备工艺包括哪些步骤?请简要描述其中一个制备工艺。

4. 功能陶瓷的优点是什么?为什么它在各个领域得到广泛应用?5. 功能陶瓷的未来发展趋势是什么?请简要阐述。

四、综合题功能陶瓷具有广泛的应用前景,但也面临一些挑战。

请结合你对功能陶瓷的理解,从材料性能、制备工艺、应用领域等方面,分析功能陶瓷面临的挑战,并提出相应的解决方案。

总结:通过这些复习题,我们回顾了功能陶瓷的特点、分类、应用领域以及制备工艺等方面的知识。

功能陶瓷作为一种具有特殊功能和优异性能的材料,其应用前景广阔。

然而,功能陶瓷在材料性能的优化、制备工艺的改进以及应用领域的拓展等方面仍然面临一些挑战。

只有不断深化研究,解决这些挑战,才能更好地推动功能陶瓷的发展和应用。

功能陶瓷复习

功能陶瓷复习

1、如何区分结构陶瓷和功能陶瓷?结构陶瓷是指在应用是主要利用其力学机械、热及部分化学功能的先进陶瓷,如果能在高温下应用的陶瓷就称为高温结构陶瓷。

功能陶瓷是指应用是主要利用其非力学性能的先进陶瓷材料,这类材料具有一种或多种功能,如电学、磁学、光学、热学、化学、生物等;有的有耦合功能,如压电、压磁、热电、电光、声光、磁光等。

2、功能陶瓷的耦合效应有哪些?压电、压磁、热电、电光、声光、磁光等。

3、功能陶瓷如何分类电磁功能陶瓷:电介质陶瓷(电绝缘陶瓷,电容器陶瓷,压电陶瓷)、半导体陶瓷、磁性陶瓷、超导陶瓷、化学功能陶瓷、生物功能陶瓷4、功能陶瓷的热学性质有哪些?了解其含义。

①热导率:热导率又称导热系数,是反映材料导热性能的物理量;②热膨胀系数: 固体在温度每升高1K时长度或体积发生的相对变化量。

5、什么是绝缘强度?当电场强度超过某一临界值时,介质由介电状态变为导电状态。

相应的临界电场强度称为绝缘强度。

6、功能陶瓷的电学性质有哪些?了解其含义。

①电导率:电导率是表示物质传输电流能力强弱的一种测量值;②介电常数:是衡量介质极化行为或介质储存电荷能力的重要特征参数;③介质损耗:电介质在单位时间内消耗的能量;④击穿电场强度:当电场强度超过某一临界值时,介质由介电状态变为导电状态,相应的临界电场强度称为击穿电场强度。

7、电介质陶瓷的电导机制是什么?了解其含义。

离子电导离子作为载流子的电导机制。

8、什么是极化?自发极化?极化方式和基本原理。

极化:在外电场作用下,电介质内部沿电场方向产生感应偶极矩,在电介质表面出现极化电荷的现象叫作电介质的极化。

自发极化:极化状态并非由外电场所引起,而是由晶体内部结构特点所引起,晶体中每个晶胞内存在固有电偶极矩。

极化方式:(1)位移式极化:电子或离子在电场作用下的一种完全弹性、不消耗电场能量、介质不发热、平衡位置不发生变化、瞬间就能完成、去电电场时又恢复原状态的极化方式。

包括电子极化,离子极化(2)松弛式极化:非弹性的、平衡位置发生变化、完成的时间比位移极化长、消耗电场能量、介质发热,是一种可逆的过程,去掉电场时不能恢复原状态的极化方式。

现代陶瓷材料复习题及答案

现代陶瓷材料复习题及答案

【现代陶瓷材料】复习题一.名词解释1.体积电阻率: 体积电阻率,是材料每单位立方体积的电阻。

2.表面电阻率: 平行于通过材料表面上电流方向的电位梯度与表面单位宽度上的电流之比,用欧姆表示。

3.陶瓷中载流子及类型:陶瓷材料中存在着传递电荷的质点,有离子、电子和空穴。

4.介电常数:衡量电介质材料在电场作用下的极化行为或储存电荷能力的参数,通常又叫介电系数或电容率,是材料的特征参数。

5.位移式极化:是电子或离子在电场作用下瞬间完成、去掉电场时又恢复原状态的极化形势。

6.松弛式极化:这种极化不仅与外电场作用有关,还与极化质点的热运动有关。

7.介电损耗:陶瓷材料在电场作用下能储存电能,同时电导和部分极化过程都不可避免地要消耗能量,即将一部分电能转变为热能等消耗掉。

单位时间内消耗的电场能叫做介质损耗。

8.绝缘强度:陶瓷材料和其他介质一样,其绝缘性能和介电性能是在一定电压内具有的性质。

当作用于陶瓷材料上的电场强度超过某一临界值时,它就丧失了绝缘性能,由介电状态转变为导电状态,这种现象称之为介电强度的破坏或介质的击穿。

击穿时的电压称之为击穿电压,相应的电场强度称击穿电场强度,也称之为绝缘强度、介电强度、抗电强度等。

9.弹性模量:材料在弹性变形阶段,其应力和应变成正比例关系(即符合胡克定律),其比例系数称为弹性模量。

10.热导率:是单位温度梯度、单位时间内通过单位横截面的热量,是衡量物质热传导能力大小的特征参数。

11.耦合性质:功能陶瓷材料的一些性质相互关联又相互区别的关系称之为这些性能之间的转换和耦合。

12.热容:物体在某一过程中,每升高(或降低)单位温度时从外界吸收(或放出)的热量。

13.超导电现象:有些材料的温度降低到某一温度以下时,其电阻突然消失,这种现象叫做超导电现象。

14.临界磁场HC:通常处于临界温度以下时,若外磁场较低,超导体是超导态的,即电阻为零,但当外磁场高于某一临界值时,它就会从超导态转变为正常态,这种使超导体从超导态转变为正常态的磁场叫做临界磁场。

《陶瓷原料准备工》复习题

《陶瓷原料准备工》复习题

《陶瓷原料准备工》复习题《陶瓷原料准备工》复习题一、选择题1、按照陶瓷概念和用途,我们可将陶瓷制品分为以下两大类。

A、结构陶瓷和功能陶瓷B、陶器和瓷器C、传统陶瓷和新型陶瓷D、日用陶瓷和工业陶瓷2、我国陶瓷内陶器发展到瓷器的过程中,还经历了以下一个阶段。

A、带釉陶瓷B、原始瓷器C、青白瓷D、炻器3、青花和釉里红是我国代在景德镇瓷区首先烧制成的。

A、唐代B、宋代C、元代D、明代4、细瓷器的吸水率一般是。

A、<3% B、<12% C、<1% D、<0.5%5、炻器的吸水率一般是。

A、<3% B、<12% C、<1% D、<5%6、功能陶瓷是具有以下功能的陶瓷材料。

A、电、光、声功能B、耐磨、耐热、高强度、低膨胀C、生物、化学功能D、电、磁、光、声热及生物、化学7、传统陶瓷是以下几种陶瓷材料的通称。

A、粗陶、精陶、瓷器B、日用陶瓷、工业陶瓷C、陶器、炻器和瓷器D、日用的陶瓷、建筑卫生陶瓷8、官、哥、定、钧、汝五大名窑是我国代的重要的瓷工业成就。

A、宋代B、明代C、唐代D、元代9、我国在已经能烧制Fe2O3含量少,胎体致密的青瓷。

A、汉代 B、东汉晚期 C、唐代 D、隋代10、半导体陶瓷、压电陶瓷、铁氧体材料是。

A、结构陶瓷 B、氧化物陶瓷 C、功能陶瓷 D、非氧化物陶瓷11、母岩风化崩解后在原地残留下来的粘土是。

A、次生粘土B、沉积粘土 C、原生粘土 D、高岭土12、膨润土、木节土、球土是。

A、硬质粘土B、低可塑性粘土C、高可塑性粘土D、高岭土13、粘土主要矿物类型有以下三种能。

A、高岭土、膨润土、绢云母B、高岭土、膨润土、白云母C、多水高岭、蒙脱石、伊利石D、高岭石、蒙脱石、伊利石14、粘土原料中主要杂质矿物除碳酸盐及硫酸盐类,铁和钛的化合物,有机质外,还有。

A、长石B、石英C、石英和母岩残渣D、碱石15、影响粘土烧结的主要因素是粘土是。

A、颗粒组成B、化学组成C、颗粒组成和化学组成D、化学组成和矿物组成16、生产日用陶瓷一般选用含钾长石较多的钾钠长石。

陶瓷复习资料

陶瓷复习资料

名词解释:触变性:静置的泥浆经外力触动后具有流动性的现象喷雾干燥:是把泥浆喷撒成雾状细滴,并立即和热气流接触,使雾滴中的水分在很短时间内蒸发,从而得到干燥份面膜的方法。

湿球温度:用湿球温度计所测出的空气温度。

抗菌陶瓷:是将抗菌剂加入到陶瓷釉料中,经施釉和烧成后,在陶瓷釉层中均匀分布,长期存在,具有良好持久的抗菌性。

卫生陶瓷:粘土和一些其他矿物加上适当的水,混合球磨,注浆成型后,经干燥成干坯,然后再经施釉,干燥,烧成等处理后吸水率不超过总重的0.5%的瓷器。

可塑性:当粘土和适量的水混练后形成的泥团,此泥团在外力作用下,产生变形但不开裂,当外力去掉后仍能保持其形状不变,粘土的这种性质称为可塑性。

釉的熔融温度范围:是指釉的全熔温度和釉的流动温度之间的范围。

相对湿度:在一定总压下,湿空气中水蒸气分压Pi与同温度下饱和蒸气压Ps之比。

露点:在总压及湿含量不变的情况下,将不饱和空气冷却到饱和状态即有水珠滴出这时的温度称为该空气的露点。

湿球温度:当由空气传入湿纱布的传热速率恰好等于从纱布表面汽化水分所需的传热速率时,湿纱布中水温保持稳定,此时达到平衡状态,此时的温度就成为该空气的湿球温度。

1.常见的熔剂原料有哪些?钾长石和钠长石:混合使用能调整粘度和熔融速度钠长石可以提高瓷质砖的瓷化程度,降低吸水率。

珍珠岩:有助于提高熔体迁移率和流动度,降低软化加快烧结,以促进高岭石莫来石化。

伟晶岩:一种良好的熔剂原料,可以降低瓷质砖的烧成温度。

霞石正长岩:高温烧成时不易变形,且稳定性和机械强度都好。

滑石:优良的矿化剂,可以降低烧成温度,在较低的温度下形成液相,加速莫来石晶体的形成,同时扩大烧成温度范围,提高瓷质砖的温度范围,提高瓷质砖的白度,机械强度和热稳定性。

2.什么是坯体的热塑性变形,引起变形的因素?在坯体受热内部收缩产生内应力造成形变。

(1)坯体含水率的大小2.加入脊料的多少3.加入溶剂的影响4.坯体尺寸的大小3.喷雾干燥的主要步骤及影响因素?答.喷雾干燥主要分为:①泥浆雾化成雾滴②雾滴与空气接触(混合流动)③雾滴干燥(水分蒸发)④干燥产品与空气分离。

陶瓷工艺原理复习题答案版

陶瓷工艺原理复习题答案版

陶瓷⼯艺原理复习题答案版1.粘⼟在陶瓷制备中的作⽤是什么?①在常温下可提⾼坯料的可塑性和结合性,⾼温下仍留在坯体中起结合作⽤;②坯体是Al2O3成分的主要提供者,烧成中形成⼀次莫来⽯和⼆次莫来⽯;③粘⼟使注浆泥料与釉料具有悬浮性和稳定性;④粘⼟原料亲⽔及⼲燥后多孔性与⼲燥强度,使坯、釉层具有良好吸釉、印花能⼒;⑤在⽣产中的不利因素:分解、收缩、杂质、有机物多、纯度低、定向排列。

2.⽯英在陶瓷制备中的作⽤是什么?①在烧成前是瘠性原料,对泥料的可塑性起调节作⽤,降低坯体的⼲燥收缩,缩短⼲燥时间并防⽌坯体变形;②烧成时,⽯英部分熔解于液相中,增加熔体粘度,未熔解⽯英构成坯体的⾻架,防⽌坯体软化变形;③在瓷器中,合理的⽯英颗粒能⼤⼤提⾼坯体的强度,否则效果相反。

同时能改善瓷坯的透光度和⽩度;④在釉料中⽯英是⽣成玻璃质的主要成分,能提⾼釉的熔融温度和粘度,赋予釉⾼的⼒学强度、硬度、耐磨性和耐化学腐蚀性。

3.对⽯英进⾏预处理时,⼀般在1000℃左右预烧,然后快速冷却,其⽬的是什么?天然⽯英是低温型的β-⽯英,其硬度为7,难于粉碎。

故有些⼯⼚在粉碎前先将⽯英煅烧到900-1000 ℃以强化晶型转变,然后急冷,产⽣内应⼒,造成裂纹或碎裂,有利于对⽯英的粉碎。

此外通过煅烧可使着⾊氧化物显露出来。

便于拣选。

4.⼀次莫来⽯与⼆次莫来⽯的形貌⽣成机理有何不同?⼀次莫来⽯:鳞⽚状、短柱状。

固相反应,升温⾼⽕期。

⼆次莫来⽯:针状、交织成⽹状。

过饱和析晶,升温⾼⽕期。

5.可塑性;可塑性指数;可塑性指标可塑性:在超过屈服点的外⼒作⽤下,泥团发⽣塑性变形,但并不破裂,除去外⼒后,仍保持变形后形状的性质。

也可以说是可被塑造成为多种形状的性质。

?可塑性指数:表⽰粘⼟(坯泥)能形成可塑泥团的⽔分变化范围,从数值上是液限含⽔率减去塑限含⽔率。

可塑性指标:是指在⼯作⽔分下,粘⼟(或坯料)受外⼒作⽤最初出现裂纹时应⼒与应变的乘积。

6.试写出⾼岭⼟加热过程中的主要化学反应。

陶瓷工艺学复习重点

陶瓷工艺学复习重点

原料分类按原料工艺特征分为: 可塑性原料; 非可塑性原料(也称瘠性原料); 熔剂性原料。

粘土: 凡粒径多数小于2μm, 关键由粘土矿物组成土状岩石均称为粘土, 为细而分散含多个含水铝硅酸盐矿物混合体, 其关键化学组成为SiO2、Al2O3和结晶水。

母岩: 粘土是由富含长石等铝硅酸盐矿物岩石经过风化作用或热液蚀变作用而形成。

这类经风化或蚀变作用而生成粘土岩石统称为粘土母岩。

成因: 风化残积型; 热液蚀变型; 沉积型粘土矿床。

粘土分类: 1、按成因分类: 原生粘土、次生粘土2、按可塑性分类: 高可塑性粘土、低可塑性粘土粘土关键矿物类型: 高岭石类、蒙脱石类、伊利石类高岭石化学式: Al2O3•2SiO2•2H2O(地(迪)开石、珍珠陶土和多水高岭石)蒙脱石: Al2O3·4SiO2 ·nH2O、特征: 1)吸湿膨胀性: 吸水后体积可膨胀20-30倍; 2)离子交换性: 在水中呈悬浮和凝胶状, 含有良好阳离子交换特征。

问题: 描述粘土组成(1)矿物组成; (2)化学组成; (3)颗粒组成。

为何粘土中细颗粒愈多愈好?因为细颗粒比表面积大, 其表面能也大, 所以粘土中细颗粒愈多时, 则其可塑性愈强, 干燥收缩大, 干后强度高, 在烧成时也易于烧结, 烧后气孔率也小, 有利于成品力学强度、白度和半透明度提升。

可塑性概念: 可塑性是指粘土与适量水结合后所形成泥团, 在外力作用下产生变形但不开裂。

当外力去掉后仍保持其形状不变能力提升坯料可塑性方法: 1)将坯料原矿进行淘洗, 除去所夹杂非可塑性物料, 或进行长久风化。

2)将浸润了粘土或坯料长久陈腐。

3)将泥料进行真空处理, 并数次练泥。

4)掺用少许强可塑性粘土。

5)添加糊精、胶体SiO2 、羧甲基纤维素等胶体物质。

降低方法1)加入非可塑性粘土, 如石英、瘠性粘土、熟瓷粉等。

2)将部分粘土预先煅烧。

结合性: : 指粘土能粘结一定细度瘠性物料, 形成可塑泥团并有一定干燥强度性能。

  1. 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
  2. 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
  3. 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。

功能陶瓷材料总复习绪论什么是功能陶瓷?常见的功能陶瓷的分类、特性与用途。

1、定义:指具有电、磁、光、声、超导、化学、生物等特性,且具有相互转化功能的一类陶瓷。

2、分类:电容器陶瓷、压电、铁电陶瓷、敏感陶瓷、磁性陶瓷、导电、超导陶瓷、生物与抗菌陶瓷、发光与红外辐射陶瓷、多孔陶瓷。

3、特性:性能稳定性高、可靠性好、资源丰富、成本低、易于多功能转化和集成化等4用途:在自动控制、仪器仪表、电子、通讯、能源、交通、冶金、化工、精密机械、航空航天、国防等部门均发挥着重要作用。

举例:电容器陶瓷、谐振器元器件基材料、压电式动态力传感器、压电式振动加速度传感器。

介电陶瓷以感应的方式对外电场作出响应,即沿着电场方向产生电偶极矩或电偶极矩的改变,这类材料称为电介质各种极化机制以及频率范围。

极化机制:电子极化、离子极化、偶极子极化、空间电荷极化频率范围:松弛极化铁电体,晶体在某温度范围内具有自发极化Ps,且自发极化Ps的方向能随外电场而取向,称为铁电体。

材料的这种性质称为铁电性。

电畴:铁电体中自发极化方向一致的微小区域铁电体的特性:铁电体特性包括电滞回线Hysteresis loop、电畴Domains、居里点Tc及居里点附近的临界特性。

电滞回线: 铁电体的P 滞后于外电场E而变化的轨迹(如图居里点Tc:顺电相→铁电相的转变温度T>Tc 顺电相T<Tc铁电相居里点附近的临界特性:介电常数随温度的变化显示明显的非线性,室温介电常数一般为3000~5000,在居里温度处(120℃)发生突变,可达10000以上。

驰豫铁电体:复合钙钛矿(Complex Perovskite):晶胞中某一个或几个晶格位置被2种以上离子所占据。

弥散相变(Diffuse Phase Transition DPT):顺电——铁电为渐变:介电峰宽化,T>Tc 存在Ps和电滞回线。

频率色散(Frequency Dispersion)高介电常数,大的应变复合钙钛矿:晶胞中某一个或几个晶格位置被2种以上离子所占据介电陶瓷的改性机理。

1、居里区与相变扩张: 热起伏相变扩张、应力起伏相变扩张、成分起伏相变扩散、结构起伏相变扩张2、铁电陶瓷居里峰的展宽效应:展宽效应是指铁陶瓷的ε与温度关系中的峰值扩张的尽可能的宽旷,平坦,即不仅使居里峰压低,而且要使峰的肩部上举,从而使材料具有较小的温度系数α,又具有较大的ε值。

固溶缓冲型展宽效应和粒界缓冲型展宽效应。

3、铁电陶瓷居里峰移动效应:铁电体居里点及其他转折点,随着组成成分的变化,作有规律地移动现象。

移动效应仅仅指Tc及其它转变点位置移动,而ε-T曲线形状不变。

对BaTiO3来说,主要指Tc的移动(居里峰的移动)。

4、铁电陶瓷重叠效应:重叠效应表象上是转变点的重合,ε峰值的重叠,而本质上是结构上的相互重叠。

半导体介质:按其结构、工艺可分为三类:表面阻挡层型,表面还原再氧化和电价补偿型晶界层型反铁电体:反铁电体是这样一些晶体,晶体结构与同型铁电体相近,但相邻离子沿反平行方向产生自发极化,净自发极化强度为零,不存在类似于铁电中的电滞回线。

MLCC:多层片式陶瓷元器件,MLCC的主要趋势是发展微型化、大容量的以贱金属镍为内电极的BME、MLCC, 介质层。

微波介质陶瓷定义:是指应用于微波频段(主要是UHF、SHF频段)电路中作为介质材料并完成一种或多种功能的陶瓷主要性能要求:1、高的介电常数,以利于器件的小型化、2、高的品质因子,保证优良的选频特性、3、尽可能低小的谐振频率温度系数,以确保搞定频率稳定性。

微波介质陶瓷大致可以分为以下三大类:低介电常数类、中介电常数类、高介电常数类1、低介电常数类微波介质陶瓷的介电常数为25~30,Q=(1~3)×104 (在f≥10GHz下),τƒ=0。

主要应用于厘米、毫米波段使用的卫星通讯以及军事应用等通讯系统。

如钡基复合钙钛矿陶瓷Ba(B'1/3B"2/3)O32、中等介电常数类是指其介电常数介于30-70之间的微波介质陶瓷,主要应用于4GHz~8GHz 频率范围内的卫星通信及移动通讯基站。

这类材料主要有BaTi4O9、3、高介电常数类指其介电常数大于80的微波介质陶瓷,主要用于工作在f<2GHz的低频波段的民用移动通讯系统中作为介质谐振器件。

这类材料主要包括简称为BLT的BaO-Ln2O3-nTiO2 系列、CaO-Li2O-Ln2O3-TiO2系列和铅基钙钛矿系列。

压电陶瓷:压电陶瓷是指经直流高压极化后,具有压电效应的铁电陶瓷材料压电效应:当给晶体施加应力则电荷发生位移,如果电荷分布不在保持对称就会出现净极化,并将伴随产生一个电场,这个电场就表现为压电效应。

正压电效应:晶体受到机械力的作用时,表面产生束缚电荷,其电荷密度大小与施加外力大小成线性关系,这种由机械效应转换成电效应的过程称为正压电效应。

力→形变→电压逆压电效应:晶体在受到外电场激励下产生形变,且二者之间呈线性关系,这种由电效应转换成机械效应的过程称为逆压电效应。

电压→形变极化工艺是指在压电陶瓷上加一个强直流电场,使陶瓷中的电畴沿电场方向取向排列。

只有经过极化工艺处理的陶瓷,才能够显示压电效应压电陶瓷材料应用:振子方面、换能器方面准同型相界:四方铁电相与三方铁电相的交界,并不是一个明确的成分分界线,而是具有一定的成分范围,在此区域内,陶瓷体内三方相和四方相共存掺杂改性:为了满足不同的使用目的,我们需要具有各种性能的PZT压电陶瓷,为此我们可以添加不同的离子来取代A位的Pb2+离子或B位的Zr4+,Ti4+离子,从而改进材料的性能。

等价取代:等价取代是指用Ca2+、Sr2+、Mg2+ 等半径较Pb2+ 离子小的二价离子取代Pb2+ 离子,结果使PZT陶瓷的介电常数ε增大↑,机电耦合系数KP增大↑,压电常数d增大↑,从而提高PZT瓷的压电性能。

异价取代软性取代改性:所谓“软性取代改性”是指加入这些添加物后能使矫顽场强EC 减小↓,极化容易,因而在电场或应力作用下,材料性质变“软”。

经软性取代改性后的PZT瓷性能有如下变化:矫顽场强EC 减小↓,机械品质因数Qm减小↓;介电常数ε增加↑,介电损耗tanδ增加↑,机电耦合系数KP增加↑, 抗老化性增加,绝缘电阻率ρ增加↑。

硬性取代改性:所谓“硬性取代改性”是指加入这些添加物后能使矫顽场强EC 增加↑,极化变难,因而在电场或应力作用下,材料性质变“硬”。

经硬性取代改性后的PZT瓷性能有如下变化:矫顽场强EC增加↑,机械品质因数Qm增加↑;介电常数ε减小↓,介电损耗tanδ减小↓,机电耦合系数KP减小↓, 抗老化性降低,绝缘电阻率ρ减小↓其它取代改性:非软非硬添加剂如Ce4+、Cr3+和Si4+等,兼具软性和硬性的特征。

无铅压电陶瓷材料体系迄今为止,可被考虑的无铅压电陶瓷体系有:BaTiO3基无铅压电陶瓷;Bi1/2Na1/2TiO3(BNT)基无铅压电陶瓷;铌酸盐NaNbO3系无铅压电陶瓷;铋层状结构压电陶瓷;钨青铜结构无铅压电陶瓷。

具体为:敏感陶瓷:敏感陶瓷是根据某些陶瓷的电阻率、电动势等物理量对热、湿、光、电压及某种气体、某种离子的变化特别敏感的特性而制得的敏感陶瓷分类:1、物理敏感陶瓷:光敏陶瓷、热敏陶瓷、磁敏陶瓷、声敏陶瓷、压敏陶瓷、力敏陶瓷2、化学敏感陶瓷氧敏陶瓷湿敏陶瓷生物敏感陶瓷也在积极开发之中,也获得了不少骄人的成绩。

敏感陶瓷的结构与性能:陶瓷是由晶粒、晶界、气孔组成的多相系统,通过人为的掺杂,可以造成晶粒表面的组分偏离,在晶粒表层产生固溶、偏析及晶格缺陷等。

另外,在晶界处也会产生异质相的析出、杂质的聚集、晶格缺陷及晶格各向异性等。

这些晶粒边界层的组成、结构变化,显著改变了晶界的电性能,从而导致整个陶瓷电学性能的显著变化。

***热敏陶瓷:热敏陶瓷是一类电阻率、磁性、介电性等性质随温度发生明显变化的材料,主要用于制造温度传感器、线路温度补偿及稳频的元件--热敏电阻(thermistor)。

PTC热敏电阻的温度曲线半导化:由于在常温下是绝缘体,要使它们变成半导体,需要一个半导化。

所谓半导化,是指在禁带中形成附加能级:施主能级或受主能级。

在室温下,就可以受到热激发产生导电载流子,从而形成半导体。

PTC电阻温度特性及电压-电流特性与电流-时间特性电流-时间特性是指PTC热敏电阻在施加电压的过程中,电流随时间变化的特性。

开始加电瞬间的电流称为起始电流,达到热平衡时的电流称为残余电流PTC的应用:柜机空调用PTC器件、分体挂机空调PTC器件、暖风机用PTC器件PTC效应机理:PTC热敏电阻器有两大系列:一类是采用BaTiO3为基材料制作的;另一类是以氧化钒为基的材料。

1、BaTiO3系PTC热敏电阻陶瓷(1)BaTiO3陶瓷产生PTC效应的条件当BaTiO3陶瓷材料中的晶粒充分半导化,而晶界具有适当绝缘性时,才具有PTC效应。

PTC效应完全是由其晶粒和晶界的电性能决定,没有晶界的单晶不具有PTC效应NTC:是Negative Temperature coefficient (负温度系数)的缩写,是以尖晶石结构为主的半导体功能陶瓷,具有电阻值随着温度升高而减小的特性.导电机理:(1)化学计量比偏离采用氧化或还原气氛烧结,分别产生p型和n型半导体,形成电子或空穴导电。

(2)掺杂在主成分中引入少量与主成分金属离子种类不同、电价不等的金属离子,产生不等价置换,从而产生产生p型和n型半导体,实现电子或空穴导电。

跳跃导电模型理论可以解释大部分关于尖晶石结构的NTC热敏电阻材料的性质和现象。

NTC热敏电阻的电压电流特性NTC热敏电阻的应用1)温度补偿:用于石英振荡器(2~3个NTC)2)抑制浪涌电流:用于控制开关电源、电机、变压器等在接通瞬时产生的大电流。

3)温度检测:用于热水器、空调、厨房设备、办公用品、汽车电控等。

气敏陶瓷:是一种对气体敏感的陶瓷材料,陶瓷气敏元件(或称陶瓷气敏传感器)由于其具有灵敏度高、性能稳定、结构简单、体积小、价格低廉、使用方便等优点,得到迅速发展。

分类:气敏陶瓷大致可分为半导体式、固体电解质式及接触燃烧式三种气敏陶瓷的性能:半导体表面吸附气体分子时,半导体的电导率将随半导体类型和气体分子种类的不同而变化。

***压敏陶瓷压敏陶瓷是指电阻值随着外加电压变化有一显著的非线性变化的半导体陶瓷压敏陶瓷的基本特性压敏电阻陶瓷具有非线性伏-- 安特性,对电压变化非常敏感。

在某一临界电压以下,压敏电阻陶瓷电阻值非常高,几乎没有电流;但当超过这一临界电压时,电阻将急剧变化,并且有电流通过。

随着电压的少许增加,电流会很快增大。

压敏电阻陶瓷的这种电流-电压特性曲线如图所示。

1.齐钠二极管;2.SiC压敏电阻;3.ZnO压敏电阻;4.线性电阻;5.ZnO压敏电阻压敏机理:晶界高阻态,晶粒导电。

相关文档
最新文档