西南科技大学《电子陶瓷》课程学习内容及要求

《电子陶瓷》课程学习内容及要求

第一章电子瓷瓷料的制备原理

电子瓷的原料要求：高纯、高活性、高分散、超细、化学计量准确

1、掌握机械粉碎（细磨）的方法、原理、粉碎方式及特点（适用范围）

粉碎方式：冲击、研磨、劈裂、压碎

1、球磨

粉碎方式：以冲击和研磨作用为主

2、振动磨——超细粉碎设备(快速磨)干磨：→1μm；湿磨：→0.1μm

原理：利用研磨体在磨机内作高频振动而将物料粉碎，以冲击、研磨作用为主

3、砂磨(搅拌磨，摩擦磨)：

超细粉碎设备，适合加工0.1μm的超细粉，入磨粒度一般≤1mm。

粉碎方式：以研磨作用为主

4、气流磨(能流磨或无介质磨)：超细粉碎设备粒度：→ 1μm

2、理解、掌握影响球磨效率的因素

①转速

②研磨介质的形状、大小、比重

③内衬材质：燧石、橡胶、瓷质

④料球水比合理

⑤干磨与湿磨

⑥球磨机直径：直径大——好！

⑦助磨剂

3、掌握结合能、表面能（表面自由能）的概念

结合能：等于离子由高度分散状态结合成晶体所放出的能量(KJ/mol)，结合能越大，其坚固程度越大，越难破碎，耐火度也越高。

表面能(表面自由能)：晶体表面离子比晶体内部离子多具有的那部分能量。比表面能用γ表示，单位KJ/m2

4、熟悉、理解粉料粒度分析方法及特点

(1)记数法:光学显微镜(1mm-1μm)、电子显微镜(10μm-1nm)、激光粒度分析仪、Zata 电位分析仪(→2nm)等;

(2)筛分法(1mm-10μm );

(3)沉降法(1mm-1μm );

(4)吸附法(BET法)(10μm -1nm)

5、掌握陶瓷原料合成的方法及特点

一、固相法

1、高温固相反应法(PZT\PLZT\PT等)

▲优点：工艺简单，成本低

▲缺点：合成原料纯度低，颗粒粗，活性差

2、分解法

▲优点：合成原料纯度高、颗粒较细、活性较好，工艺简单，成本低

▲缺点：需选择合适的原料

3、燃烧法

4、低热固相反应

二、液相法：1、沉淀法2、醇盐水解法 3、水热法4、溶剂蒸发法

▲液相法的优点：合成原料性能优异(纯度高、颗粒细、活性好等)

▲液相法的缺点：工艺较复杂，成本较高

6、理解改善坯料性能的添加剂及其作用

1、解胶剂(解凝剂，减水剂)：用来提高泥浆的流动性。

2、结合剂(包括塑化剂)：用来提高可塑泥团的塑性，增强生坯的强度。

7、掌握原料预烧的作用（目的）

原料预烧的目的: (1)改变物性;(2)稳定晶型;(3)破坏层片状结构

9、熟悉、理解、掌握粉料粒度分布的表示方法

(个数，体积，重量，面积)频度分布曲线，(个数，体积，重量，面积)累积分布曲线

第二章电子瓷成型原理

1、掌握各种成型方法的特点（或适用范围）

▲压制成型：适合成型形状简单、坯体厚度不大的扁平状制品。

▲流法成型：适合成型形状复杂、规格尺寸较大的制品。

▲可塑成型：适合成型带有回转中心的杯碟状的制品。

2、理解成型压力-坯体密度的关系及压力-坯体强度的关系

3、理解粉料的性能要求

(1)容重；(2)压缩比；(3)流动性；(4)含水率；

4、掌握压制成型的种类

1、半干压成型 (含水率5-7%)

2、干压成型 (含水率≦3%)

(1)普通干压成型 (2)冷等静压成型(含水率1＜%)

(3)热等静压成型(含水率1＜%,热等静压成型)

5、理解并掌握压制成型的操作规程：

▲一轻：第一次加压要轻；

▲二重：第二次加压要重；

▲三加压：第三次加压要达到最大成型压力，并有适当的稳压时间；

▲慢提起：缓慢卸压(提起上模)

6、掌握层裂及层密度的概念，压制成型常见的缺陷（层裂、层密度）及解决措施

1、层裂：压制成型的坯体在卸压后、干燥后或烧成后出现层状开裂的现象

原因：压制成型过程中，残余气体未充分排除。

解决措施：控制粉料性能，调整操作规程。

2、层密度：压制成型的坯体在靠近加压面的地方，其密度较大，越远离加压面的部位，其密度越小。

原因：压制成型过程中，粉料存在内、外摩擦力，造成压力分布不均。

解决措施：

(1)减小内摩擦力(加入润滑剂)；

(2)减小外摩擦力(加入润滑剂，提高模具光洁度，对适当加热)；

(3)减小压制成型坯体的高/径(H/D)比；

(4)采用双向或多向加压。

7、掌握可塑性、可塑性指数、可塑性指标、塑限、液限等概念

可塑性：泥团在外力作用下发生变形而不开列的性质称为可塑性。

可塑性指数=液限-塑限

可塑性指标= σ

p ×ε

p

(工作水分下)

塑限：由固体状态进入塑性状态时的含水量

液限：由塑性状态进入流动状态时的含水量

8、轧膜成型适合成型何种形状的制品？片状，常见0.7mm左右

9、轧膜成型的工艺

配料→初混→切料→粗轧/碾、拉片→干燥→精轧→切坯

10、流法成型的种类

注浆成型：利用多孔模具的吸水性

热压铸成型：利用热塑性物质的特性

流延法成型：利用坯料流态流动性

11、流延法成型适合成型何种形状的制品？

可获得高质量、超薄型瓷片(厚度可达几十个μm)

12、热压铸成型适合成型何种形状的制品？热压铸成型的工艺包括哪三个主要工序？可获得形状复杂、尺寸精度要求高的产品

成型工艺：蜡浆制备→热压铸成型→高温脱蜡(在惰性粉料的保护下)

第三章电子瓷烧结原理

2、影响粉料烧结活性的主要因素

粒度、结晶状况、晶格缺陷

3、掌握陶瓷烧结的方法及其推动力

方法:常压烧结、压力烧结、反应烧结、气氛烧结等

推动力:1、表面能2、化学能 3、机械能 4、电场、磁场、超声波等能量

4、理解并掌握固相烧结及液相烧结的主要传质机构

1、流动传质——粘性流动传质是液相烧结的主要传质机构

塑性流动传质是固相烧结的主要传质机构

在表面张力或其它外力的作用下，通过变形、流动引起的物质迁移。

2、蒸发-凝结传质——固相烧结的主要传质机构

颗粒表面各处的曲率不同，根据凯尔文方程式，各处相应的蒸气压大小也不同。质点容易从蒸气压大的凸面(如颗粒表面)蒸发,通过气相传质到蒸气压小的凹面(颈部)凝结,使颗粒的接触面积增大,颗粒和空隙的形状改变而导致逐步致密。

3、溶解-沉淀传质——固相烧结的主要传质机构

在有液相参与的烧结中，若液相能润湿和溶解固相，由于小颗粒的表面能较大，曲率半径较小，其溶解度大于大(平面)颗粒大。

4、扩散传质——固相烧结的主要传质机构

质点(或空位)借助于浓度梯度的推动而实现物质的迁移传递。