陶瓷材料论文

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陶瓷材料论文压电陶瓷

陶瓷材料论文压电陶瓷

智能陶瓷材料——压电陶瓷段涛2009107204摘要:陶瓷材料分为普通陶瓷和特殊陶瓷两大类。

特殊材料中的智能材料是指能够接受外部环境的信息而自动改变自身状态的一种新型陶瓷,主要有压电陶瓷、形状记忆陶瓷和电流变陶瓷。

前言:陶瓷材料是国民经济和人民生活中不可缺少的重要组成部分。

随着科学技术的不断发展,对材料的性能提出了越来越高的要求。

陶瓷材料分为普通陶瓷和特殊陶瓷两大类。

由于陶瓷具有优良的耐热性、耐磨性、耐腐蚀性、以及高强度和高硬度等优点,因此在国防、机械、冶金、化工、建筑、电子、生物等领域得到了广泛的应用。

智能陶瓷是指能够接受外部环境的信息而自动改变自身状态的一种新型陶瓷,主要有压电陶瓷、形状记忆陶瓷和电流变陶瓷。

这里我想研究的是压电陶瓷的情况。

正文:所谓压电效应是指某些介质在力的作用下,产生形变,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。

这种奇妙的效应已经被科学家应用在与人们生活密切相关的许多领域,以实现能量转换、传感、驱动、频率控等功能。

在能量转换方面,利用压电陶瓷将机械能转换成电能的特性,可以制造出压电点火器、移动X光电源、炮弹引爆装置。

电子打火机中就有压电陶瓷制作的火石,打火次数可在100万次以上。

用压电陶瓷把电能转换成超声振动,可以用来探寻水下鱼群的位置和形状,对金属进行无损探伤,以及超声清洗、超声医疗,还可以做成各种超声切割器、焊接装置及烙铁,对塑料甚至金属进行加工。

压电陶瓷材料的发现:某些材料在机械应力作用下,引起内部正负电荷中心相对位移而发生极化,导致材料两端表面出现符号相反的束缚电荷的现象,称为压电效应。

具有这种性能的陶瓷称为压电陶瓷,它的表面电荷的密度与所受的机械应力成正比。

反之,当这类材料在外电场作用下,其内部正负电荷中心移位,又可导致材料发生机械变形,形变的大小与电场强度成正比。

1946年美国麻省理工学院绝缘研究室发现,去电场后仍能保持一定的剩余极化,使它具有压电效应,从此诞了压电陶瓷。

几种常见的功能陶瓷毕业论文

几种常见的功能陶瓷毕业论文

几种常见的功能陶瓷内容摘要功能陶瓷是一类在光、电、力、声、化学、生物等方面具有特殊功能性质的材料,由于其众多方面的功能,故功能陶瓷种类繁多,应用广泛。

本文首先详细的对两种常见的功能陶瓷---压电陶瓷、生物陶瓷作了介绍,总结分析了他们的发展历史和现状并预测了他们未来的发展趋势。

随着压电陶瓷组分的改变,机电耦合系数、机械品质因数、弹性系数、压电常数等一系列参数有了重大改善,未来压电陶瓷将朝着复合型、高居里、无铅化几个方向发展,势必成为一种具备优良性能且环保的优秀功能材料。

生物陶瓷具有良好的生物可容性、无毒性、且性能稳定,广泛应用在医学治疗的许多环节,举例介绍了三大类生物惰性、活性、可降解陶瓷,其未来发展趋势是“活的”、复合型、多孔的、纳米级的等等,是绝对优于金属及有机材料的无毒害的功能材料。

之后对其他功能陶瓷的功能与应用做了简要介绍,如超导陶瓷、磁性陶瓷、敏感陶瓷、化学陶瓷。

【关键词】功能陶瓷压电陶瓷生物陶瓷发展历史及现状未来趋势Several Common Functional CeramicsAbstractFunctional ceramics is a kind of material, which has optical,electrical, mechanical, acoustic, chemical and biological propeties. Because of it’s various function, functional ceramics is classified into many categories. This paper firstly introuduces two common functional ceramics-piezoceramics and bioceramics, mainly summrizes their development and research status, then outlines the development prospects. With the change of piezoceramics’ composition, a series of parameters such as electro-mechanical coupling factor, mechanical quality factor, coefficent of elasticity and piezoelectric constant have been significantly improved. The future trend of piezoceramics is composite, high T c and lead-free. The biological ceramics has good biological adaptability, avirulence, and stable property ,so it has widespread application in medical treament, the paper simply introduces three kinds—inert ceramics,active ceramics and degradable ceramics. Bioceramics’ future development trend is “live”, composite, porous, nano-level etc.It is a kind of material without posion, which is much better than metals and organic materials. At last, the article gives a brief introduction of other functional ceramics such as superconducting cramics, magnetic ceramics, sensitive ceramics and chemical ceramics.【Key words】Functional ceramics Piezoelectric ceramics Biological ceramics Development and research status Prospects目录一、前言 (1)二、正文 (1)(一)压电陶瓷 (1)(二)生物陶瓷.....................................................(错误!未定义书签。

陶瓷材料制备范文

陶瓷材料制备范文

陶瓷材料制备范文摘要:本文探讨了陶瓷材料制备的工艺和方法。

介绍了陶瓷材料的种类和特点,重点阐述了传统陶瓷和先进陶瓷的制备过程。

传统陶瓷制备包括原材料处理、成型、干燥和烧结等步骤,而先进陶瓷制备则涉及更复杂的材料和工艺。

同时,本文还讨论了陶瓷材料制备中的常见问题和解决方法。

最后,总结了陶瓷材料制备的关键技术和未来发展方向。

关键词:陶瓷材料;制备;工艺;传统陶瓷;先进陶瓷一、引言陶瓷是一种广泛应用的工程材料,具有优良的耐高温、耐腐蚀和耐磨损等特点,广泛应用于建筑、电子、化学等领域。

陶瓷材料的制备是实现其优异性能的关键步骤,本文将介绍陶瓷材料制备的工艺和方法。

二、陶瓷材料的种类和特点陶瓷材料包括传统陶瓷和先进陶瓷两大类。

传统陶瓷主要指的是由粘土、石灰石、石英等天然矿石制备的陶瓷材料,具有良好的热稳定性和机械性能。

而先进陶瓷则是指由人工合成的材料,如氧化铝、碳化硅、氧化锆等,具有更高的强度和硬度。

三、传统陶瓷的制备过程1.原材料处理:将粘土和其他辅助材料进行混合和研磨,以获得均匀的颗粒分布。

2.成型:根据需求将原材料进行成型,包括手工成型、注塑成型和压力成型等方法。

3.干燥:将成型后的陶瓷制品进行自然干燥或烘干处理,以去除水分和有机物。

4.烧结:将干燥后的陶瓷制品置于高温下进行烧结,以使颗粒间发生化学反应,形成致密的陶瓷。

四、先进陶瓷的制备过程1.材料选择和制备:选择合适的原材料,通过化学方法进行材料制备,例如溶胶-凝胶法和高能球磨法等。

2.成型:将制备好的材料进行成型,如压制、注塑等方法。

3.烧结:通过特殊的烧结方法进行高温处理,以形成纯相的先进陶瓷。

五、陶瓷材料制备中的常见问题1.火裂:在烧结过程中,陶瓷制品可能出现裂纹,导致失效。

解决方法包括优化烧结温度和压力等参数。

2.气孔:烧结过程中可能产生气孔,降低了陶瓷的力学性能。

解决方法包括加入流变剂和优化烧结条件等。

3.合金化:在先进陶瓷制备过程中,可能出现杂质的合金化现象,影响陶瓷的性能。

陶瓷材料论文

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陶瓷材料在现代工业中起着重要的作用,具有良好的机械性能、耐高温、耐腐蚀和绝缘性能等优点。

以下是一篇关于陶瓷材料的700字论文。

陶瓷材料是一种重要的无机非金属材料,广泛应用于各个领域。

它们通常由氧化物、碳化物、氮化物、硼化物等组成,并通过高温烧结或热处理等工艺得以制备。

首先,陶瓷材料具有出色的机械性能。

与金属材料相比,陶瓷材料的硬度更高,具有很高的抗压强度和抗拉强度。

它们能够承受较大的载荷,在高温和极端环境下依然能保持强度。

这使得陶瓷材料广泛应用于汽车制造、航空航天和电子设备等领域。

其次,陶瓷材料具有良好的耐高温性能。

由于其高熔点和低热膨胀系数,陶瓷材料可以在高温环境下工作,不易软化或熔化。

这使得陶瓷材料成为高温熔铸、壁炉砖、火炮护套和航天器件等领域的理想材料。

此外,陶瓷材料还具有耐腐蚀和绝缘性能。

多数陶瓷材料具有很好的化学稳定性和抗腐蚀性,能够承受酸、碱和溶剂等腐蚀介质的侵蚀。

同时,陶瓷材料是优秀的绝缘体,可以在高电压环境下使用,避免电流泄漏和电击事故。

然而,陶瓷材料也存在一些不足之处。

由于其脆性较高,易于在受到外力作用时发生断裂。

因此,在工程实践中,常常
需要采取合适的加工工艺和设计措施来避免陶瓷材料的脆性断裂。

总的来说,陶瓷材料具有较好的机械性能、耐高温、耐腐蚀和绝缘性能等优点,被广泛应用于各个领域。

随着科学技术的进步,人们对陶瓷材料的研究也在不断深入,进一步发展和改进陶瓷材料的性能,以满足日益增长的工程需求。

希望本论文对理解和推广陶瓷材料有所帮助,为相关研究和工程设计提供参考依据。

陶瓷装饰材料经典论文

陶瓷装饰材料经典论文

陶瓷装饰材料经典论文第一篇:陶瓷装饰材料经典论文1.陶瓷装饰材料的意义与目的:“陶瓷装饰材料”多指用来装饰陶瓷制品的固体颜料,液体颜料.液体颜料.贴花纸等材料。

除色胚色釉彩饰外,装饰的主要方法是釉上彩、釉中彩、釉下彩。

其中,釉上彩因装饰手法灵活,花色品种繁多,色彩丰富多样,彩烤温度较低等特点而占主要地位。

陶瓷装饰一般是指设计角度,根据人们物质和精神功能的要求,利用不同的陶瓷装饰材料和相应的工艺技术对陶瓷制品表面进行工艺处理的总称。

也就是说如同其他实用工艺美术形成一样。

陶瓷装饰是审美功能,物质技术条件和艺术表现手法的综合体现。

是科学技术和艺术形成的统一。

它既是物质产品,又是精神产品;既是商品,又是艺术品。

因此,它必须符合“适用、经济、美观”三大设计原则,不但要担负起丰富.美化人民生活.陶冶人们精神的使命,还要担负起满足人民生活的物资、文化艺术交流发挥重大作用。

陶瓷装饰在物质上又在精神上都是为社会服务的。

所以,每一件陶瓷品物的装饰应该具备上诉的生产性和商品性外,还应该有其思想性和艺术性。

所谓思想性就是装饰通过器物的使用,传达给人的思想感情,引起人们的思想共鸣。

艺术性就是通过一定的艺术表现形式来给人们一定的美的感受,陶冶人们的艺术情操。

尽管陶瓷材料近年来才被运用于现代装饰,但因其材料(硅酸盐材料)的硬度、耐磨、耐酸、耐碱、耐冷、耐热等性能优越的特点和机理的变化,是其它材料所无法抗衡的。

因而起到了今天形式多样、风格迥异、用途广泛扽局面,为丰富人们物质和精神生活、美化环境起到了其它装饰材料不可取代的作用。

这种被称为永久性的环保材料—陶瓷在当今的环境装饰与家具设计中的广泛应用,形成了一定的趋势,为现代装饰材料注入了新的活力。

2.材料化学与陶瓷材料的关系:线代材料化学是一门以现代材料为主要研究对象的化学组成、结构(电子结构、晶体结构和显微结构)与材料性能和效能之间的关系及其合成(制备)方法、检测表征、材料与环境协调等问题的科学。

陶瓷论文

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透明陶瓷材料的概述王伟弟(陇南师范高等专科学校 742500)摘要本文主要论述了透明陶瓷的分类,性能,制备,应用毅力发展趋势。

关键词:透明陶瓷分类性能制备应用发展趋势1.引言一般陶瓷是不透明的,但是光学陶瓷像玻璃一样透明,故称透明陶瓷。

一般陶瓷透明的原因是其内部存在有杂质和气孔,前者能吸收光,后者令光产生散射,所以就透明了。

因此如果选用高纯原料,并通过工艺手段排除气孔就可能获得透明陶瓷。

早期就是采用这样的办法得到透明的氧化铝陶瓷,后来陆续研究出如烧结白刚玉、氧化镁、氧化铍、氧化钇、氧化钇-二氧化锆等多种氧化物系列透明陶瓷。

近期又研制出非氧化物透明陶瓷,如砷化镓、硫化锌、硒化锌、氟化镁、氟化钙等。

自1962年R.L.Cobl e首次报导成功地制备了透明氧化铝陶瓷材料以来,为陶瓷材料开辟了新的应用领域。

这种材料不仅具有较好的透光性,且耐腐蚀,机械强度和硬度都很高,能耐受很高的温度,即使在一千度的高温下也不会软化、变形、析晶。

电绝缘性能、化学稳定性都很高。

决定了它的用途将比传统陶瓷更广泛,更先进。

还有许多其他材料无可比拟的性质,如强度高、介电性能优良、低电导率、高热导性等,所以逐渐在照明技术、光学、特种仪器制造、无线电子技术及高温技术等领域获得日益广泛的应用 [ 1 ]。

近38年来,世界上许多国家,尤其是美国、日本、英国、俄罗斯、法国等对透明陶瓷材料作了大量的研究工作,先后开发出了Al2O3、Y2O3、MgO、CaO、TiO2、ThO2、ZrO2等氧化物透明陶瓷以及AlN、ZnS、ZnSe、MgF2、CaF2等非氧化物透明陶瓷。

2.透明陶瓷材料的分类透明陶瓷材料主要分为氧化物透明陶瓷和非氧化物透明陶瓷两类。

2.1氧化物透明陶瓷材料对氧化物透明陶瓷的研究早于对非氧化物透明陶瓷的研究,其制备工艺也相对成熟。

第一例透明陶瓷是1962年在美国制备成功的氧化铝透明陶瓷。

之后,日本、俄罗斯、英国、法国等国家相继投入了大量的研究工作,开发了Y2O3、MgO、ZrO2等氧化物透明陶瓷[ 2 ]到目前为止,已经先后研发出了多种材料,以及透明PLZT电光陶瓷、钇铝石榴石激光透明陶瓷和YGO、GGG等透明闪烁体。

陶瓷材料论文

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透明陶瓷的研究现状与发展展望摘要:透明陶瓷以其优异的综合性能已成为一种新型的、备受瞩目的功能材料。

综述了透明陶瓷的分类,探讨了透明陶瓷的制备工艺,并展望了透明陶的应用前景。

关键词:透明陶瓷透光性制备工艺应用前言:自1962年R.L.Coble首次报导成功地制备了透明氧化铝陶瓷材料以来,为陶瓷材料开辟了新的应用领域。

这种材料不仅具有较好的透明性,且耐腐蚀,能在高温高压下工作,还有许多其他材料无可比拟的性质,如强度高、介电性能优良、低电导率、高热导性等,所以逐渐在照明技术、光学、特种仪器制造、无线电子技术及高温技术等领域获得日益广泛的应用〔1〕。

近38年来,世界上许多国家,尤其是美国、日本、英国、俄罗斯、法国等对透明陶瓷材料作了大量的研究工作,先后开发出了Al2O3、Y2O3、MgO、CaO、TiO2、ThO2、ZrO2等氧化物透明陶瓷以及AlN、ZnS、ZnSe、MgF2、CaF2等非氧化物透明陶瓷.透明陶瓷的分类透明陶瓷材料主要分为氧化物透明陶瓷和非氧化物透明陶瓷两类。

1氧化物透明陶瓷对氧化物透明陶瓷的研究早于对非氧化物透明陶瓷的究,其制备工艺也相对成熟。

到目前为止,已经先后研发出了多种材料:Be()、ScZ()3、Ti认、ZK):、Ca(〕、Th(矢、A12()3仁5·6〕、Mg()、AI()NL,」、YZ03[8·”〕、稀土元素氧化物、忆铝石榴石(3Y203·SA12()。

)仁’0,”】、铝镁尖晶石(Mg()·A一2()。

)〔’2,’3]和透明铁电陶瓷pLZ子川等。

其中AiZ姚、M四、YZ姚以及忆铝石榴石以其自身优异的综合性能,现已经得到广泛的应用。

2非氧化物透明陶瓷对非氧化物透明陶瓷的研究是从20世纪80年代开始的。

非氧化物透明陶瓷的制备比氧化物透明陶瓷的制备要困难得多,这是由于非氧化物透明陶瓷具有较低的烧结活性、自身含有过多的杂质元素(如氧等),这些都成为制约非氧化物透明陶瓷实现成功烧结并得到广泛应用的主要因素。

陶瓷论文

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陶瓷欣赏与制作——创作的过程、快乐的过程陶瓷百科名片陶瓷是陶器和瓷器的总称。

中国人早在约公元前8000-2000年(新石器时代)就发明了陶器。

陶瓷材料大多是氧化物、氮化物、硼化物和碳化物等。

常见的陶瓷材料有粘土、氧化铝、高岭土等。

陶瓷材料一般硬度较高,但可塑性较差。

除了在食器、装饰的使用上,在科学、技术的发展中亦扮演重要角色。

陶瓷原料是地球原有的大量资源粘土经过淬取而成。

而粘土的性质具韧性,常温遇水可塑,微干可雕,全干可磨;烧至700度可成陶器能装水;烧至1230度则瓷化,可完全不吸水且耐高温耐腐蚀。

其用法之弹性,在今日文化科技中尚有各种创意的应用。

序:大一下学期终于有了选课的机会,我们终于有机会去选择自己喜欢的科目、做自己喜欢做的事、培养自己的兴趣增加自己的动手能力。

当我看到选课表上有陶瓷欣赏与制作时我既兴奋又激动。

陶瓷欣赏与制作不仅以陶瓷本身的美吸引着我们同时亲自动手制作更是给了我们很大的鼓舞。

我很庆幸当时能在众多同学中幸运地选上了陶瓷课!在老师的带领之下我们经历了轻松愉快的一学期,其间我们看了不少关于陶瓷或艺术家的视频让我对艺术有了新的理解,同时在陶艺中心制陶与制瓷的过程中我也有很多的感受。

早想找个机会写篇文章把这些东西整理一下,老师让我们写一篇小论文所以我就借这个机会好好总结一下我的体会和感受。

正文:在我的印象中陶瓷是闪着青色的光带有几分古老、几分神秘的特殊形象。

陶瓷分为陶器和瓷器,陶器端庄古朴生动形象,瓷器美丽优雅唯妙唯俏。

陶瓷欣赏与制作课上的陶瓷制作分为两个部分,制陶与制瓷,每一次课都令人期待每一个制作过程都是一个创作的过程、快乐的过程。

泥土是朴实而又充满灵性的!它的朴实在于它的平凡无华,它的灵性在于与它亲密接触时给人带来的纯真的快乐。

小时候我家门口的那条路还不是水泥路,每当下雨之后都是满路的泥泞。

童年的我喜欢光着脚丫在泥泞的路上奔跑在泥浆中尽情地玩耍,即便弄得浑身是泥依然开心快乐。

先进材料导论论文(先进结构陶瓷材料)

先进材料导论论文(先进结构陶瓷材料)

先进材料导论论文(先进结构陶瓷材料)学生姓名学号专业先进结构陶瓷材料摘要随着现代高新技术的发展,先进陶瓷已逐步成为新材料的重要组成部分,成为许多高技术领域发展的重要关键材料,备受各工业发达国家的极大关注,其发展在很大程度上也影响着其他工业的发展和进步。

先进陶瓷是“采用高度精选或合成的原料,具有精确控制的化学组成,按照便于控制的制造技术加工、便于进行结构设计,并且有优异特性的陶瓷”。

功能陶瓷在先进陶瓷中约占70%的市场份额,其余为结构陶瓷。

由于先进陶瓷各种功能的不断发现,在微电子工业、通讯产业、自动化控制和未来智能化技术等方面作为支撑材料的地位将日益明显,其市场容量将不断提升。

本文介绍先进结构陶瓷材料当前的发展背景,互联网和高新技术发展时代下陶瓷材料的发展前景。

关键词先进结构陶瓷高新技术功能陶瓷1、研究背景目前,全球范围内先进陶瓷技术快速进步、应用领域拓宽及市场稳定增长的发展趋势明显。

随着现代高新技术的发展,先进陶瓷已逐步成为新材料的重要组成部分,成为许多高技术领域发展的重要关键材料,备受各工业发达国家的极大关注,其发展在很大程度上也影响着其他工业的发展和进步。

【1】由于先进陶瓷特定的精细结构和其高强、高硬、耐磨、耐腐蚀、耐高温、导电、绝缘、磁性、透光、半导体以及压电、铁电、声光、超导、生物相容等一系列优良性能,被广泛应用于国防、化工、冶金、电子、机械、航空、航天、生物医学等国民经济的各个领域。

先进陶瓷的发展是国民经济新的增长点,其研究、应用、开发状况是体现一个国家国民经济综合实力的重要标志之一。

先进陶瓷是“采用高度精选或合成的原料,具有精确控制的化学组成,按照便于控制的制造技术加工、便于进行结构设计,并且有优异特性的陶瓷”。

2、国内外研究现状及发展趋势、国外研究发展情况先进结构陶瓷材料的研究,需要跟踪国际科技前沿,对新设想、新技术进行广泛探索。

自蔓延高温燃烧合成技术(SHS)、凝胶注模成形技术、微观结构设计已成为研究热点。

陶瓷材料论文

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陶瓷材料是一种非金属材料,具有高温、耐腐蚀和绝缘等特性,被广泛应用于建筑、电子、化工、医疗等领域。

本文将从陶瓷材料的分类、性能特点、制备工艺以及应用领域等方面进行探讨。

首先,陶瓷材料可以分为结构陶瓷和功能陶瓷两大类。

结构陶瓷主要用于承受机械载荷的结构材料,如陶瓷砖、陶瓷管等;功能陶瓷则是指具有特定功能的陶瓷材料,如氧化铝、氮化硅等。

不同种类的陶瓷材料具有不同的特性,可以满足各种不同的工程需求。

其次,陶瓷材料具有优异的性能特点。

首先是高温性能,陶瓷材料在高温下仍能保持较好的物理和化学性能,因此被广泛应用于高温工况下的设备制造;其次是耐腐蚀性能,陶瓷材料对酸、碱等化学物质具有较好的抵抗能力,适用于腐蚀性环境;另外,陶瓷材料还具有良好的绝缘性能和耐磨性能,可以在电子、电气以及磨损严重的场合得到应用。

再者,陶瓷材料的制备工艺多样,常见的制备工艺包括干法成型、湿法成型、注射成型等。

在制备过程中,需要考虑原料的选择、成型工艺、烧结工艺等因素,以保证陶瓷制品的质量和性能。

最后,陶瓷材料在建筑、电子、化工、医疗等领域有着广泛的应用。

在建筑领域,陶瓷材料被用于地板砖、墙砖等装饰材料;在电子领域,陶瓷材料被用于制造电子陶瓷电容器、陶瓷电阻器等元器件;在化工领域,陶瓷材料被用于制造化工设备;在医疗领域,陶瓷材料被用于制造人工骨头、牙科修复材料等。

综上所述,陶瓷材料作为一种重要的非金属材料,在各个领域都有着重要的应用价值。

随着科技的不断进步,相信陶瓷材料将会有更广阔的发展前景。

陶瓷材料的应用及发展论文

陶瓷材料的应用及发展论文

陶瓷材料的应用及发展论文陶瓷材料作为一种重要的结构和功能材料,在各个领域都有广泛的应用。

本文将从陶瓷材料的基本特性、应用领域和发展趋势三个方面进行论述。

首先,陶瓷材料具有许多优良的特性,使其在各个领域都有广泛的应用。

首先,陶瓷材料具有优异的耐高温性能。

其高熔点和良好的热稳定性使其在高温环境下能够保持稳定的性能,因此广泛应用于航空航天、电子器件等领域。

其次,陶瓷材料具有良好的耐腐蚀性能。

由于其不易受化学物质的侵蚀,因此在化学工业、医疗器械等领域有广泛应用。

此外,陶瓷材料还具有优异的绝缘性能、高硬度、抗磨损等特点,使其在电子、磨料、切割工具等领域得到应用。

其次,陶瓷材料的应用领域非常广泛。

在电子领域,陶瓷材料常用于制造绝缘体、电容器、热敏电阻等电子元件。

例如,氧化铝陶瓷在电子工业中得到了广泛应用,用于制造电容器和电子陶瓷,其具有良好的绝缘性能和耐高温性能。

在航空航天领域,陶瓷复合材料常用于制造航空发动机叶片和航天器热结构件,这些材料具有优异的耐高温和抗氧化性能。

在医疗领域,陶瓷材料常用于制作人工骨骼、牙科修复材料等,其具有良好的生物相容性和良好的机械性能。

此外,陶瓷材料还广泛应用于汽车领域、化学工业、建筑业等。

最后,陶瓷材料的发展趋势主要体现在以下几个方面。

首先,陶瓷材料的多功能性将成为未来发展的重点。

随着科技的进步,人们对材料的性能要求越来越高,希望材料能够具备多种特性。

例如,磁性陶瓷具有磁性和电气性能,可以在电子领域得到广泛应用。

其次,陶瓷材料的微纳加工技术将得到更广泛的应用。

微纳加工技术可以将陶瓷材料制备成复杂的微小结构,从而提高其性能和功能。

再次,研发具有更高性能和更低成本的陶瓷材料是发展的方向之一。

目前,一些新型陶瓷材料已经取得了良好的效果,如钛酸钡陶瓷在压电领域的应用,但仍需要进一步改进。

此外,数学模型和计算机模拟等工具在陶瓷材料设计和制备中的应用也将日益重要。

总之,陶瓷材料具有优异的特性,在电子、航空航天、医疗、汽车等领域都得到了广泛应用。

无机非金属材料工程专业陶瓷材料科学与工程期末结课论文

无机非金属材料工程专业陶瓷材料科学与工程期末结课论文

无机非金属材料工程专业陶瓷材料科学与工程期末结课论文近年来,无机非金属材料工程专业迅速发展,成为了材料工程领域中备受关注的研究方向之一。

在该领域中,陶瓷材料科学与工程作为一种重要的研究对象,受到了广泛的关注和研究。

本文将重点阐述陶瓷材料的定义、种类及其应用。

一、陶瓷材料的定义陶瓷材料是一类通过烧结过程进行制备的材料,其主要成分是氧化物和其他无机物质。

这类材料具有高温稳定性和较好的耐腐蚀性能,因此在高温结构材料和骨科材料等方面得到了广泛的应用。

陶瓷材料制备工艺一般包括原料粉末的制备、成型、烧结等过程。

二、陶瓷材料的种类根据材料化学成分,陶瓷材料可分为氧化物陶瓷、非氧化物陶瓷和复合陶瓷等几类。

1.氧化物陶瓷氧化物陶瓷包括氧化铝、氧化锆、氧化硅等。

这类材料的主要特点是硬度高、密度大、热膨胀系数低、耐热性好等。

2.非氧化物陶瓷非氧化物陶瓷主要包括碳化硅、氮化硅、碳化钛等。

这类材料具有高硬度、高强度、耐磨损、抗腐蚀等优点,因此在极端环境下得以应用。

3.复合陶瓷复合陶瓷是由两种或两种以上的陶瓷材料混合制备的材料。

这类材料的主要特点是耐高温、热膨胀系数低、高硬度等。

目前复合陶瓷的应用领域非常广泛,包括电池极板、机械零件、高温装备等等。

三、陶瓷材料的应用由于陶瓷材料具有高硬度、耐腐蚀、高温稳定性等优点,其应用领域非常广泛。

下面列举几个常见的应用场景:1.骨科由于陶瓷具有生物惰性、耐腐蚀、生物相容性等特点,因此在骨科植入物制备中得到了广泛的应用。

例如人工关节、牙科种植物等。

2.电子陶瓷材料具有优异的绝缘性能和介电性能,因此在电子元器件和电路板制造中得到了广泛的应用。

例如陶瓷电容器、陶瓷电视机管等。

3.高温结构材料由于陶瓷具有高温稳定性和耐腐蚀性能,因此在高温炉、火箭推进器等高温环境下起到了重要作用。

总之,无机非金属材料工程专业陶瓷材料科学与工程作为一种重要的研究领域,其研究方向与工程应用前景广阔。

随着科技的不断发展和新型材料的不断涌现,相信在不久的将来,陶瓷材料会有更加广泛的应用。

陶瓷材料论文范文

陶瓷材料论文范文

陶瓷材料论文范文陶瓷材料是一种广泛应用于各个领域的材料,具有很多优点,比如优异的耐热性、耐磨性、电绝缘性和化学稳定性等。

它们在建筑、电子、医疗和航天等领域都发挥着重要作用。

本文将重点介绍陶瓷材料的特性、制备方法和应用领域。

陶瓷材料的主要特点之一是其优异的耐磨性。

陶瓷表面的硬度很高,能够抵抗各种损坏、磨损和划痕。

因此,陶瓷常用于制造刀具、砂轮和陶瓷瓷砖等产品。

此外,陶瓷材料还具有优异的耐热性,能够在高温下保持其结构和性能。

这使得陶瓷非常适合用于制造炉具、汽车发动机和航空航天设备等高温环境下的零部件。

陶瓷材料通常是非金属的,具有良好的化学稳定性。

它们能够耐受各种化学溶液和气体的腐蚀,因此在化学工业和生命科学等领域中得到了广泛的应用。

例如,一些陶瓷材料可以用于制造化学反应器、生物传感器和医疗植入器械。

此外,陶瓷在电子领域也非常重要,因为它们具有优异的绝缘性能和电磁耐受性。

陶瓷电容器、微波器件和高压绝缘体等产品都是利用陶瓷材料制造的。

陶瓷材料的制备方法主要包括烧结、凝胶注模和光固化等。

其中,烧结是最常用的制备方法之一、它通过将陶瓷粉末加热至高温下,使其颗粒之间发生熔合和碳化反应,从而生成致密的陶瓷体。

这种方法适用于多种陶瓷材料,如氧化铝、氧化锆和氧化钛等。

凝胶注模是一种较新的制备方法,它通过将陶瓷颗粒混合到液体溶胶中,并通过控制溶胶固化来形成所需的形状。

光固化是一种更为精细和精确的制备方法,它使用紫外线或激光来固化含有光敏物质的陶瓷材料。

陶瓷材料在各行各业都有广泛的应用。

在建筑业中,陶瓷常用于制造地板瓷砖、厨房瓷砖和卫生间陶器等产品。

在电子领域中,陶瓷材料被广泛应用于制造电容器、电阻器和晶体振荡器等电子元件。

在医疗行业中,陶瓷被用于制造人工骨骼、人工关节和牙科修复材料等。

此外,陶瓷还可以用于制造航天飞行器的陶瓷舵机和陶瓷火箭喷嘴等。

总而言之,陶瓷材料是一种非常重要的材料,其优异的特性和广泛的应用使其在各个领域发挥着重要作用。

陶瓷材料论文报告

陶瓷材料论文报告

陶瓷材料论文报告陶瓷简介:陶瓷是陶器和瓷器的总称。

中国人早在约公元前8000-2000年(新石器时代)就发明了陶器。

陶瓷材料大多是氧化物、氮化物、硼化物和碳化物等。

常见的陶瓷材料有粘土、氧化铝、高岭土等。

陶瓷材料一般硬度较高,但可塑性较差。

除了在食器、装饰的使用上,在科学、技术的发展中亦扮演重要角色。

陶瓷原料是地球原有的大量资源黏土经过淬取而成。

而粘土的性质具韧性,常温遇水可塑,微干可雕,全干可磨;烧至700度可成陶器能装水;烧至1230度则瓷化,可完全不吸水且耐高温耐腐蚀。

其用法之弹性,在今日文化科技中尚有各种创意的应用陶瓷是以粘土为主要原料以及各种天然矿物经过粉碎混炼、成型和煅烧制得的材料以及各种制品。

陶瓷的传统概念是指所有以粘土等无机非金属矿物为原料的人工工业产品。

它包括由粘土或含有粘土的混合物经混炼,成形,煅烧而制成的各种制品。

陶瓷的分类:(一)按用途的不同分类,1.日用陶瓷:如餐具、茶具、缸,坛、盆、罐、盘、碟、碗等。

2.艺术(工艺)陶瓷:如花瓶、雕塑品、园林陶瓷、器皿、陈设品等。

3.工业陶瓷:指应用于各种工业的陶瓷制品。

又分以下6各方面:①建筑一卫生陶瓷:如砖瓦,排水管、面砖,外墙砖,卫生洁其等;②化工(化学)陶瓷:用于各种化学工业的耐酸容器、管道,塔、泵、阀以及搪砌反应锅的耐酸砖、灰等;③电瓷:用于电力工业高低压输电线路上的绝缘子。

电机用套管,支柱绝缘于、低压电器和照明用绝缘子,以及电讯用绝缘子,无线电用绝缘子等;④特种陶瓷:用于各种现代工业和尖端科学技术的特种陶瓷制品,有高铝氧质瓷、镁石质瓷、钛镁石质瓷、锆英石质瓷、锂质瓷、以及磁性瓷、金属陶瓷等。

(二)按所用原料及坯体的致密程度可分为,粗陶(brickware or terra-cotta),细陶(potttery),炻器(stone Ware),半瓷器(semivitreous china),以至瓷器(130relain),原料是从粗到精,坯体是从粗松多孔,逐步到达致密,烧结,烧成温度也是逐渐从低趋高。

纳米陶瓷材料小论文

纳米陶瓷材料小论文

纳米陶瓷制备及其应用前景简介摘要:本文主要介绍了纳米陶瓷的制备及制备过程中影响力学性能的因素和前景。

合成法中主要介绍了气相合成法和溶胶-凝胶合成法,影响因素主要是气孔的尺寸大小对力学性能的影响,以及解决这些问题的办法,还有流动性(我不能解决的问题)。

前景是通过西方国家对纳米陶瓷的投资来做参考的。

关键词:纳米陶瓷力学性能气孔流动性一:前言陶瓷材料作为材料业的三大支柱之一,在日常生活及工业生产中起着举足轻重的作用。

陶瓷又可分为结构陶瓷和功能陶瓷,结构陶瓷具有耐高温、耐磨损、耐腐蚀以及质量轻、导热性能好等优点;功能陶瓷在力学、电学、热学、磁光学和其它方面具有一些特殊的功能,使陶瓷在各个方面得到了广泛应用[1]。

但陶瓷存在脆性(裂纹)、均匀性差、韧性和强度较差等缺陷,因而使其应用受到了一定的限制随着纳米技术的广泛应用,纳米陶瓷随之产生。

纳米陶瓷粉体是介于固体与分子之间的具有纳米尺寸(1~100 nm)的亚稳态中间物质。

随着粉体的超细化,其表面电子结构和晶体结构发生变化,产生了块状材料所不具有的特殊的效应而在纳米陶瓷材料的显微结构中,晶粒、晶界以及它们之间的结合都处在纳米水平,使得材料的强度、韧性和超塑性大幅度提高,克服了工程陶瓷的许多不足,并对材料的力学、电学、热学、磁学、光学等性能产生重要影响,从而为工程陶瓷的应用开拓了新领域。

二:性能纳米陶瓷具有优异性能(1)纳米陶瓷材料具有极小的粒径、大的比表面积和高的化学性能,可以降低材料的烧结致密化程度、节约能源;(2)使材料的组成结构致密化、均匀化,改善陶瓷材料的性能,提高其使用可靠性;(3)可以从纳米材料的结构层次(1~100 nm)上控制材料的成分和结构,有利于充分发挥陶瓷材料的潜在性能,而使纳米材料的组织结构和性能的定向设计成为可能。

另外,陶瓷是由陶瓷原料成型后烧结而成的,而且陶瓷粉料的颗粒大小决定了陶瓷材料的微观结构和宏观性能。

如果粉料的颗粒堆积均匀、烧成收缩一致且晶粒均匀长大,则颗粒越小产生的缺陷就越小,所制备的材料的强度就相应越高,这就可能出现一些大颗粒材料所不具备的独特性能。

陶瓷材料热稳定性小论文作业

陶瓷材料热稳定性小论文作业

陶瓷材料的热稳定性摘要:热稳定性是陶瓷材料重要的物理性能之一,极大地影响了陶瓷材料的可靠性,限制了其工程应用的范围。

提高陶瓷的抗热震性一直是无机材料工作者致力于解决的领域。

本文从热稳定性的本质出发,分析了影响陶瓷热稳定性的因素和提高热稳定性能的方法和途径。

正文:作为一种功能或是结构材料,陶瓷在加工和使用过程中经常面临着从极高的温度环境到低温环境的变化,由此而受到较强的温度起伏冲击。

不同的材料由于使用环境和要求的不同,所面临的热冲击程度也不尽相同。

例如一般的日用瓷只需要承受100K左右的热冲击,而对于一些运用到航天设备上的材料,则需要能够承受高达3000K~4000K的温差变化。

因此,抗热冲击性能是材料在工程运用中一个起着关键作用的性能,是陶瓷其他高温性能能够充分发挥的保证。

一、材料热稳定性的相关理论基础同其他的脆性材料一样,陶瓷材料的热稳定性普遍较差。

在这里,我们将材料抵抗温差骤变而不至于发生破坏的能力称为热稳定性或是抗热震性。

热稳定性是材料热学性能和力学性能的一个耦合性能,是热学性能和力学性能优劣的综合体现。

材料的热冲击破坏一般分为两大类型,一类是热冲击作用下的瞬时断裂,另一类是热冲击作用下的开裂、剥落直至整体损坏的热震损伤。

对于热冲击瞬时断裂,比较成熟的理论支持有基于热弹性理论的临界应力断裂理论。

其认为,材料受到热冲击而发生断裂,是热应力的作用。

当热震温差产生的热应力δH大于材料本身的固有强度δf时,即δH>δf时,材料就会发生热震断裂。

热应力的产生主要有以下几类:第一类热应力:主要是指材料体内部膨胀和体积变化引起的热应力。

对于多晶体和多晶材料,由于各相异性的原因,导致在受热过程中各晶粒和晶相膨胀方向与系统的各个部分不一样,这样便会在材料的内部产生内应力。

同样的,第一类热应力也包括了由于晶型转变体积变化而引起的热应力。

第二类热应力:主要是指由于温度梯度而产生的热应力。

当稳定或是非稳定热流通过陶瓷材料是,由于热流本身的不稳定性、材料的形状或是传热特性而导致的材料温度的分布不均,产生温度梯度,引起热应力。

陶瓷材料学结课论文

陶瓷材料学结课论文

陶瓷材料学结课论文陶瓷的烧结机理及Ti3SiC2高性能陶瓷的制备学校课程名称学院专业名称东北大学秦皇岛分校陶瓷材料学资源与材料学院材料科学与工程陶瓷材料学班级学号学生姓名指导教师日期2021年11月06日摘要:综述了Ti3SiC2高性能陶瓷材料的国内外研究现状和进展,介绍了Ti3SiC2的主要制备方法、性能、烧结机理及其应用,最后展望了Ti3SiC2高性能陶瓷的发展前景。

关键词: Ti3SiC2;制备方法;发展前景;应用;烧结机理 1 引言材料科学家们在不断地研究新型的高性能陶瓷材料。

使之既具有陶瓷材料耐高温、抗氧化、高强度的特点,又具有金属材料良好的导电性、导热性、塑性和可加工性的特点。

金属陶瓷就是基于这一思想发展起来的。

然而在金属陶瓷中金属结合相的抗氧化性和耐高温性能差,金属陶瓷的脆性也未得到根本解决。

20世纪80年代,由于纤维、晶须等增强剂的迅速发展和航空高推重发动机的要求,陶瓷基复合材料成为了研究的热点。

尽管采用纤维、晶须增强使其脆性得到了改善,但是由于其制备成本高,可靠性差,使这种陶瓷基复合材料难以得到广泛应用。

最近三元层状碳化物Ti3SiC2受到了材料科学家们的广泛重视。

Ti3SiC2是Ti-Si-C系统中唯一的真正三元化合物,既具有金属的优异性能【1】。

2 国内外研究现状1陶瓷材料学Ti3SiC2是一种年轻的陶瓷材料,虽然早在1967年就合成成功,但由于无法制备出纯的大块单相材料,因而自问世后沉睡了近30年,直到1996年美国Drexel大学的Baosoum和EI-Raghy成功地使用热等静压法合成出纯的大块单相【2】Ti3SiC2材料以及他们一系列开创性的工作后,这种材料才重新引起人们的重视。

Ti3SiC2是金属与陶瓷的三元化合物,晶体结构属于六方晶系,是TiC层和纯Si层交替排列的层状结构,每隔4层TiC出现一层纯Si层。

在电镜下观察, Ti3SiC2陶瓷的显微结构是由长条晶粒构成,界面平直,在晶内和晶界上有位错存在,(0001)面上有层错,在室温下变形时这些位错可以滑动和增殖。

陶瓷材料科学论文

陶瓷材料科学论文

陶瓷材料科学论文摘要:陶瓷材料一直以来都是一个被广泛研究的领域。

本文针对陶瓷材料的制备、性质以及应用进行了探讨。

首先介绍了陶瓷材料的制备方法,包括传统的烧结法和新兴的凝胶注模法。

然后详细讨论了陶瓷材料的性质,如机械性能、化学性质和热性质。

最后,探讨了陶瓷材料在电子、医疗和能源领域的应用。

关键词:陶瓷材料、制备、性质、应用1.引言陶瓷材料是一类由无机非金属材料制成的具有特定性能的材料。

它们因具有优异的物理、化学和热学性质而受到广泛关注。

陶瓷材料在各个领域具有多种应用,如电子器件、医疗器械和能源存储等。

本文将重点讨论陶瓷材料的制备、性质和应用。

2.陶瓷材料的制备方法目前,陶瓷材料的制备方法主要有两种:传统的烧结法和新兴的凝胶注模法。

传统的烧结法是通过将粉末材料加热至高温来烧结形成块体材料。

这种方法通常适用于形成块体结构的陶瓷制品。

新兴的凝胶注模法是一种基于凝胶化学反应的制备方法,通过将凝胶注入模具中,并在适当的条件下固化形成所需形状的陶瓷材料。

这种方法适用于制备复杂形状的陶瓷制品。

3.陶瓷材料的性质陶瓷材料具有许多特殊的性质,使其在不同领域得到广泛应用。

其中,机械性能是陶瓷材料的主要性能之一、陶瓷材料通常具有高硬度、高强度和良好的耐磨性。

此外,陶瓷材料还具有优异的化学稳定性和热稳定性,使其能够在高温和腐蚀条件下稳定工作。

因此,陶瓷材料在高温炉、化学反应器等领域具有重要应用价值。

4.陶瓷材料的应用陶瓷材料在电子、医疗和能源领域有着广泛的应用。

在电子领域,陶瓷材料常用于制备集成电路、电子元器件和压电器件等。

在医疗领域,陶瓷材料可用于制备人工关节、牙科材料和生物陶瓷等。

在能源领域,陶瓷材料可用于制备固体氧化物燃料电池、太阳能电池和储能材料等。

结论:陶瓷材料是一类具有特殊性能的材料,具有高机械性能、化学稳定性和热稳定性。

陶瓷材料的制备方法主要包括传统的烧结法和新兴的凝胶注模法。

陶瓷材料在电子、医疗和能源领域有广泛的应用。

陶瓷材料论文

陶瓷材料论文

课程论文陶瓷材料题目论纳米陶瓷膜学生姓名李永刚学号********** 专业金属材料工程班级20091072完成日期2011年12月15日论陶瓷材料膜姓名:李永刚学号:2009126166一、前言 (2)二、正文主体 (2)2.1纳米陶瓷膜简介及发展背景 (2)2.2纳米陶瓷膜的性能特点 (3)2.3纳米陶瓷膜的应用前景 (3)2.4纳米陶瓷膜的研究现状 (4)三、结论 (4)参考文献 (4)摘要纳米陶瓷膜是纳米陶瓷材料的大家庭中的一种,产生于21世纪初,具有分离效率高、效果稳定、化学稳定性好、耐酸碱、耐有机溶剂、耐菌、耐高温、抗污染、机械强度高、膜再生性能好、分离过程简单、能耗低、操作维护简便、膜使用寿命长等众多优势,并且对GPS信号无任何屏蔽作用。

由于它具有如此总多的优良性能,现已广泛应用于经济生活的各个领域。

一、前言陶瓷材料作为全球材料业的三大支柱之一,在日常生活及工业生产中起着举足轻重的作用。

目前,国际陶瓷市场需求最大的建筑陶瓷年贸易额达50亿美元,并以每年12%~15%的速度增长。

据统计仅在欧洲市场2002年工程陶瓷的市场价值为12.75亿欧元,美国13.48亿美元,预计2009年欧洲和美国工程陶瓷的消费将分别达到17.05亿欧元和16.55亿美元。

由于存在脆性(裂纹)、均匀性差、可靠性低、韧性、强度较差等的缺陷,因而使其应用受到了一定的限制。

但随着纳米技术的广泛应用,纳米陶瓷随之产生,它克服了陶瓷材料的许多不足,并对材料的力学、电学、热学、磁光学等性能产生重要影响,为陶瓷材料的应用开拓了新领域使陶瓷材料跨入了一个新的历史时期,所以纳米陶瓷被称为是21世纪陶瓷。

纳米陶瓷膜便是纳米陶瓷材料的大家庭中的一种,其产生于21世纪初,具有分离效率高、效果稳定、化学稳定性好、耐酸碱、耐有机溶剂、耐菌、耐高温、抗污染、机械强度高、膜再生性能好、分离过程简单、能耗低、操作维护简便、膜使用寿命长等众多优势,并且对GPS信号无任何屏蔽作用。

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湖南科技大学专业课程论文论文题目:对介电功能陶瓷性能的研究学生姓名:付国良学院:机电工程学院专业班级:09级金属材料工程二班学号:0903050201指导教师:徐红梅2011年12月20日对介电功能陶瓷性能的研究付国良(09级金属材料工程二班学号:093050201)【摘要】随着材料科学技术的飞速发展,电功能陶瓷材料的低位变得日益重要,其特性方面发挥的优越性是其他材料不可代替的。

电功能材料作为一种精细陶瓷,采用高度精选的原料,通过精密调配的化学组成和严格控制的制造工艺合成的陶瓷材料。

近年来,电子元件随科技发展和市场需求不断向片式化、小型化、多功能化等趋势发展,其中,片式化是小型化、多功能化发展的基础。

因此,片式化材料和器件的研究成为热点。

在片式化多层结构中,为了使用银、铜内电极,降低元件制作成本,低温共烧陶瓷技术成为近年来兴起的一种令人瞩目的多学科交叉的整合组件技术。

从介电材料的低温烧结和掺杂改性入手,通过调节成型压力,成型方式,叠层结构,以及采用零收缩技术,零收缩差技术,加入中间层等工艺技术和结构的改变,来研究层状共烧体的收缩率匹配,界面反应,界面扩散和介电性能,最终解决两种材料之间的共烧兼容问题,获得可低温烧结的无翘曲变形,无开裂等缺陷且界面结合良好的叠层共烧体。

介电陶瓷和绝缘陶瓷在本质上属于同一类陶瓷,但是与绝缘陶瓷不同的是,主要利用介电性能的陶瓷称为介电陶瓷或者说,介电陶瓷是通过控制陶瓷的介电性质,使之具有较高的介电常数、较低的介质损耗和适当的介电常数温度系数的一类陶瓷。

【关键词】陶瓷功能系数介电【引言】介电陶瓷对人类的生活影响涉及方方面面,但是人类对功能陶瓷的利用在一些方面的利用还是个空白,我设想如果我们把介电陶瓷用在谐振器、耦合器、滤波器、电容器、半导体、变压器等生活电器中时,这些电器将在工作效率和工作寿命上有很大的提高。

为了加强对介电功能陶瓷的功能的广泛利用,我对介电功能陶瓷材料的介电特性做了深入研究。

通过对材料性质的分析,我采用实验分析法,设计了周密的实验方案,同时我对介电功能陶瓷的理论基础做了研究设想,设计了研究方法和实验设计。

如果电功能陶瓷得到很好的利用,我们的电器和各种电子设备间的工作效率将大大提高,设备制造成本也将大大降低。

所以,研究介电功能陶瓷有很深远的意义。

【正文】一、节电功能陶瓷的定义。

陶瓷材料特有的高强度、耐热性、稳定性等特点,被人们普遍看好用作集成电路板的制造材料。

目前作为集成电路基板的陶瓷材料主要有氧化铝、氧化铍、碳化硅及氮化铝等,其中以氧化铝应用最为普遍。

这类陶瓷的介电损耗低,机械强度高,已被广泛应用于基板材料。

氧化铍最大的优点是导热系数高,但制造工艺较复杂,成本高,毒性大,限制了它的使用。

碳化硅的导热性优于氧化铝,有人采用热压方法,已制成高性能基板,工作到200℃左右时其性能仍能满足实用要求,但是由于添加剂有毒性,同时热压烧结工艺复杂,限制了它的发展。

近年来氮化铝基板引起国内外的普遍关注。

日本商品化生产氮化铝的热传导率是目前广泛使用的氧化铝瓷热传导率的10倍左右,其他电性能也和氧化铝陶瓷大致相当,有希望成为超大规模集成电路的下一代优质基板材料。

电介质陶瓷主要包括介电陶瓷、压电陶瓷、热释电陶瓷和铁电陶瓷。

其中介电陶瓷的利用最为广泛,具有巨大的研究与开发空间。

二、介电陶瓷的计划与介电常数。

设想在平行板电容器的两板上,充以一定的电荷,当两板间存在电介质时,两板的电位差总是比没有电介质存在(真空)时低,在介质表面上会出现感应电荷,如下图所示。

这些感应电荷部分屏蔽了板上自由电荷所产生的静电场,这种感应电荷不能自由迁移,称为束缚电荷。

电介质在电场作用下产生感应电荷的现象,称为电极化。

电介质:一切绝缘体统称为电介质,或者是在外电场的作用下内部结构发生变化,并且反过来影响外电场的物质。

电介质极化示意图在电场作用下,电介质以正、负电荷重心不重合的电极化方式来传递并记录电的影响。

从微观上看,电极化是由于组成介质的原子(或离子)中的电子壳层在电场作用下发生畸变,以及由于正负离子的相对位移而出现感应电矩。

电极化是电介质最基本和最主要的性质,介电常数是综合反映介质内部电极化行为的一个主要的宏观物理量。

我们知道,对极板面积为S ,两极板表面距离为d ,极板间真空的平行板电容器的电容为:dS e C 00= 式中0e ——真空中的介电常数。

当两极板间放入电介质时,店同庆的电容增加,实验表明,两极板间为真空时的电容0C 与两极板间充满均匀电介质时的电容C 的比值为:C C e r = r e 叫作介质的相对介电常数。

所以,dS e d S e e C e C r r ===00 式中0e e e r =,e 叫作电介质的介电常数。

r e 为电容之比,是一个没有单位的纯数。

所以电介质的介电常数e 的单位和真空的介电常数0e 的单位相同。

12010*85.8-=e F/m前述电极化概念时,把感应电荷称为束缚电荷,而束缚电荷的面密度或介质中单位体的电矩即为极化强度,以P 表示。

P 不仅与外电场强度有关,更与介质本身的特性有关。

真空时,电位移 00E e D =式中0E ——两极板间为真空的介质中静电场。

有电介质时,eE e D 0≈式中E ——两极板间有电介质时的介质中的宏观静电场;e ——截止的介电常数。

电位移为P E e D +=0E e e P )1(0-=介质的介电常数0e e e r =,r e 为相对介电常数,r e 是电子陶瓷材料中一个十分重要的参数,不同用途的陶瓷对r e 有不同的要求。

例如,绝缘陶瓷一般要求r e ≤9,否则使线路的分布电容太大,影响线路的参数,而电容器陶瓷一般要求r e 越大越好,r e 大可以做成大容量小体积的电容器。

二、极化与介质损耗。

任何介质的电场作用下,总是或多或少地把部分电能转变成热能而使介质发热。

在单位时间内因发热而消耗的能量称为损耗功率或简称介质损耗,常用δtg 来表示,其值越大,能量损耗也越大,δ称为介质损耗角,其物理意义是指在交变电场下电介质的电位移D 与电场强度E 的相位差。

介质损耗是所有应用于交变电场中电介质的重要的品质指标之一,因为介质在电工或电子工业可能影响元器件的正常工作。

例如用于谐振回路中的电容器,其介质损耗过大时,将影响整个回路的调谐锐度,从而影响整机的灵敏度和选择性。

介质损耗严重时,甚至会导致介质过热而破坏绝缘。

从这种意义上说,介质损耗越小越好。

实际用的绝缘材料,其电阻不可能无穷大,在外电场作用下,总有一些带电质点会发生移动而引起漏导损耗。

一切介质在电场中均会呈现出极化现象,除电子、离子的弹性位移极化基本上不消耗能量外,其他缓慢极化(如松弛极化、空间电荷极化等)在极化缓慢建立的过程中都会因克服阻力而引起能量的损耗,这种介质损耗一般称为极化损耗。

tg δ的倒数Q (Q=1/tg δ)称为介电陶瓷材料的电学品质因数,这也是介电陶瓷重要的特征评价参数。

1、松弛极化:当材料中存在弱联系电子、离子和偶极子等松弛质点时,热运动使这些松弛质点分布混乱,而电场力图使这些质点按电场规律分布,最后在一定温度下发生极化。

松弛极化的带电质点在热运动时移动的距离,可与分子大小相比拟,甚至更大,并且质点需要克服一定的势垒才能移动,因此这种极化建立的时间较长(可达到10-2-10-9s ),需要吸收一定的能量,是一种非可逆过程。

包括电子松弛极化、离子松弛极化和偶极子松弛极化,多出现在晶体缺陷区或玻璃体内。

2、空间电荷极化:常发生不均匀介质中。

在电场作用下,不均匀介质内部的正负间隙离子分别向负、正极移动,引起介质内各点离子密度的变化,即出现电偶极矩,这种极化称为空间电荷极化。

在电极附近积聚的离子电荷就是空间电荷。

随着温度的升高而下降,这是由于温度升高,离子运动加剧,离子容易扩散,因而空间电荷减少。

空间电荷的建立需要较长时间,大约几秒到数十分钟,甚至可达数十小时。

三、介电陶瓷材料及其应用介电陶瓷主要用于陶瓷电容器和微波介质元件。

陶瓷电容器是现代电子线路中必不可少的元件,每个电视机或录像机中都含有100-200个陶瓷电容器,由于陶瓷的介电特性好,可制成体积小、容量大的电容器。

电视机超高频(UHF)的频率为300MHz,通讯卫星的频率大于10000MHz,只有陶瓷电容器才能在1000MHz以上的频率有效的工作。

在微波应用中,当使用空腔共振器的过滤器时,体积很大,而采用介电陶瓷,则可使微波通信和其他微波设备小型化。

1、陶瓷电容器用于制造电容器的介电陶瓷,在性能上一般应达到如下要求:(1)介电常数应尽可能高,介电常数越高,陶瓷电容器的体积可以做得越小。

(2)在高频、高温、高压及其他恶劣环境下,陶瓷电容器性能稳定可靠。

(3)介电损耗要小,这样可以在高频电路中充分发挥作用,对于高功率陶瓷电容器,能提高无功功率。

(4)比体积电阻高于1010Ω·m,这样可保证在高温下工作。

(5)具有较高的介电强度,陶瓷电容器在高压和高功率条件下,往往由于击穿而不能工作,因此提高电容器的耐压性能,对充分发挥陶瓷的功能有重要作用。

陶瓷电容器有温度补偿电容器用于介电陶瓷、半导体电容器陶瓷、高介电常数电容器用陶瓷、高压电容器陶瓷。

2、微波介质陶瓷微波介质陶瓷主要用于制作微波电路元件,微波电路元件要求介电陶瓷在微波频率下具有如下性能:(1)介电常数适当且稳定;(2)介质损耗小;(3)介电常数温度系数小;(4)热膨胀系数小。

微波介质陶瓷主要用于谐振器、耦合器、滤波器等微波器件以及微波介质基片。

【结论】1、固体介质的击穿场强往往取决于材料的均匀性;2、大部分材料在交变电场下的击穿场强低于直流下的击穿场强,在高频下由于局部放电的加剧,使得击穿场强下降得厉害,并且材料得介电常数越大,击穿场强下降得越多;3、无机电介质在高频下得击穿往往具有热得特征,发生纯粹电击穿得情况并不多见;4、在室温附近,高分子电介质的击穿场强往往比陶瓷等无机材料要大,并且极性高聚物的击穿场强比非极性的大;5、在软化温度附近,热塑性高聚物的击穿场强急剧下降。

【参考文献】【1】关长斌等.陶瓷材料导论.哈尔滨:哈尔滨工程大学出版社,2005系介电陶瓷/NiZnCu铁氧体叠层低温共烧兼容特性【2】刘向春.ZnO-TiO2研究.无机化学学报,2007(1):4~12【3】邵守福.钛酸铜钙基高介电陶瓷材料和钛酸钡压电陶瓷材料的物性研究.硅酸盐学报,2009(2):8~25【4】 /view/79a1bb1c59eef8c75fbfb3c6.html.功能材料的简介.百度文库:基础科学.2010(1):2~3。

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