电子材料工艺学复习题

等静压成型
细长、 大件、 形状复杂的制品
流延成型
注浆成型
挤出成型
14、分析影响压制成型坯体质量的因素。 ①粉料的流动性 ②各组分分布的均匀性 ③料的自润滑性（加甘油润滑） ④粉体充膜情况（振动填实） ⑤压力参数（加压方式、压力大小、加压速度、保压时间等） ⑥模具质量（表面粗糙度、加工精度等） 15、∮20mmⅹ0.5mm 圆片，请问有几种成型方法？说明选择依据。 ①挤出成型：挤出∮略>20mm 的圆棒，然后烧结，然后外圆加工打磨，最后切片。 选择依据：挤出成型的适用范围为 D<=800mm 管、棒、蜂窝状或其他异形截面。 ②轧膜成型：先制成厚度略大于 0.5mm，直径略大于 20mm 的圆片，然后烧结收缩， 加工制成。 ③等静压成型。 16、下列制品分别采用什么成型方法？说明理由。 ①40ⅹ30ⅹ2mm 薄片，致密度>=0.98 ②30ⅹ30ⅹ0.2mm 薄片，致密度>=0.98 ③∮5ⅹ100mm 细长棒，致密度>=0.9999 ④外径 60mm，内径 40mm，长 200mm，致密度 0.55-0.65 解答： ①压制成型；径高比大，致密度要求高。 ②轧膜成型；流延成型；比较薄，且致密度要求高。
12、烧成制度包括哪些内容，温度制度分哪几个阶段，每个阶段各是什么作用？ 温度制度；压力制度；气氛制度。 升温阶段 保温阶段：有足够的液相，适当的晶粒尺寸，组织结构趋於均一，保温时间还关系到晶 体的形成率。 降温阶段 13、列出主要陶瓷成型方法以及其特点和使用条件。 特点 ① 工艺简单，操作方便，易 于大批生产 ② 成型周期短，效率高，易 于实现自动化生产 ③ 坯体致密度和尺寸精度 高，烧成收缩小 ① 可同时放入多个形状不 同的模具 ② 压力调节范围宽 ③ 设备成本多， 不宜自动化 生产，效率低 ① 设备简单，工艺稳定，对 自动化生产的产品价格 比较高 ② 可连续操作，效率高，自 动化水平较高 ③ 坯体性能均一稳定 ④ 溶剂、 添加剂等有机物含 量高，烧成收缩较大 ① 工艺简单，劳动强度大， 生产周期长， 脱水时间长 形状复杂， 对致密度要求不高 ② 不易于实现自动化生产 的制品 ③ 坯体致密度低， 尺寸精度 差，烧成收缩变形大 ① 可连续生产，效率高，自 动化生产水平高 ② 机件结构复杂， 耗泥量大 ③ 烧成收缩、干燥收缩大 D<=800mm 管、棒、蜂窝状或 其他异形截面 适用条件
粒径越不均匀，大颗粒小颗粒越不均匀，烧结体的性能就越不均一，严重的会引起结构破坏 和异常晶粒生长。 20、在某显像管荧光屏上蒸铝，蒸发源与屏的距离是 25cm，为了在屏面上获得光滑、无氧 化的铝膜，问： ①蒸镀时管内压强至少多少？ ②在 1000K 的温度下，铝的蒸发速率是多少？ ③若获得的平均厚度为 200nm，则蒸发时间为多长？ 其中，凝结系数∂=0.5，A=11.79，B=1.594ⅹ104，摩尔质量 u=27g/mol 解：
电子材料工艺学复习 1、触变性：剪应力保持一定的时候，表观粘度随剪应力作用的持续时间减小，剪切应变速 率增加的性质。 2、 胚釉适应性： 陶瓷胚体和釉层有相互适应的物理化学性质， 使釉面不剥脱不开裂的性能。 3、 烧结的驱动力： ①宏观驱动力:粒界或表面积减小从而使能量降低的趋势;②微观驱动力： 粒界或表面的曲率差而产生的化学位梯度， 导致了烧结过程中所发生的许多变化， 主要体 现为物质的迁移。 烧结的阻力：①烧结过程中各种物质的扩散；②化学反应或相变的势垒。 4、光刻工艺流程：涂胶—前烘—曝光—显影—坚膜—腐蚀—去胶。 5、真空电子器件种类繁多，起封接件方式：针封、套封、平封。 6、焊接：实现两种金属工件间牢固永久性连接的方法。 分六类：钎焊、氩弧焊、等离子弧焊、电子束焊、激光焊接、超声波焊接。 7、薄膜作为一种特殊形态的物质，它与块状物质一样，可为单晶态多晶态和非晶态。 8、超声波焊接的特点： ①焊接变形小；②能够焊接一般方法难以或者不能焊接的材料；③能焊接细丝、箔片、板 及厚薄悬殊的物件；④不能适用金属焊接，还适用塑料焊接及有机化合物之间的焊接。 9 分析注浆成型的影响因素： ① 浆体的性能 ② 含水量（尽可能小） ③ 模具质量（透水性要好，强度高） ④ 强化条件（环境温度，湿度） 10、粉体细度是不是越细越好？为什么？
①由起始压强
得到，Pr<=5.2ⅹ10-3（pa）
②材料的蒸汽压与温度之间的关系为：LgP = A − B/T， 带入解得：P=7.08ⅹ10-5 Pa
③由 带入数据得：Nm=2.8ⅹ10-8 Kg/cm2∙s 取 1cm2 的铝膜作为研究对象，则其体积 V=1 cm2ⅹ200ⅹ10-7cm=2ⅹ10-5 cm3 质量 m=p∙v=2ⅹ10-5 cm3ⅹ2.7 g/cm3=5.4g 则蒸镀这 1 cm2 所需要的时间 t=m/Nm=1.93 s
③等静压成型；致密度要求高。 ④挤出成型；致密度要求不高，D<=800mm 管、棒、蜂窝状或其他异形截面 17、综合题： CaCO3 和 SiO2 为原料合成 CaSiO3，生产工艺如下：按化学计量比配料， 用滚筒式球磨机进行 12h 的球磨， 然后造粒、 压片， 在 1250 摄氏度下煅烧 4h， 结果如下： ①外观上，片子疏松，强度低；②X 射线分析其物相，结果为，CaSiO3,SiO2，CaO，试分 析起原因。 ①该生产工艺少了一个环节—预烧。由于 CaCO3 高温分解的产物有 CO2，贯穿整个 烧结过程，导致烧结后片子疏松强度低。预烧的作用是使粉料预合成，在 1000 摄氏度左右 的高温下 CaCO3 分解， 分解后只剩 CaO 和 SiO2， 再进行研磨， 造粒， 压片， 烧结等工序。 ②物相分析结果中有 CaO 和 SiO2 的原因是粉料未完全反应，分析如下： a、保温时间不够，可延长保温时间；b、煅烧温度可以适当提高；c、粉体细度不够， 可减小入料细度和球磨时间来提高。 18、5cmⅹ2cmⅹ5mm 的薄片，烧变形了，分析产生此结果的可能原因。 ①粘结剂混合不均匀 ②细度不够，粒径分布范围大 ③分体流动性差 ④烧结温度梯度过大 ⑤烧结温度过高 ⑥添加剂参数不合适，分布不均匀 ⑦压制时压力中心线与模具中心线不重合 19、从晶体生长角度如何考虑颗粒级配？ 颗粒级配越小， 粒径越均匀， 坯体的致密度越高， 烧结体的致密度也就越高； 级配越大，
2011 年 5 月 12 日 08 电科一班 彭飞
不是； 粉体越细，表面积越大，塑性越好，与块体材料的自由能差值越大，烧结的宏观驱动力 越大，粒子半径越小，作用于粒子表面的力越大，引起物质迁移的力越大，即微观驱动力越 大，固相反应越快，有利于烧结。 但是粒子半径越小，越容易团聚成聚集粒子，聚集粒子内部的结合力强度比相邻之间的 聚集粒子的结合强度要大，在少烧结时，聚集粒子会优先烧结，会在其周围形成大的空隙， 如果这些空隙不能在后续烧结时消除， 会导致烧结体内部存在残余大气孔， 聚集粒子也会在 烧结过程中生成新相物质，容易导致异常晶粒生长，造成组织结构不均匀，不致密化。 11、用传统方法制备陶瓷的方法及特点： 特点及缺点 滚 筒 式 球 磨 机 行 星 式 球 磨 机 振 动 式 球 磨 机 搅 拌 式 球 磨 机 特点：设备简单，投资少，使用安全，性能可靠，一次 性投料可大可小，适合大规模生产 缺点：受极限转速限制，惰性区大，效率低，噪声大 特点：转速快， 效率高，安全可靠， 操作方便， 噪声低， <18 目 无污染，损耗小 缺点：一次性投料少，适合科学研究或小批量生产 特点：效率高，是滚的 10 倍以上，消耗能源低，是滚 的 1/4，可实现超细粉碎且均匀，无振动噪音小，实现 良好的湿控，可实现自动化连续生产 特点：效率高，占地面积小，易安装隔离，单位产量， 能耗低，粉末粒度比较集中，操作简便，研磨介质小， 单位研磨变化面积大 <60 目 2-5 um >200 目 入料细度 <6mm 出料细度 1.5-0.075 mm