功能陶瓷复习
陶瓷工艺学复习资料
陶 瓷 工 艺 学
三 长石在陶瓷生产中的作用
坯料中碱金属氧化物的主要来源，降低陶瓷坯体组分的熔化 温度，利于成瓷和降低烧成温度。 减少气孔率，增大致密度，提高瓷体的机械强度和化学稳定 性。 提高陶瓷制品的透光度。 作为瘠性原料，提高坯体疏水性，提高干燥速度，减少坯体 的干燥收缩和变形。 在釉料中做熔剂，形成玻璃相。
陶 瓷 工 艺 学
注意！
长石在坯料和釉料中做为主要成分，起熔剂的作用。 希望坯料长石有较低的熔化温度，较宽的熔化温度范围。 要求釉料具有较高的始熔温度，较宽的熔融温度范围。
陶 瓷 工 艺 学
二 陶瓷工业对长石质量要求
高温粘度和高温粘度系数要求
一般要求高温粘度大，高温粘度系数小。
良好的可塑性
满足成型和半成品的干燥强度
细度 含水量适当
空气含量
干燥强度高 收缩率小
2、注浆坯料的品质要求
流动性好。 悬浮性好。 触变性恰当。 滤过性好。 泥浆含水量少。 脱模性好。
3、压制粉料的品质要求 流动性好 堆积密度大 含水率及水分均匀性
可塑性限度（塑限）W1：粘土或（坯料）由粉末状态 进入塑性状态时的含水量。 液性限度（液限）W2：粘土或（坯料）由塑性状态进 入流动状态时的含水量。
陶 瓷 工 艺 学
可塑性——可塑性指标
可塑性指标：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。 根据粘上可塑指数或可塑指标大小可将其分为以下几类：
陶 瓷 工 艺 学
6 收缩
基本概念：干燥收缩 、烧成收缩和总收缩 影响因素：组成，含水量，阳离子交换能力，细度等。 表示方法：线收缩率ＳＬ与体积收缩率SV。
功能陶瓷复习题.doc
《功能陶瓷》复习题1.电容器陶瓷与电绝缘陶瓷在性能要求上有何不同？2.简述莫来石、刚玉一莫来石电绝缘陶瓷配方中粘土、丄业氧化铝、氧化钙、氧化镁、猾石、白云石和碳酸钡的作用。
3.简述滑石瓷生产屮滑石预烧的g的。
4.电容器陶瓷有哪几类？举出典型材料。
5.温度补偿电容器陶瓷与温度稳定电容器陶瓷的性能特点有何不同？6.微波介质陶瓷具奋什么性能特点？列出以上典型的陶瓷材料体系，说明其应川背景。
微波介质陶瓷的低温烧结工艺柯哪些方法？柯何意义？7.说明金红石电容器陶瓷的配方中各组成的作用及在生产中应该注意的问题。
8.什么是介电常数的温度系数a，？为什么在高频稳定屯容器陶瓷钛酸镁瓷和锡酸钙中加入钛酸钙可以调节a t?有什么实际意义？9.为什么PZT压电陶瓷中PbZrOs含量在53%mol时(Zr/Ti=53/47)时,压电性能最好? 三元系压电陶瓷PMN-PT-PZ的组成如何？相对于二元系压电陶瓷，有何特点？10.什么是PZT陶瓷?软性添加物和硬性添加物对材料的性能和烧结工艺有哪些影响?11.什么是热释电陶瓷?热释电系数P的物理意义是什么?具有压电性的晶体-定有热释电性吗？为什么？吊出你所知道的热释电陶瓷材料。
12.什么是PTC陶瓷？简述BaTiCb陶瓷产牛PTC效应的条件和半导化途径。
说明移峰剂对PTC陶瓷的店里温度的影响。
其烧成工艺有何要求？13.简要说明Co-MnO-O2MNTC热敏电阻陶瓷的导电机理。
在NTC陶瓷生产中为什么要进行敏化处理和老练处理？14.列出典型的四种气敏陶瓷材料，说明它们各有何特点？15.ZnO系气敏陶瓷元件主耍特点是什么？如何实现其对气体的选择性？。
16.简要说明Y -Fe2O3的气敏机理。
17.常见的湿敏陶瓷有哪些?宥何特点？18.简述Si-Na20-V205系和Zn0-Li20-V205系湿敏陶瓷各组分的作用和感湿机理。
19.什么是压敏陶瓷？简要说明ZnO压敏陶瓷的压敏机理。
20.什么是导电陶瓷？简述常见材料及其应川。
功能陶瓷复习题解答
1、举出3种以上的典型的超导陶瓷(氧化物超导体)，定义及其应用。
LaBaCuo、SrBaCuo、NbBaCuo；2、说明Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ电容器陶瓷的典型材料、性能特点和用途。
I类陶瓷主要用于高频电路中使用的陶瓷电容器。
性能特点a:一般具有负温度系数，有时为正温度系数；b:介电常数较高为飞铁电电容陶瓷；c:温度系数值稳定且高频下及高温时具有低的介质损耗。
典型材料：MgTiO3瓷。
II类陶瓷主要用于制造低频电路中使用的陶瓷电容器。
性能特点：a:介电常数值高（4000-8000）b:温度稳定性好；c:居里点在工作温度范围内且能方便的调整。
典型材料：BaTiO3系、反铁电系。
III类陶瓷介质的半导体主要用于制造汽车、电子计算机等电路中要求体积非常小的电容器，性能特点a:介电常数非常大7000-几十万以上b:主要用于低频下典型材料：半导化BaTiO33、何为铁电陶瓷? BaTiO3铁电陶瓷老化的含义是什么？是一类在某一温度范围内具有自发极化且极化强度随电场反向而反向，具有与铁磁回线相仿的电滞回线的陶瓷材料老化意义：铁电陶瓷烧成后其介电常数和介电损耗随时间的推移而逐渐减少4、BaTiO3陶瓷有哪几种晶型相变？画出BaTiO3陶瓷的介电常数-温度特性曲线示意图。
立方相、四方相、斜方相和三方相；5、何谓移峰效应和压峰效应？改性加入物可以有效的移动居里温度，即移动介电常数的居里峰，但对介电常数的陡度一般不呈现明显的压抑作用，这时所引起的效应为移峰效应；有的改性加入物可使介电常数的居里峰受到压抑并展宽所引起的效应为压峰效应。
6、为什么BaTiO3陶瓷最适合做低频电容器介质？由于频率f升高，ε降低，Tanδ升高性能恶化，所以要在低频下使用由于新畴的成核与生长需要一定的时间内，所以ε和f有关。
损耗产生的原因是：1、电畴运动：畴壁运动是克服杂质、气孔、晶界的摩擦阻力；2、自发极化反转时。
伴随着集合形变的换向，必须克服晶胞间与晶粒间应力作用的反复过程。
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。
陶瓷工艺学复习资料
陶瓷的概念是指所有以黏土为主要原料与其他天然矿物原料经过适当的配比、粉碎、成型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；其广义的陶瓷概念是用陶瓷生产方法制造的无机非金属固体材料和制品的通称。
三个重大突破即是原料的选择和精制、炉窑的改进和烧成温度的提高、釉的发现和使用。
三个阶段即是陶器、原始瓷器（过渡阶段）、瓷器。
三个重大飞跃：商、周时代的釉陶；作出了比较美观的釉面；瓷器由半透明釉发展到半透明胎。
宋代的五大名窑：官、哥、定、钧、汝。
颗粒组成是指黏土中含有不同大小颗粒的质量分数。
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，其矿物组成是基本因素。
塑限含水量：当黏土中加入的水量不多时，黏土还难以形成可塑状态，很容易散碎，只有水量加入到一定程度，黏土才形成具有可塑状态的泥团，这时黏土的停停含水量称为塑限含水量。
液限含水量：若继续在泥团中加入水分，泥团的可塑性会逐渐增高，直到泥团能自动流动变形，这时的含水量称为液限含水量。
但在生产中适合成型的泥团，其含水量一般都在塑限含水量和液限含水量之间，此时泥团的含水量称为工作泥团的可塑水量，这是陶瓷生产中塑性成型的一个重要参数。
触变性：泥料放置一段时间后，在维持原有水分的情况下也会出现变稠和固化现象。
黏土泥料干燥时，因包围在黏土颗粒间的水分蒸发，颗粒相互靠拢收起体积收缩，称为干燥收缩。
黏土泥料在煅烧时，由于发生一系列的物理化学变化（脱水作用、分解作用、莫来石的生成、易熔杂质的熔化，以及这些熔化物充满质点间空隙等），因而黏土再度收缩，称为烧成收缩。
这两种收缩构成黏土泥料的总收缩。
烧结温度：烧结范围：北方黏土往往在化学组成上含Al2O3、TiO2和有机物较多，含游离石英和铁质较少，因而可塑性好，吸附力强，耐火度较高，不需淘洗即可使用，生坯较高，可以内外同时上釉，由于铁质少，可用氧化焰烧成。
南方的高岭地和瓷土等含游离石英和铁质较多，含TiO2和有机物较少，因而可塑性较差，耐火度较低往往需先淘洗而后使用，生坯强度也较差，需要分内外两次上釉，由于铁质多，常用还原焰烧成。
陶瓷烧成工复习题
《陶瓷烧成工》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。
陶瓷复习资料
陶瓷工艺学复习资料一．名词解释：1.可塑性：可塑性是指粘土与适量的水结合后所形成的泥团，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的能力。
2.触变形：粘土泥浆或可塑泥团受到振动或搅拌时，粘度会降低而流动性增加，静置后逐渐恢复原状。
此外，泥料放置一段时间后，在维持原有水分的情况下也会出现变稠和固化现象，这种性质统称为触变性。
3.烧结温度：到达初始烧结温度后随着温度的继续升高，粘土的气孔率不断降低，收缩不断增大，当其密度达到最大状态时（一般以吸水率等于或小于5%为标志），称为完全烧结，相应于此时的温度叫烧结温度（T2）。
4.烧结温度范围：通常把烧结温度到软化温度之间粘土试样处于相对稳定阶段的温度范围称为烧结范围（ T2 ~T3）。
5.标准化：将开采的陶瓷原料用科学的方法按化学组成、颗粒组成分成若干个等级，使每个等级的原料其化学组成、颗粒组成在一个规定的范围内波动，这就是原料的标准化、系列化。
6.酸度系数：指组分中的酸性氧化物与碱性氧化物的摩尔比，一般以C.A表示。
7.生料釉：将全部原料直接加水，制备成釉浆。
8.熔块釉：将原料中部分可溶于水的原料及铅化合物，先经1200~1300℃的高温熔化，然后投入冷水中急冷，制成熔块，再与其余生料混合研磨而成釉浆。
9.造粒：在细粉料中添加粘结剂，做成流动性好的颗粒，且该类颗粒是由几种大小不同的球状颗粒（团粒）组成的。
10.可塑成型：利用模具或刀具等工艺装备运动所造成的压力、剪力或挤压力等外力，对具有可塑性的坯料进行加工，迫使坯料在外力作用下发生可塑变形而制作坯体的成型方法。
11.干压成型：将干粉坯料在钢模中压成致密坯体的一种成型方法。
12.等静压成型：对密封于塑性模具中的粉料各向同时施压的一种成型工艺技术。
13.热转导：物体各部分无相对位移，仅依靠物质分子、原子及自由电子等微观粒子热运动而使热量从高温部分向低温部分传递的现象。
14.湿传导：物料表面的水蒸气向干燥介质中移动的气相传质（外扩散过程）；内部水向表面扩散的内部传质（内扩散过程）。
陶瓷工艺学考前复习题2016.06-没有答案
陶瓷工艺学考前复习题2016.06-没有答案一、是非题：1.陶瓷工艺学是一门研究陶瓷生产的应用科学，内容包括由陶瓷原料、坯料、釉料、成型到烧成及装饰陶瓷制品的整个工艺过程及其有关的基本理论。
（√）2.采用二次烧成的素坯强度高，便于搬运和存放，利于检选，提高了成品率。
（√）3.结晶釉是由于结晶组分在釉中的溶解度已经处于饱和状态，于冷却阶段从液相中析出而形成。
（√）4.中国古陶瓷的发展脉络是：陶器→印纹硬陶→原始瓷→瓷器。
（√）5.瓷石不是单一的矿物岩石，而是多种矿物的集合体。
（√）6.可塑泥料的屈服值与含水量无关（×）7.坯釉热膨胀系数不匹配会产生很多诸如开裂、冷裂、破片等缺陷。
（√）8.母岩风化后残留在原生地的粘土称为二次粘土。
（×）9.长石的助熔作用是由于本身的低温熔融而引起的。
（√）10.为了提高生产效率，可对石膏模具进行加热干燥。
（×）11.长石是陶瓷生产中最常用的熔剂性原料。
（√）12.注浆前的扣模、擦模操作要注意模型对口面必须清扫干净注意保护好模型的棱角，防止磨损。
（√）13.翻模时，在实物上涂上肥皂水是为了能够易于脱模。
（√）14.在使用粉料进行压制成型时，造粒工序是为了使颗粒在模具中填充更加均匀。
（√）15.一次烧成能有效避免釉面出现针孔、釉泡等现象的产生。
（×）16.目前陶瓷可大致分为传统陶瓷、结构陶瓷和功能陶瓷三类我们艺术生主要创作的是传统陶瓷。
（√）17.釉是指附着在陶瓷坯体表面的一种玻璃或玻璃与晶体的连续粘着层。
（√）18.干燥的目的是排除坯体内残余的结构水。
（×）19.粘土原料之一的膨润土主要成分是蒙脱石，且蒙脱石具有吸水特性。
因吸水后体积膨胀，有时大到20～30倍，故名膨润土。
（√）20.可塑泥料的屈服值与其含水量有关。
（√）21.传统陶瓷是指凡以粘土为主要原料与其他天然矿物原料经过配料混料成型烧成等过程获得的制（√）22.生坯上釉的烧成称为二次烧成。
功能陶瓷复习题解答
1、举出3种以上的典型的超导陶瓷氧化物超导体,定义及其应用;LaBaCuo、SrBaCuo、NbBaCuo；2、说明Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ电容器陶瓷的典型材料、性能特点和用途;I类陶瓷主要用于高频电路中使用的陶瓷电容器;性能特点a:一般具有负温度系数,有时为正温度系数；b:介电常数较高为飞铁电电容陶瓷；c:温度系数值稳定且高频下及高温时具有低的介质损耗;典型材料：MgTiO3瓷;II类陶瓷主要用于制造低频电路中使用的陶瓷电容器;性能特点：a:介电常数值高4000-8000b:温度稳定性好；c:居里点在工作温度范围内且能方便的调整;典型材料：BaTiO3系、反铁电系; III类陶瓷介质的半导体主要用于制造汽车、电子计算机等电路中要求体积非常小的电容器,性能特点a:介电常数非常大7000-几十万以上b:主要用于低频下典型材料：半导化BaTiO33、何为铁电陶瓷 BaTiO3铁电陶瓷老化的含义是什么是一类在某一温度范围内具有自发极化且极化强度随电场反向而反向,具有与铁磁回线相仿的电滞回线的陶瓷材料老化意义：铁电陶瓷烧成后其介电常数和介电损耗随时间的推移而逐渐减少4、BaTiO3陶瓷有哪几种晶型相变画出BaTiO3陶瓷的介电常数-温度特性曲线示意图;立方相、四方相、斜方相和三方相；5、何谓移峰效应和压峰效应改性加入物可以有效的移动居里温度,即移动介电常数的居里峰,但对介电常数的陡度一般不呈现明显的压抑作用,这时所引起的效应为移峰效应；有的改性加入物可使介电常数的居里峰受到压抑并展宽所引起的效应为压峰效应;6、为什么BaTiO3陶瓷最适合做低频电容器介质由于频率f升高,ε降低,Tanδ升高性能恶化,所以要在低频下使用由于新畴的成核与生长需要一定的时间内,所以ε和f有关;损耗产生的原因是：1、电畴运动：畴壁运动是克服杂质、气孔、晶界的摩擦阻力；2、自发极化反转时;伴随着集合形变的换向,必须克服晶胞间与晶粒间应力作用的反复过程;都要消耗电场能,并以热的形式相空间散逸;反转愈剧烈,次数愈频繁,则Tanδ愈大;7、BaTiO3,PbTiO3,SrTiO3为什么具有铁电性它们为什么具有不同的居里温度其居里点分别是多少BaTiO3,PbTiO3,SrTiO3具有铁电性的原因：这三种化合物都属于钙钛矿结构;由A与O离子共同作立方密堆积,B离子处于O八面体中心,所有BO6八面体共顶点联结,当温度低于Tc时,B离子偏离八面体中心而产生离子位移极化,从而使B－O线上的O2－离子产生电子位移极化,互相耦合,使内电场Ei↑→BO6八面体沿B－O线方向伸长,另外两方向收缩,带动相邻BO6八面体在相同方向极化→电畴;2Tc是自发极化稳定程度的量度;Tc反映了B4＋偏离氧八面体中心后的稳定程度高低,B－O间互作用能较大,需要较大的热运动能才能使B离子恢复到对称平衡位置,从而摧毁晶体的铁电性铁电相→顺电相,因此Tc高;反之亦然;3120、490、—250;8、对BaTiO3电容器的要求如何在使用温度范围内,具有尽可能高的介电常数,尽可能低的介电常数变化率或容量变化率,尽可能高的Ej,尽可能低的tgδ ,介电常数随交直流电场的变化尽可能小和尽可能小的老化率;9、BaTiO3陶瓷为什么要在采用氧化气氛下烧结保持氧化气氛防止由于还原气氛使部分Ti4+转化为Ti3+产生氧空位从而导致BaTio3陶瓷介质的电性能恶化,损耗显着增加10、简述BaTiO3陶瓷产生半导化途径和机理;1原子价控制法施主掺杂法,用离于半径与Ba2+相近的La3+、Y3+、Sb3+等三价离子置换Ba2+离子;用离于半径与Ti 4+相近的Nb5+ 、Ta5+等五价离子置换Ti 4+离子.在室温下,上述离子电离而成为施主,向BaTiO3提供导带电子使部分Ti4++e→Ti3+,从而ρV下降102Ωcm,成为半导瓷;2强制还原法,BaTiO3陶瓷在真空、惰性气氛或还原气氛中烧成时,将生成氧空位而使部分Ti4+→Ti3+,可制得ρv为102~106Ω·cm 的半导体陶瓷;3AST法,当材料中含有Fe、K等受主杂质时,不利于晶粒半导化;加入SiO2或AST玻璃Al2O3·SiO2·TiO2可以使上述有害半导的杂质从晶粒进入晶界,富集于晶界,从而有利于陶瓷的半导化;4对于工业纯原料,原子价控制法的不足,对于工业纯原料,由于含杂量较高,特别是含有Fe3+、Mn3+或Mn2+、Cu+、Cr3+、Mg2+、Al3+K+、Na+等离子, 它们往往在烧结过程中取代BaTiO3中的Ti4+离子而成为受主,防碍BaTiO3的半导化;11、高频电容器陶瓷产生高介电系数的原因;金红石型和钙钛矿型结构的陶瓷具有特殊的结构,离子位移极化后,产生强大的局部内电场,并进一步产生强烈的离子位移极化和电子位移极化,使得作用在离子上的内电场得到显着加强,故ε大; 钛酸锶铋也是利用SrTiO3钙钛矿型结构的内电场,而加入钛酸铋等,使之产生锶离子空位,产生离子松弛极化,从而使ε增大;12、说明金红石电容器陶瓷在生产和使用中应该注意的问题;1、防止sio2杂质的引入2、由于Tio2可塑性差,坯料还需要适当的陈腐时间,是氧化钛水解提高了可塑性3、严格控制烧结温度4、严格控制气氛保证氧化气氛烧结因为tio2高温下发生分解,Nb5+/Sb5+存在会是Tio2还原5、Tio2陶瓷电容器使用银电极且长期在高温和直流电场下工作时会发生电化学反应使Ti4+被还原为Ti3+直流老化是金红石陶瓷性能恶化;13、什么是介电常数的温度系数αε说明高频电容器陶瓷介电系数的温度系数不同的原因;何谓温度补偿电容器陶瓷和温度稳定电容器陶瓷,有何应用为什么在高频稳定电容器陶瓷钛酸镁瓷加入钛酸钙可以调节αε有什么实际意义1介电常数温度系数：在一定温度范围内,温度每升高一摄氏度时介电常数的相对平均变化率;2实际意义：正钛酸镁和偏钛酸镁都有小的正αε,其与负的αε,晶相钛酸钙适当配比,制的具有系列αε,的瓷料14、微波介质陶瓷的性能要求如何有何意义按其介电常数分类有哪些列出以上典型的陶瓷材料体系,说明其应用背景;微波介质陶瓷MWDC：是指应用于微波频段主要是UHF/SHF频段,300MHz—300GHz电路中作为介质材料并完成一种或多种功能的陶瓷;它在微波器中作介质谐振器;15、性能特点：高介电常数,高品质因数,近零的谐振频率温度系数;工作稳定,不产生漂移;16、介电常数分类：1高介电常数,低品质因数BaO-稀土-TiO2 1-3GHz2中介电常数,中品质因数BaO-TiO2系和Ba2Ti9020 3-10GHz3低品质因数,高品质因数;BZT>10GHz 应用背景：高介电常数f1-3GHz用于移动通信；中介电常数f3-10GHz用于卫星基站；低介电常数f>10GHz 用于卫星雷达;17、15、说明微波介质陶瓷的低温烧结工艺的方法和特点,其说明其意义;方法：1加助烧剂低软化点玻璃、低熔点氧化物陶瓷2湿化学方法制备超细粉纳米颗粒3采用燃烧温度本来就很低的燃料;意义：MLCC使多层陶瓷电容器,它用铅-钯做电极,成本高,是高温共烧,而为了降低成本,采用Ltcc,用纯银是低温共烧16、何谓MLCC说明其特点和应用;简述MLCC的制造工艺; MLCC独石电容器是印有内电极的陶瓷膜以一定方式重叠形成的生胚经共同烧结后形成一个整体的“独石结构”;特点：体积小、比容大、等效串联电阻小、无极性、固有电感小、抗湿性好、可靠性高等优点;可有效缩小电子信息终端产品尤其是便携式产品的体积和重量,提高产品可靠性,顺应了IT 产业小型化、轻量化、高性能、多功能的发展方向;应用：大量用于混合集成电路中作为贴装元件和其他对可靠性要求较高的小型化电子设备中;MLCC独石电容器生产工艺：17、简述含铋层状结构化合物系的MLCC的性能特点;18、分析添加PbTiO3和Bi2O3的PbMg1/3Nb2/3O3系陶瓷的组成和性能;19、什么是PZT陶瓷何谓PZT压电陶瓷准同型相界MPB PZT陶瓷：PbZrO3和PbTiO3的结构相同,Zr4+与Ti4+的半径相近,两者可形成无限固溶体,可表示为PbZrxTi1-xO3,简称PZT 瓷;PZT压电陶瓷准同型相界MPB：四方铁电相和三方铁电相的共存区域,其电畴的极化方向为两相极化方向之和;20、为什么PZT压电陶瓷中PbZrO3含量在53％mol时Zr/Ti=53/47时,压电性能最好三元系压电陶瓷PMN-PT-PZ的组成如何相对于二元系压电陶瓷,有何特点随着Zr含量的增加,铁电相变得越来越不稳定,当Zr含量超过一定限度是Ti大于53/47就发生了质变,出现了菱面结构;同样,随着Ti含量的增加,菱面结构显得越来越不稳定;在Zr/Ti小于53/47便出现四方结构;所以说在Zr/Ti=53/47时,PZT压电陶瓷的压电性能最好;三元系电陶瓷PMN-PT-PZ的组成为PbMg1/3Nb2/3瓷相比,其易烧结,铅挥发少,相界由PZT的点扩展为线,性能可有更大的选择余地;21、何谓软性添加物和硬性添加物它们对材料的性能和烧结工艺有哪些影响“软性”添加物是指加入这些添加物后能使矫顽场强EC↓,因而在电场或应力作用下,材料性质变“软”;“硬性”添加物是指加入这些添加物后能使陶瓷的介电常数,介电损耗,体积电阻率,弹性柔性系数和压电性能能降低;“软件”添加物对材料的性能和烧结工艺的影响：ε、s、tg δ、ρυ和Kp增大;Qm和Ec变小,电滞回线近于矩形;老化性能好;颜色浅,多为黄色;“硬性”添加物对材料的性能和烧结工艺的影响：使ε、tgδ、ρv、s和压电性能Kp↓；使Qm↑,Ec↑,极化和去极化作用困难且颜色较深;22、压电陶瓷制备工艺中为什么要人工极化对于铁电陶瓷来说,虽然各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∑P=0,因而不显压电效应,故必须经过人工预极化处理,使∑P≠0,才能对外显示压电效应;23、简述锂离子电池的结构;锂离子电池有哪些特性24、目前锂离子电池的正极材料有哪几类各有什么优缺点锂离子电池的正极材料可分为：层状结构材料LiCoO2,其特点为：合成方法比较简单；工作电压高,充放电电压平稳,循环性能好；实际容量较低,只有理论容量的一半；钴资源有限,价格昂贵；钴毒性较大,环境污染大; 层状结构材料LiNiO2,其特点为：相对于LiCoO2而言,镍的储量比钴大,价格便宜,而且环境污染小;缺点：制备困难；结构不稳定,易生成Li1-yNi1+yO2;使得部分Ni位于Li 层中,降低了Li离子的扩散效率和循环性能; 尖晶石结构材料LiMn2O4,其特点为：电化学性能好、成本低、资源丰富以及无毒性; 橄榄石型结构材料LiFePO4,其特点为：1优异的安全性能2优异的循环稳定性,8000次高倍率充放电循环,不存在安全问题;3适于大电流放电;温度越高材料的比容量越大;4成本低,环保;5较高的动力学和热力学稳定性;存在的主要问题1结构中没有连续直接的锂离子通道,使得离子迁移率低;2结构中没有连续的FeO6八面体网络,电子只能依靠Fe-O-Fe传导,导电率低25、什么是PTC陶瓷简述BaTiO3陶瓷产生PTC效应的条件和半导化途径; PTC陶瓷：是指陶瓷的电阻率随温度升高而增加的陶瓷;BaTiO3陶瓷产生PTC效应的条件：只有晶粒充分半导化,晶界具有适当绝缘性的BaTiO3系陶瓷才有显着的PTC效应;半导化途径：采用施主掺杂半导化,使晶粒充分半导化；采用氧化性气氛烧结,使晶界及其附近氧化,呈现适当的绝缘性;26、什么是压敏陶瓷简要说明 ZnO压敏陶瓷的压敏机理;压敏陶瓷是指电阻值与外加电压成显着的非直线性关系的陶瓷;压敏机理：半导化ZnO压敏陶瓷中德掺杂物氧化物使晶界有深能级陷阱,即表面态能级;27、SnO2气敏陶瓷为什么希望获得超细的粉料说出4种制备超细SnO2方法;因为SnO2粉料越细,其比表面就越大,对待测气体就越敏感;制备超细SnO2方法：用锡盐制SnO2；在空气中加热Sn,氧化而成SnO2；利用气态Sn和等离子氧反应制超细SnO2；利用SnCl4水解制SnO2;28、说明氧化锆导电陶瓷的导电机理;简述其氧气敏原理及应用;导电机理：氧浓差电池二价或者三价金属离子置换四价锆离子,产生氧空位,氧空位的产生是氧空位作为载流子形成电导;氧气敏基本原理：形成氧浓差,在氧气扩散的条件下氧空位作为载流子形成电导；应用：在工业中使用可燃气体作原料时常用它报警和实施控制,如ZrO2/TiO2,传感器可检测汽车发动机和发电厂锅炉排气中氧的浓度,以控制空气燃料比空燃比A/F等用途29、何谓SOFC画简图说明SOFC的结构,简述SOFC的工作原理;SOFC：固体氧化物燃料电池；SOFC的结构：主要有固体电解质、阳极和阴极组成;工作原理：当空气穿过阴极材料时,由于受到催化发应发生电化学反应：1/2O2+2e﹣→O2-所产生的阳离子电导的固体电解质材料传到阳极,在界面上发生电化学反应,从而产生电子,电子经阳极经外循环电路传输到阴极,从而产生电流;30、SOFC的结构对材料有何性能要求其常用材料有哪些有何性能特点性能要求：要求其具有非常高德阳离子电导率,而电子电导率应极小,要有开放式的结构,必须是致密的,具有高度的气密性;常用材料：电极材料、连接体材料和密封材料;性能特点：1电极材料：很好的电子电导率；多孔性；不与电解质材料反应,热膨胀系数要尽可能接近；阴极材料应具有一定的离子导电率,对O2具有良好的电化学活性;2连接体材料：具有很好的抗高温氧化性和良好的导电性及匹配的热膨胀系数；3高温无机密封材料：具备高温下密封性好、稳定性高以及与固体电解质和连接板材料热膨胀兼容性好等特点;31、软磁铁氧体有哪些特性常见材料有哪些体系硬磁铁氧体有哪些特性常见材料有哪些体系制备各向异性的硬磁铁氧体有什么意义如何制备软磁铁氧体的特性：品种最多,应用最广；在较弱的磁场作用下,很容易被磁化也容易被退磁；起始磁导率μ0高,相同电感量的线圈体积缩小；磁导率温度系数要小；矫顽力Hc要小；比损耗因素tgδ/ μ0要小,电阻率要高,减少损耗,适用于高频下使用;体系：尖晶石结构和平面型六角晶体结构磁铅石型的甚高频铁氧体;硬磁铁氧体的特性：被磁化后不易退磁,能长期保留磁性;残留磁感应强度Br较高~,矫顽力Hc高~；磁能积BHmax高6000~40000J/m3,高于高碳钢;材料体系：钡铁氧体、思铁氧体;32、铁氧体的晶体结构主要有哪些尖晶石、磁铅石、石榴石、钙钛矿型结构33、铁氧体粉料制备工艺有哪几种铁氧体单晶制备工艺有哪几种粉料：化学共沉淀法、氧化物球磨混合法、电解共沉淀法、盐类分解法、喷雾煅烧法；单晶：布里兹曼法熔盐法、提拉法、水热合成法、熔融法34、低介装置瓷对性能有何要求说明其典型材料和应用;要求：1绝缘电阻高室温,ρv＞1012Ω·cm 和高介电强度＞10kv／mm ;以减少漏导损耗和承受较高的电压;2 εr小＜9,可减少不必要的分布电容值,避免在线路中产生恶劣的影响;εr越小,tgδ也越小;低介装置瓷;3高频电场下的tgδ要小2~90×10-4 ,tgδ大会造成材料发热和附加的衰减现象;4较高的机械强度:ζbb=45~300MPa ；ζb=400~2000MPa5良好的化学稳定性;6特殊要求：高频装置瓷要求膨胀系数小,热导率高,抗热冲击;集成电路基片要求高导热系数,合适的膨胀系数、平整、高表面光洁度及易镀膜或表面金属化;典型材料：氧化物单元和多元和非氧化物氮化物为主;多晶和单晶人工合成云母、人造蓝宝石、尖晶石、BeO及石英矿物：块滑石、高铝瓷、钡长石、莫来石瓷、镁橄榄石瓷、堇青石瓷等;应用：电子陶瓷领域的结构陶瓷,用于电子技术、微电子技术和光电子技术中起绝缘、支撑、保护作用的陶瓷装置零件、陶瓷基片以及多层陶瓷封装等的瓷料;35、说明滑石瓷生产和使用中容易出现的问题和原因;问题：老化、开裂、烧结温区过窄；老化的原因：原顽辉石≡斜顽辉石→{密度↑体积↓}→内应力↑→微裂纹、白斑→老化；开裂的原因：内因层状结构各向异性收缩各向异性外因成型过程中的定向排列晶粒结构定向排列密度各向异性36、高导热晶体应具备哪些结构特点典型材料有哪些说明AlN瓷的性能特点和应用;结构特点：共价键很强;结构基元的种类较少单质晶体或二元化合物,原子量或平均原子量较低;非层状结构;高纯和足够致密的材料,同时晶粒应发育良好,并把结构缺陷降到最低限度.典型材料：金刚石昂贵、石墨电子电导、六方BN昂贵、SiC难烧结,需热压、BP对杂质敏感、BeO、AlN;性能特点：Al-N共价键强,平均原子量,热导率高；热膨胀系数与半导体Si接近具有高的绝缘电阻和抗电强度介电常数低,介质损耗小；机械强度高；适合于流延成型工艺；AlN陶瓷的毒性不如BeO瓷;应用：在集成电路、光发射二极管、激光二极管、激光器、电力电子模块、磁流体发电等领域获得广泛的应用37、陶瓷透明化的措施有哪些1采用活性高、细,烧结性好的高纯粉料,常用化学共沉法制备;2适当的添加物：晶界偏析,抑制晶界迁移,排除气孔；液相烧结,促进陶瓷致密化；3烧结温度、时间、气氛：气孔的消除；4减小光学各向异性：将居里温度降至室温38、传统氧化铝陶瓷基片的问题有哪些说明LTCC基片的优点和基本特性;说明LTCC的材料体系;问题氧化铝瓷烧结温度高,只能选择难熔金属Mo、W等作为电极,易导致下列问题：①需在还原气氛中烧结②Mo、W电阻率较高,布线电阻大,信号传输易造成失真,增大损耗,布线微细化受到限制③介电常数偏大约,增大信号延迟④热膨胀系数×10-6/℃与硅×10-6/℃不匹配;优点：不仅可以与Au、Ag、Cu等低电阻率金属同时烧结,且有利于将电阻、电容、电感等无源元件同时制作在基板内部,使产品小型、轻量化;基本特性：高电阻率低介电常数低介电损耗基片的热膨胀系数接近硅的热膨胀系数,减少热应力；高的热导率,防止多层基板过热；足够高的机械强度；化学性能稳定;LTCC的材料体系：结晶玻璃系、玻璃陶瓷复合系、氧化铝中添加物系、单相陶瓷系。
《陶瓷工艺学》复习题【改】
陶瓷工艺学试题库一。
名词术语解释1.陶瓷制品——以粘土类及其它天然矿物岩石为原料, 经加工烧制成得上釉或不上釉硅酸盐制品（如日用陶瓷、建筑卫生陶瓷、普通电瓷等）。
2.陶瓷显微结构--在显微镜下观察到得陶瓷组成相得种类、形状、大小、数量、分布、取向；各种杂种(包括添加物)与显微缺陷得存在形式、分布；晶界特征。
3.实验式—-表示物质成分中各种组分数量比得化学式。
陶瓷物料通常以各种氧化物得摩尔数表示。
4.一次粘土——母岩经风化、蚀变作用后形成得残留在原生地, 与母岩未经分离得粘土。
5.二次粘土——一次粘土从原生地经风化、水力搬运到远地沉积下来得粘土。
6.ɑ-半水石膏--石膏在水蒸气存在得条件下加压蒸煮而得到得晶体呈针状、结晶尺寸较大得半水石膏（ɑ-CaSＯ4·1／2H２O).7.β—半水石膏-—石膏在常压下炒制而得到得晶体为不规整碎屑、比表面积较大得半水石膏（β—CａSO４·1/２H2O)。
8.釉料—-经加工精制后,施在坯体表面而形成釉面用得物料。
9.粉碎——使固体物料在外力作用下,由大块分裂成小块直至细粉得操作。
10.练泥—-用真空练泥机或其她方法对可塑成型得坯料进行捏练, 使坯料中气体逸散、水分均匀、提高可塑性得工艺过程。
11.陈腐——将坯料在适宜温度与高湿度环境中存放一段时间,以改善其成型性能得工艺过程。
12.可塑成型——在外力作用下, 使可塑坯料发生塑性变形而制成坯体得方法。
13.刀压成型—-用型刀使放置在旋转得石膏模中得可塑坯料受到挤压、刮削与剪切得作用展开而形成坯体得方法。
14.注浆成型—-将泥浆注入多孔模型内,当注件达到所要求得厚度时, 排除多余得泥浆而形成空心注件得注浆法。
15.烧成——将坯体焙烧成陶瓷制品得工艺过程。
16.素烧——坯体施釉前进行得焙烧工艺过程。
17.二次烧成-—生坯先经素烧, 然后釉烧得烧成方法。
18.一次烧成-—施釉或不施釉得坯体,不经素烧直接烧成制品得方法。
陶瓷纵横复习题
09-复习题1、试简述陶瓷三大原料名称及其在陶瓷生产中的作用。
答：1.粘土：赋予泥坯可塑性，使注浆与原料有悬浮性稳定定性，在坯料中结合其它瘠性原料，使具有一定的干坯强度及最大堆集密度，是瓷坯中Al2O3的主要来源，也是烧成时生成莫来石晶体的主要来源。
2.长石：作熔剂使用，降低烧成温度，高温粘度大，可起高温热塑作用与胶结作用，防止高温变形。
液相填充坯体孔隙，减少气孔率，增大致密度，提高坯体机械强度，改善透光性及电学性能。
3.石英：呈尖角状，是生坯水分排出的通道；且能增加生坯渗水性，利于施釉；缩短干燥时间，减小收缩；高温时可溶于液相，提高液相粘度，而未溶石英则起骨架作用，减少变形。
2、试述青花瓷的主要特征。
3、试述一般陶瓷生产的主要工艺流程4、何谓一次粘土，二次粘土？并简述二者区别答：一次粘土：又称残留粘土或原生粘土，即母岩经风化崩碎后就地残留下来的粘土。
此类粘土质地较纯，耐火度较高，但颗粒较粗，可塑性较差。
二次粘土：又称沉积粘土或次生粘土，是由风化而成的一次粘土经雨水、河川的漂流及风力作用，而迁移在低洼的地方沉积形成的粘土层。
二次粘土颗粒细小，可塑性强，耐火度较低，常因混入呈色杂质而带各种颜色。
5、试述“陶”与“瓷”的区别？6、试述何谓粘土的触变性，及其产生原因。
答：触变性：粘土泥浆或可塑泥团受到振动或搅拌时，粘度会降低而流动性增加静置后能恢复原来状态。
反之，相同泥浆放置一段时间后，在维持原有水分的情况下会增加粘度，出现变稠和固化现象，上述现象可重复无数次，统称为触变性。
7、试简要概述陶瓷生产过程中的常见机器、设备及其作用。
8、试述陶瓷常见的成型方法及不同成型方法的主要工艺。
9、谈谈你对唐三彩的认识。
10、何谓氧化气氛烧成，何谓还原气氛烧成，试述不同气氛烧成的产品外观有什么不同？原因何在？答：在烧窑时火焰在不同时期有不同的性质。
火焰的性质大致可分为三种：氧化焰、还原焰和中性焰，不同性质的火焰有不同的作用。
功能材料名词解释复习题
名词解释复习题磁致伸缩效应：是指铁磁体在被外磁场磁化时，其体积和长度将发生变化的现象。
巨磁阻效应：是指磁性材料的电阻率在有外磁场作用时较之无外磁场作用时存在巨大变化的现象。
异质结：两种不同的半导体相接触所形成的界面区域。
超晶格材料是两种不同组元以几个纳米到几十个纳米的薄层交替生长并保持严格周期性的多层膜，事实上就是特定形式的层状精细复合材料。
超晶格：如果势垒层很薄，相邻阱之间的耦合很强，原来在各量子阱中分立的能级将扩展成能带(微带)，能带的宽度和位置与势阱的深度、宽度及势垒的厚度有关，这样的多层结构称为超晶格。
量子阱：是指由2种不同的半导体材料相间排列形成的、具有明显量子限制效应的电子或空穴的势阱。
气敏陶瓷：是用于吸收某种气体后电阻率发生变化的一种功能陶瓷。
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。
正压电效应：是指当晶体受到某固定方向外力的作用时,内部就产生电极化现象,同时在某两个表面上产生符号相反的电荷；当外力撤去后，晶体又恢复到不带电的状态；当外力作用方向改变时，电荷的极性也随之改变；晶体受力所产生的电荷量与外力的大小成正比。
逆压电效应：是指对晶体施加交变电场引起晶体机械变形的现象。
热释电效应：在某些绝缘物质中，由于温度的变化引起极化状态改变的现象。
铁电效应：是指材料的晶体结构在不加外电场时就具有自发极化现象，其自发极化的方向能够被外加电场反转或重新定向。
光生伏特效应：是指半导体在受到光照射时产生电动势的现象。
光电导效应：是辐射引起半导体材料电导率变化的现象。
形状记忆效应：是指具有一定形状的固体材料,在某种条件下经过一定的塑性变形后,加热到一定温度时,材料又完全恢复到变形前原来形状的现象。
热敏陶瓷：PTC是一种具有正温度系数的半导体陶瓷元件、NTC是指具有负温度系数的半导体陶瓷元件、CTR是电阻在某特定温度范围内急剧变化的热敏电阻。
陶瓷制备与技术复习
1．对特种陶瓷用超细粉的基本要求有哪些？对先进陶瓷用超细粉的基本要求随材料体系、制备工艺及材料用途的不同，对粉料的要求不完全相同。
但其共性可归纳如下：(1) 超细 由于表面活性大及烧结时扩散路径短，用超细粉可在较低的温度下烧结将会获得高密度、高性能的陶瓷材料。
目前先进陶瓷所采用的超细粉多为亚微米级 (<1μm)。
但实践表明，当陶瓷材料的晶粒由微米级减小到纳米级时，其性能将大幅度提高。
(2) 高纯 粉料的化学组成及杂质对由其制得的材料的性能影响很大。
如非氧化物陶瓷粉料的含氧量将严重地影响材料的高温力学性能，氯离子的存在将影响粉料的可烧结性及材料的高温性能，功能陶瓷中某些微量杂质将大大改善或恶化其性能。
为此要求先进陶瓷用粉料的有害杂质含量在几十个ppm 以下，甚至更低。
(3) 粉料的形态形貌 要求粉料粒子尽可能为等轴状或球形，且粒径分布范围窄，采用这种粉料成型时可获得均匀紧密的颗粒排列，并避免烧结时由于粒径相差很大而造成的晶粒异常长大及其它缺陷。
(4) 无严重的团聚 由于比表面积的增加，一次粒子的团聚成为超细粉料的严重问题。
为此，粉料制备时必须采取一定的措施减少一次粒子的团聚或减小其团聚强度，以获得密度均匀的粉料成型体及克服烧结时团聚颗粒先于其它颗粒致密化的现象。
(5) 粉料的结晶形态 对于存在多种结晶形态的粉料由于烧结时致密化行为不同，或其它原因，往往要求粉料为某种特定的结晶形态。
如对Si3N4粉料就要求α相含量越高越好。
2．特种陶瓷的特点是什么。
特种陶瓷定义：采用高度精选的原料，具有能精确控制的化学组成，按照便于进行结构设计及控制的制造方法进行制造加工的，具有优异特性的陶瓷。
(1) 产品原料全都是在原子、分子水平上分离、精制的高纯度的人造原料(2) 在制备工艺上，精细陶瓷要有精密的成型工艺，制品的成型与烧结等加工过程均需精确的控制(3) 产品具有完全可控制的显微结构，以确保产品应用于高技术领域特种陶瓷，由于不同的化学组分和显微结构而决定其具的不同的特殊性质和功能，如高强度、高硬度、耐腐蚀，同时在电磁热声光和生物工程等各方面的特性，广泛应用在高温、机械、电子、宇航、医学工程等方面。
新材料科学导论期末复习题（有答案版）
新材料科学导论期末复习题（有答案版）一、填空题：1.材料性质的表述包括力学性能、物理性质和化学性质。
2.化学分析、物理分析和谱学分析是材料成分分析的三种基本方法。
3.材料的结构包括键合结构、晶体结构和组织结构。
4.材料科学与工程有四个基本要素，它们分别是：使用性能、材料的性质、制备/加工和结构/成分。
5.按组成和结构分，材料分为金属材料，无机非金属材料，高分子材料和复合材料。
6.高分子材料分子量很大，是由许多相同的结构单元组成，并以共价键的形式重复连接而成。
7.复合材料可分为结构复合材料和功能复合材料两大类。
8.聚合物分子运动具有多重性和明显的松弛特性。
9.功能复合材料是指除力学性能以外，具有良好的其他物理性能并包括部分化学和生物性能的复合材料。
如有光，电，热，磁，阻尼，声，摩擦等功能。
10.材料的物理性质表述为光学性质、磁学性质、电学性质和热学性质。
11.由于高分子是链状结构，所以把简单重复（结构）单元称为链节，简单重复（结构）单元的个数称为聚合度。
12.对于脆性的高强度纤维增强体与韧性基体复合时，两相间若能得到适宜的结合而形成的复合材料，其性能显示为增强体与基体的互补。
（ppt-复合材料，15页）13.影响储氢材料吸氢能力的因素有：（1）活化处理；（2）耐久性（抗中毒性能）；（3）抗粉末化性能；（4）导热性能；（5）滞后现象。
14.典型热处理工艺有淬火、退火、回火和正火。
15.功能复合效应是组元材料之间的协同作用与交互作用表现出的复合效应。
复合效应表现线性效应和非线性效应，其中线性效应包括加和效应、平均效应、相补效应和相抵效应。
16.新材料发展的重点已经从结构材料转向功能材料。
17.功能高分子材料的制备一般是指通过物理的或化学的方法将功能基团与聚合物骨架相结合的过程。
功能高分子材料的制备主要有以下三种基本类型：①功能小分子固定在骨架材料上；②大分子材料的功能化；③已有功能高分子材料的功能扩展；18.材料的化学性质主要表现为催化性能和抗腐蚀性。
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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。
（3）空间电荷极化：自由电荷在障碍处积聚，空间电荷从新分布，形成了介质极化，称为空间电荷极化。
（4）自发极化：由晶体内部结构特点引起的，每个晶胞内存在固有电偶极矩（5）取向极化：极性电解质中的偶极矩在外电场作用下，有序化9、电介质陶瓷如何分类？①电绝缘陶瓷，②电容器陶瓷，③压电陶瓷10、电解质陶瓷怎样分类根据参数的不同，电解质陶瓷分为：电绝缘陶瓷和电容器介质陶瓷两大类。
其中陶瓷电容器按制造的材料分为：1、非铁电电容器陶瓷；2、铁电电容器陶瓷；3、反铁电陶瓷；4、半导体电容器陶瓷。
按性质分为压电陶瓷、热释电陶瓷和铁电陶瓷。
11、各类陶瓷的特点，及常见的化合物（1）电绝缘陶瓷的性质：1、高的体积电阻率 2、介电常数小 3、高频电场下的介质损耗要小 4、机械强度高 5、良好的化学稳定性化合物分为氧化物和非氧化物两大类。
氧化物：Al2O3和MgO等绝缘体陶瓷；非氧化物主要有氮化物陶瓷如：Si3N4、BN、AlN等。
（2）电容器陶瓷的性质：体积小容量大、结构简单、耐高温、耐腐蚀、高频特性优良、品种繁多、价格低廉。
常见化合物：铁电电容器陶瓷BaTiO3反铁电电容器陶瓷PbZrO312、介质陶瓷、压电陶瓷、热释电陶瓷及铁电陶瓷之间的相互关联和区别压电陶瓷包括铁电陶瓷，铁电陶瓷一定具有压电性，但是压电陶瓷不一定具有铁电性。
因为压电体中一定存在自发极化,而铁电体不仅要求陶瓷中有自发极化的偶极子,还要求偶极子可以随外电场转向。
热释电效应是温度变化，正负电荷的重心发生相对位移，使晶体两端面内产生电荷。
电解质陶瓷史由于电荷在电场的作用下移动，造成正负电荷重心不重合，产生了极化。
13、电致伸缩效应、电滞回线电致伸缩：各晶粒在电场作用下的这种沿电场方向的伸长和垂直电场方向的收缩，就导致了整个陶瓷试样沿电场方向的伸长和在垂直电场方向的收缩。
这就是BaTiO3基铁电陶瓷的电致伸缩现象。
电滞回线：极化强度P和外电场强度E间的关系构成电滞回线。
14、什么是介电反常，试用居里-外斯定律解释。
一般用电滞回线中在原点附近的斜率来表示铁电体的介电常数，实际测量介电常数时外加电场很小。
大多数铁电体的介电常数在居里点附近具有很大的数值，其数量级可达104～105，此即铁电体在临界温度的介电反常现象。
居里-外斯定律为铁电体在居里温度以上时，介电常数与温度关系的一个基本定律。
从上式可以看出在居里点以上，随温度T的升高，介电系数ε迅速下降，距离距离温度越近，下降的程度就越大。
15、BaTiO3铁电陶瓷老化的含义是什么？当某一BaTiO3铁电陶瓷介质从烧成或被覆电极冷却后，其介电常数ε和介质损耗角的正切值tanδ存放时间的推移而逐渐降低，这种现象称为老化。
16、晶界、相界、畴壁？对铁电陶瓷的介电性能影响。
晶界是结构相同而取向不同晶粒之间的界面，晶界随晶粒减小而增大，介电常数降低，介电损耗值减小；相界是由结构不同或结构相同而点阵参数不同的两块晶体相交接而形成的界面；壁畴是两电畴间的分界面，在Tc点以下，介电损耗较大，其主要原因是畴壁运动，这时tanδ值随外加电场急剧增加。
17、什么是置换改性/掺杂改性？各有什么特点？对BT陶瓷的介电陶瓷的介电性能如何影响？置换改性是指在生产过程中向BaTiO3中引入能大量溶解到BaTiO3晶格中并与相应位置金属离子（A位或B位）进行置换，形成BaTiO3基固溶体的粒子性加入物，从而使陶瓷性质得到改善。
其特点是等价置换，等价置换导致固溶体的轴率（c/a）降低时（例如Sr2+、Zr4+、Sn4+等），能使居里峰向低温方向移动；导致轴率升高时（例如Pb2+的引入），则使居里峰向高温方向移动。
掺杂改性是指有些加入物，由于离子半径相差较大或相应离子的电价不同等原因，在BaTiO3中固溶极限很小，这种小极限固溶导致BaTiO3陶瓷性质发生显著变化的改性。
其固溶极限小，加入物对BaTiO3铁电相变温度影响大。
18、介质陶瓷、压电陶瓷、热释电陶瓷及铁电陶瓷之间的相互关系和区别。
19、压电陶瓷居里温度是什么？试分析钛酸钡陶瓷在居里温度上或下的结构。
晶体的顺电-铁电相变温度称为居里温度。
当温度介于120～1460℃时BaTiO3属于立方晶系，所有的氧八面体均以顶角相连，构成三维氧八面体族；当温度降至120℃以下时，结构转变为四方对称，c轴略有伸长，a、b轴略有缩短。
c/a≈1.01，因此具有沿c轴自发极化的铁电性。
20、什么是压电效应，什么样的晶体才有压电效应？压电效应，是指某些介质在力的作用下产生形变，在它的某些表面上出现与外力成线性比例的电荷积累，即引起介质表面带电，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。
具有类似铁磁材料磁畴结构的电畴结构的晶体经极化后才有压电效应，电畴是分子自发形成的区域，它有一定的极化方向，从而存在一定的电场，在无外电场作用时，各个电畴在晶体上杂乱分布，它们的极化效应被相互抵消，因此原始的晶体内极化强度为0，不具有压电性。
21、表示压电性的参数是什么？压电系数d，压电陶瓷独立的压电系数只有3个，即d33，d31，d15，其他均为0。
压电系数的角标中，第一个数字是指电极面的垂直方向或电场方向，第二个数字是指应力或应变的编号，xyz分别对应123，一般规定拉伸应力和伸长应变为正，所以d33为正值，d31为负值。
22、敏感陶瓷有哪几种？敏感陶瓷用于制造敏感元件，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的。
按其相应的特性，。
可把这些材料分别称为热敏、湿敏、光敏、压敏、气敏、及离子敏感陶瓷。
按其具体应用，可分为以下几类：光敏陶瓷（CdS、CdSe）、热敏陶瓷（PTC陶瓷、NTC和CTR热敏陶瓷）、磁敏陶瓷（InSb、InAs、GaAs）、声敏陶瓷（钛酸钡陶瓷，PZT）、压敏陶瓷（ZnO、SiC）、力敏陶瓷（PbTiO3、PZT）、氧敏陶瓷（SnO2、ZnO、ZrO2）、湿敏陶瓷（TiO2—MgCr2O4、ZnO-Li2O-V2O5）。
23、气敏陶瓷的功能机理和用途：①SnO2气敏陶瓷：（机理）是利用气体在半导体表面的氧化还原反应导致敏感元件阻值变化而制成的;当半导体器件被加热到稳定状态，在气体接触半导体表面而被吸附时，被吸附的分子首先在表面物性自由扩散，失去运动能量，一部分分子被蒸发掉，另一部分残留分子产生热分解而固定在吸附处（化学吸附）；当氧化型气体吸附到N型半导体（氧化锡，氧化锌）上，还原型气体吸附到P型半导体（CrO3）时，将使半导体载流子减少，而使阻值增大；当还原型气体吸附到N型半导体上，氧化型气体吸附到P型半导体上时，载流子增多，使半导体电阻值下降。
（应用）：利用SnO2烧结体吸附还原气体时电阻减少的特性来检测还原气体，已广泛应用于家用石油液化气的漏气报警、生产用探测报警器和自动排风扇等。
SnO2系气敏元件对酒精和CO特别敏感，广泛用于CO报警和工作环境的空气监测等②ZnO系气敏陶瓷：（功能）：气体选择性强，一般加入适量的贵金属催化剂来提高陶瓷元件的灵敏度。
（机理）：掺Pt的氧化锌气敏元件对异丁烷、丙烷、乙烷等碳氢化合物有较高灵敏度，掺Pd的氧化锌气敏陶瓷元件对H2、CO灵敏度较高，对碳氢化合物灵敏度较差，掺Ag的氧化锌气敏陶瓷元件对乙醇、苯和煤气较灵敏，且成本也较低。
③Fe2O3气敏陶瓷：不用贵金属做催化剂也能得到较高的催化性，高温下热稳定性好。
（应用）： －Fe2O3作家庭用可燃气体报警器非常合适。
因它对水蒸气和乙醇等不灵敏，故不会因水蒸气及酒精的存在而误报。
24、压敏陶瓷的功能机理：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。
氧化锌压敏电阻的应用：①过压保护②稳定电压25、热敏陶瓷的分类：按阻温特性分为：（1）负温度系数热敏电阻陶瓷，简称NTC热敏陶瓷；（2）正温度系数热敏电阻陶瓷，简称PTC热敏陶瓷；（3）临界温度热敏电阻陶瓷，简称CTR热敏陶瓷基本特性：1、热敏电阻的阻值（R）：①标准阻值（R25）②实际阻值（RT）③工作点电阻值（RG）④工作点微分电阻（Rd）2、材料常数（B）（表征热敏电阻材料物理特性的常数）3、耗散系数（δ或H）（表示热敏电阻温度升高1℃所消耗的功率，描述了热敏电阻工作时与外界环境进行热交换的大小。
4、时间常数（τ）（热敏电阻在零功率状态下，当环境温度由一个特定温度向另一个特定温度突变时，热敏电阻阻值变化63.2%所需时间）5、温度系数（αT）（当温度变化1℃时，热敏电阻阻值的变化率）26、什么是超导体，超导体有什么特征，约束超导体的临界参数有哪些？答：在低温下失去电阻的材料被称为超导体；基本特征：1、完全导电性与永久电流，当物质的温度下降到某一确定值Tc（临界温度）时，物质的电阻率由有限值变为零的现象称为零电阻现象，也称为物质的完全导电性；2完全抗磁性，当T<Tc时，超导体变为超导态后，可以完全排除磁力线的进入，超导体内的磁感应强度恒为零；临界参数：1、临界电流密度，在一定温度下（<Tc）使处于超导状态的超导体转变成正常导体的电流值就称为该超导体的临界电流Ic，通常用与之对应的电流密度Jc来表述超导体的载流能力，即临界电流密度2、临界磁场强度，在一定温度下当磁场强度超过某一特定值，磁力线会进入处于超导状态的超导体，使其失去超导特性，这一特定磁场强度称为临界磁场强度。