PLZT陶瓷的晶界结构
透明陶瓷
泛的用途受到了研究者的极大关注，无论是 性能的提高还是新型透明陶瓷的研究都取得 了很大的发展。但在具体研究和制备过程中 仍然有不少问题存在，尤其是在制备过程中 原有生产工艺比较单一。比如用传统工艺制 备透明氧化铝陶瓷时，大部分制品可能会出 现发灰、发黑的现象。
1.气孔率 2.晶界结构 3.原料与添加剂 4.烧成气氛 5.表面加工光洁度
3.1气孔率
对透明陶瓷透光性能影响最大的因素是气孔
率。普通陶瓷即使具有很高的致密度，往往 也不是透明的，这是因为其中有很多封闭的 气孔。文献指出 ,总气孔率超过1%的氧化物 陶瓷基本是不透明的，因为气孔的折射率非 常低(约为1.0)，这些气孔在光线传播的过程 中会使光线发生多次反射，从而大大降低材 料的透明度。
透明陶瓷
1.简介
2.透明陶瓷的发展 3.影响透明陶瓷性能的主要因素 4.透明陶瓷的研究趋势
1.简介
所谓透明陶瓷就是能透过光线的陶瓷。通常
陶瓷是不透明的，其原因是陶瓷材料内部含 有的微气孔等缺陷对光线产生折射和散射作 用，使得光线几乎无法透过陶瓷体。1959年 通用电气公司首次提出了一些陶瓷具有可透 光性 ,随后美国陶瓷学家 R· LCoble制备得到 透明氧化铝陶瓷证实了这一点
同性的性质，使得其具有优越的透光性能。 氧化钇透明陶瓷在宽广的频率范围内，特别 是在红外区中，具有很高的透光率。由于高 的耐火度，可用作高温炉的观察窗以及作高 温条件应用的透镜。此外，氧化钇透明陶瓷 还可用于微波基板、红外发生器管、天线罩 等。
2.2透明铁电陶瓷
PLZT电光陶瓷是一种典型的透明铁电陶瓷，
对透明陶瓷的研究趋势将是：拓展其性能尽
可能满足不同领域的应用要求；不断改善现 有透明陶瓷的制备工艺；探索如何将其投入 生产，逐步解决生产工艺过程中出现的技术 问题，使得透明陶瓷的工业化生产以及应用 技术趋于成熟。
功能陶瓷材料_透明陶瓷
陶瓷内部微观结构示意图
透明陶瓷要求：晶界应微薄、光性好、没有第二相夹杂物及位 错等缺陷。
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第二相
要控制陶瓷中第二相的生成，在陶瓷生产的过程中，我们应注 意原料与添加剂的选择。生产透明陶瓷应使用高纯度、高细散、 高烧结活性粉料。高纯度可减少第二相的析出；高细散可保障 高的烧结活性。
根据平均气孔的大小，产生的影响也不同：在气孔直径小于 光波波长λ/3时, 会产生Rayleigh 散射；当气孔直径与光波波 长λ相接近时, 会产生Mie散射；当气孔直径大于光波波长λ时, 会产生反散射折射。其中Mie散射对透过率的可分为晶界气孔和晶内气孔。晶体之间的气孔处于晶 界面上容易排除，它可以随着晶界的移动而迁移，最终排出体外， 而晶体内部的气孔即使是小于微米级的也很难排除，而且在封闭 气孔中还可能进入水蒸汽、氮气和碳等。因此晶体内气孔对于获 得透明陶瓷是最危险的，从而应在任何工艺阶段防止气孔的产生。
功能陶瓷
4.4 透明陶瓷
❖ 1959年，美国通用电气公司开发出透光性氧化铝陶瓷，最 先打破陶瓷不透明这一，其透光率约为80%，而现在作为高 压钠灯灯管的透明氧化铝瓷对可见光的透光率已达到90％以 上。现在研制成功的透明陶瓷包括Al2O3、MgO、Y2O3、ZrO2、 ThO、MgF2、CaF2、LaF3以及PZT、PLZT、GaAs、ZnS等。
样品基本达到了理论密度，而且晶界平直，晶界没有存 在杂质相，因此，降低了因残余气孔和晶界引起的散射，使 得材料有较高的透过率。
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❖透明陶瓷的性能及应用
透明陶瓷材料不仅具有较好的透明性、耐腐蚀性，能在高 温高压下工作，而且还有许多其他材料无可比拟的性能，如: 强度高、介电性能优良、电导率低、热导性好等。
稀土在结构陶瓷材料和功能陶瓷中的应用有哪些？
稀土在结构陶瓷材料和功能陶瓷中的应用有哪些？稀土及稀土氧化物在陶瓷材料中的应用，主要是作为添加物来改进陶瓷材料的烧结性、致密性、显微结构和晶相组成等，从而在极大程度上改善了它们的力学、电学、光学或热学性能，以满足不同场合下使用的陶瓷材料的性能要求。
本文简要综述了稀土氧化物在结构陶瓷材料和功能陶瓷中的应用。
1 稀土氧化物在陶瓷材料中的作用机理2 稀土氧化物在结构陶瓷材料中的应用结构陶瓷是指晶粒间主要是离子键和共价键的一类陶瓷材料，具有良好的力学性、高温性和生物相容性等。
结构陶瓷在日常生活中应用很普遍，目前已向航空航天、能源环保和大中型集成电路等高技术领域拓展。
2.1 氧化物陶瓷氧化物陶瓷是指陶瓷中含有氧原子的陶瓷，或高于二氧化硅(SiO2：熔点1730℃)晶体熔点的各种简单氧化物形成的陶瓷。
氧化物陶瓷具有良好的物理化学性质，电导率大小与温度成反比。
氧化物陶瓷常作为耐热、耐磨损和耐腐蚀陶瓷，应用在化工、电子和航天等领域。
2.1.1 氧化铝陶瓷氧化铝陶瓷被广泛用于制造电路板、真空器件和半导体集成电路陶瓷封装管壳等。
为了获得性能良好的陶瓷，需要细化晶粒并使其以等轴晶分布，降低陶瓷的气孔率，提高致密度，最好能达到或接近理论密度。
氧化铝陶瓷的烧结温度高，烧制原料高纯氧化铝价格也高，限制了其在部分领域的推广及应用。
研究表明，稀土氧化物的加入可与基体氧化物形成液相或固溶体，降低烧结温度，改善其力学性能。
常用的稀土氧化物添加剂有Dy2O3、Y2O3、La2O3、CeO3、Sm2O3、Nd2O3、Tb4O7和Eu2O3等。
2.1.2 氧化锆陶瓷氧化锆(ZrO2)有单斜相、四方相和立方相三种晶型。
在一定温度下，氧化锆发生晶型转化时伴随体积膨胀和切应变，体积膨胀可能导致制品开裂。
氧化锆的熔点高，耐酸碱侵蚀能力强，化学稳定好，抗弯强度和断裂韧性很高。
三种晶型相互转化会伴随着体积的膨胀或收缩，导致性能不稳定，须采取稳定化措施。
PLZT透明铁电陶瓷简介--欢迎报考中国科学院上海硅酸盐研究所
电畴随 机无序 PLZT铁电透明陶瓷中电畴的形态 (a)未极化 (b)已极化
电畴有序排列； 随外电场转向 而转向。
关键区域：不同方向电畴之间的过渡区域 畴壁—光学折 射率不连续的区域当光入射到这里时，将发生折返；光 被散射，畴壁成为无数的散射中心，使原本透明陶瓷呈现 磨砂玻璃的性状入射光被衰减、屏蔽
PLZT透明陶瓷的电光应用——高速光开关
Collimator +
3 1 Input 3 Output I
OC
4
Coupler 2
PLZT晶 体
2
1
Output II
环形镜结构
由耦合器的同侧两臂连接构成。进入耦合器的光被分为两束，分别沿 顺时针和逆时针方向在环中传播，当两束光再次在耦合器中相遇时， 由其干涉决定光纤环形镜的输出特性，实现对光的调制。
PLZT透明陶瓷的电控光散射效应
最大透过率与 最小透过率之 比：100：1
利用电控光散射的光阀示意图
PLZT透明铁电陶瓷的其它效应
除了电控双折射以及电控光散射效应之外， 不同组成的 PLZT 材料还具有电致伸缩效应、 光致伏特效应、光致伸缩效应等，可根据不 同的效应实现材料的应用。
二、PLZT透明铁电陶瓷的发展和主要应用
PLZT透明铁电陶瓷的电控双折射效应
给各向异性的电介质施加外电场 E后，由于压电效应使晶 格产生畸变，介质的折射率n也随之变化，这种由于外电 场引起的晶体折射率的变化现象称为电控双折射效应。 n与E的关系：n=no+aE+bE2 +
电介质的折射率随外电场成线性变化的（由一次项 aE引起）称为一次电光效应； 折射率与电场成平方关系的（由bE2 项引起）称为二 次电光效应。
PLZT纳米陶瓷粉末的合成及表征
文章编号:１００１Ｇ９７３１(２０１８)０７Ｇ０７２１０Ｇ０５P L Z T纳米陶瓷粉末的合成及表征∗曾㊀阳,王烈林,谢㊀华,王文文,胡登超,冯志强(西南科技大学核废物与环境安全国防重点学科实验室,四川绵阳６２１０１０)摘㊀要:㊀通过溶胶喷雾热解法合成P L Z T(１０/６５/３５)陶瓷粉末,通过热分析仪㊁X射线粉末衍射仪(X R D)㊁扫描电镜(S E M)㊁透射电镜(T E M)对样品进行分析.研究表明,前驱体经过９００~１０００ħ的烧结能得到单一的P L Z T晶体;当烧结温度超过１１００ħ,P L Z T陶瓷发生相变,分解为Z r O２和P b０．６４L a０．２０６T i０．９４９O２．８４６;扫描电镜(S E M)分析表明P L Z T粉末样品颗粒饱满㊁粒径均匀,为纳米晶体;透射电镜(T E M)分析结果表明P L Z T晶粒呈现球状,晶粒为多晶结构.关键词:㊀s o lＧ喷雾热解;P L Z T;纳米粉末中图分类号:㊀T B３４文献标识码:A D O I:１０．３９６９/j．i s s n．１００１Ｇ９７３１．２０１８．０７．０３７０㊀引㊀言锆钛酸镧铅陶瓷(P L Z T陶瓷),分子式为P b１－x L a x(Z r y T i１－y)１－x/４O３,P L Z T组合物通常缩写为x/ y/１－y,为A B O３型钙钛矿结构,因为具有特殊的光电和压电特性又被称作光电陶瓷或者压电陶瓷. P L Z T陶瓷应用广泛,利用其光致伸缩效应[１],P L Z T 陶瓷被用来制备光继电器㊁光电马达等[２Ｇ４];也用于制作光储存㊁显示㊁光栅㊁光调制器等陶瓷器件[５].它在计算机技术㊁显示技术㊁激光技术㊁全息存贮㊁微声技术及电子领域也有着巨大的应用前景[６Ｇ８].目前制备P L Z T陶瓷比较成熟的方法主要有水热合成法[９Ｇ１０]㊁共沉淀法[１１]㊁机械球磨法[１２],气氛烧结制备法[１３].水热合成制备P L Z T陶瓷主要包括加压水热反应㊁造粒预烧㊁最终煅烧成型３个步骤;而共沉淀法制备P L Z T包括两次沉淀和两次烧结过程;机械球磨法制备P L Z T 陶瓷时,原料的纯度和粒度的均匀性得不到保证,而且在固相反应中,粉料活性低,颗粒粗,对产物的粒径和化学均匀性有很大影响;气氛烧结制备P L Z T是由于氧化铅在高温烧结制备P L Z T过程中易挥发,通入氧化铅气氛粉以弥补在烧结过程中氧化铅的损失,该方法对设备和原材料的要求比较高.本文主要通过s o lＧ喷雾热解法[１４Ｇ１５]研究制备P L Z T(１０/６５/３５)陶瓷粉末,包括原料反应的热力学过程,烧结温度对P L Z T粉末尺寸的影响以及P L Z T粉末的晶体结构.１㊀实㊀验１．１㊀样品制备根据化学式P b０．９L a０．１Z r０．６５T i０．３５O３,按照化学计量比称取硝酸镧(L a(N O３)３ ６H２O),硝酸锆(Z r(N O３)４ ５H２O),加去离子水配置成溶液;称取钛酸丁四酯和氧化铅(考虑到P b O高温易挥发,实验按P b O过量１０％称取)溶于硝酸的乙醇溶液,所用试剂均为分析纯;以柠檬酸作为络合剂,加入聚乙二醇作为分散剂,将溶液混合后搅拌至澄清透明溶胶,以一定压力的空气将获得的溶胶雾化到预热温度３５０ħ的刚玉坩埚中,获得前驱体粉末.图１为喷雾热解实验装置图.如图１所示,混合溶液装入溶胶压力容器,通入压缩空气,调节液阀和气阀可以控制喷嘴处喷雾的大小,喷雾通过坩埚壁加热汽化最终在坩埚内留下热解产物,得到前驱体.将前驱体在高温炉中进行不同条件的烧结,得到P b０．９L a０．１Z r０．６５T i０．３５O３陶瓷粉末.１．２㊀样品性能及表征测试采用美国铂金埃尔默(P e r k i nＧE l m e r)公司的S T A８０００型综合热分析仪对前驱体做热分析处理.利用荷兰帕纳科公司的X p e r tＧP R O型X射线衍射仪(C u靶,Kα＝０．１５４０６n m,４０k V/４０m A)对样品进行常规衍射分析.利用德国蔡司(Z E I S S)仪器公司的U L T R A５５型场发射式扫描电子显微镜对样品进行显微结构分析,对产物进行颗粒尺寸和样品纯度分析.通过德国蔡司(Z E I S S)仪器公司L i b r a２００F E型场发射式透射电子显微镜对产物微观结构进行分析.２㊀结果与讨论２．１㊀前驱体分析２．１．１㊀X R D分析通过喷雾热解过程得到淡黄色前驱体粉末,图２为前驱体的X射线衍射图谱.０１２７０２０１８年第７期(４９)卷∗基金项目:国家自然科学基金青年基金资助项目(２１１０１１２９);西南科技大学龙山人才计划资助项目(１７l z x６１１)收到初稿日期:２０１８Ｇ０１Ｇ２２收到修改稿日期:２０１８Ｇ０４Ｇ２０通讯作者:王烈林,EＧm a i l:w a n g l i e l i n＠s w u s t．e d u．c n 作者简介:曾㊀阳㊀(１９９５－),男,四川广安人,师承王烈林,从事纳米材料研究.图１㊀喷雾热解实验装置F i g １E x p e r i m e n t a l d e v i c e o f s o l Ｇs p r a yp y r o l ys i s ㊀㊀前驱体X R D 分析表明,样品谱线在２θ＝２１．６３,３０．８６,３８．０７,４４．２１,４９．７０,５４．８７,６４．３１,６８．４７ʎ等角度出现衍射峰,分别对于P b ０．９L a ０．１Z r ０．６５T i ０．３５O ３晶体结构的(１００)㊁(１１０)㊁(１１１)㊁(２００)㊁(２１０)㊁(２１１)㊁(２２０)㊁(２２１)晶面,该结果与P b ０．９L a ０．１Z r ０．６５T i ０．３５O ３的PD F 标准卡片(４６Ｇ３３６)一致,图中并无其它明显衍射峰,表明喷雾热解阶段初步形成P b ０．９L a ０．１Z r ０．６５T i ０．３５O ３粉末,并去除了大部分的有机络合物(聚乙二醇㊁柠檬酸)和多余的硝酸.前驱体的衍射峰出现较大宽化,主要由于喷雾热解过程温度较低,产物的结晶度不够,没有形成良好的晶体结构.前驱体X R D 分析表明通过喷雾热解方法可以较为容易实现P L Z T 陶瓷粉末的合成.图２㊀P b ０．９L a ０．１Z r ０．６５T i ０．３５O ３前驱体的XR D 图谱F i g ２X R D p a t t e r n s o fP b ０．９L a ０．１Z r ０．６５T i ０．３５O ３pr e c u r Ｇs o r p o w d e r ２．１．２㊀热分析通过对前驱体的X R D 分析可知,喷雾热解阶段初步形成P b ０．９L a ０．１Z r ０．６５T i ０．３５O ３,但粉体中可能含有少量的杂质有待去除,而且晶体还需要进一步结晶成形,因此对前驱体进行了热分析.取少量热解后的粉末在空气环境下对前驱体热分析处理,升温速率为１０ħ/m i n ,如图３得到前驱体粉体的T G /D S C 曲线图.在３０~１０９８．８７ħ升温阶段,整个过程前驱体处于吸热过程;在３０７．７８ħ存在一个微小的放热峰,该过程可能是由于喷雾热解过程前驱体粉体吸收乙醇中的羟基分解[１６],此过程质量损失１．７９％.此外,在３０７．７８~１０９８．８７ħ之间热重曲线只是缓慢的下降,说明该阶段主要是P b ０．９L a ０．１Z r ０．６５T i ０．３５O ３晶体生长过程以及游离氧化铅的挥发过程,而大部分的P b２＋被束缚到晶格体内,此阶段是P b ０．９L a ０．１Z r ０．６５T i ０．３５O ３陶瓷粉末的稳定阶段[１７Ｇ１８].在１１００ħ附近出现一个明显吸热峰,意味着可能出现P b ０．９L a ０．１Z r ０．６５T i ０．３５O ３粉末的结构分解相变温度点.如图３所示,在１０９８．８７ħ之后,P b ０．９L a ０．１Z r ０．６５T i ０．３５O ３粉末T G 曲线急剧下降,质量损失达到６５％,可能是由于在该温度点附近P b ０．９ＧL a ０．１Z r ０．６５T i ０．３５O ３体系分解,产物发生了相变,并且有部分分解物挥发离开体系.图３㊀P b ０．９L a ０．１Z r ０．６５T i ０．３５O ３前驱体TG /D S C 曲线F i g ３T G /D S Cc u r v e so fP b ０．９L a ０．１Z r ０．６５T i ０．３５O ３pr e Ｇc u r s o r２．２㊀P L Z T 产物分析２．２．１㊀X R D 分析根据前驱体热分析结果,实验选取９００,１０００和１１００ħ对前驱体进行烧结处理.在各温度点于空气环境下保温烧结６h 分别得到P b ０．９L a ０．１Z r ０．６５T i ０．３５O ３陶瓷粉末.图４为不同烧结条件制备粉末的X R D 分１１２７０曾㊀阳等:P L Z T 纳米陶瓷粉末的合成及表征析图谱.图４㊀P b ０．９L a ０．１Z r ０．６５T i ０．３５O ３前驱体及不同烧结条件下产物的X R D 图谱F i g ４X R D p a t t e r n so f p r e c u r s o r p o w d e ra n dP b ０．９ＧL a ０．１Z r ０．６５T i ０．３５O ３s a m p l e ss i n t e r e da td i f f e r e n t c o n d i t i o n s㊀㊀当烧结温度低于１１００ħ时,样品谱线只在２θ＝２１．６３,３０．８６,３８．０７,４４．２１,４９．７０,５４．８７,６４．３１,６８．４７ʎ等角度出现衍射峰,衍射图谱未明显出现其它衍射峰,表明该样品为纯P b ０．９L a ０．１Z r ０．６５T i ０．３５O ３陶瓷物相.当烧结温度升高到１１００ħ时,谱线中未观察到P b ０．９ＧL a ０．１Z r ０．６５T i ０．３５O ３衍射峰,样品X R D 图谱结构对应于Z r O ２(２θ＝１７．４１,２４．０５,２８．２０,３１．４７,３４．０７,３５．２０ʎ等)和P b ０．６４L a ０．２０６T i ０．９４９O ２．８４６(２θ＝２２．５２,３２．０９,３９．６０,４６．０７,５１．９０,５７．２８ʎ等)的衍射峰以及其它微弱衍射峰.结合热分析结果,在１０９８．８７ħ温度点材料出现较大的吸热,可能由于体系中的氧化铅发生分解逃逸,导致P b ０．９L a ０．１Z r ０．６５T i ０．３５O ３结构坍塌;P b ０．９L a ０．１Z r ０．６５ＧT i ０．３５O ３分解为Z r O ２和P b ０．６４L a ０．２０６T i ０．９４９O ２．８４６以及其它微量杂质;利用特征峰面积比估算得Z r O ２和P b ０．６４ＧL a ０．２０６T i ０．９４９O ２．８４６的含量比约为１ʒ３.P b ０．９L a ０．１Z r ０．６５T i ０．３５O ３粉体尺寸由谢乐(D e b y e ＧS c h e r r e r )公式进行估算.S c h e r r e r 公式[１９]x ＝０．９λβc o s θ㊀㊀其中,x 为衍射方向上晶粒的平均厚度,n m ;即样品粒径大小;λ为X 射线的波长;θ是入射X 射线与晶面的掠射角;β为衍射峰的半高宽.分别计算前驱体以及不同烧结温度下P b ０．９L a ０．１Z r ０．６５T i ０．３５O ３粉末的平均粒径,结果如表１所示.从表１可知,前驱体由于处于结晶初级阶段,晶粒较小,尺寸为１４．２n m ;而经过９００和１０００ħ烧结制备的P b ０．９L a ０．１Z r ０．６５T i ０．３５O ３陶瓷粉体晶粒均匀,晶体尺寸大约为３０n m .２．２．２㊀S E M 和E D S 分析图５(a )Ｇ(c )分别给出了烧结条件为９００ħ＋６h ,１０００ħ＋６h ,１１００ħ＋６h 制备的P b ０．９L a ０．１Z r ０．６５ＧT i ０．３５O ３粉末的SE M 图片.表１㊀不同烧结条件下P b ０．９L a ０．１Z r ０．６５T i ０．３５O ３粉末的晶格常数和晶粒尺寸T a b l e１L a t t i c e p a r a m e t e r sa n dc r ys t a l l i t es i z e so f P b ０．９L a ０．１Z r ０．６５T i ０．３５O ３p o w d e r s p r e p a r e da t d i f f e r e n t c o n d i t i o n sC a l c i n a t i o n c o n d i t i o n L a t t i c e p a r a m e t e r/n mC r ys t a l s i z e /n m 前驱体４．０７８１４．２９００ħ＋６h４．０７８５３０．０８１０００ħ＋６h４．０７７９３１图５㊀不同烧结条件下P b ０．９L a ０．１Z r ０．６５T i ０．３５O ３的SE M 图片F i g ５S E Mi m a g e s o f P b ０．９L a ０．１Z r ０．６５T i ０．３５O ３sa m p l e s u n d e r d i f f e r e n t s i n t e r i n g c o n d i t i o n s ㊀㊀从图５(a )和(b )可以观察到样品颗粒呈现球状㊁颗粒饱满㊁形貌良好;颗粒分布比较均匀,随烧结温度的升高粒径大小基本保持一致.图５(c )表明,当烧结温度升高到１１００ħ时,粉体形貌发生明显改变,粉体不再是均匀分布的球形颗粒,而且形状各异.结合X R D 分析结果,这些不规则粉体主要是Z r O ２和P b ０．６４ＧL a ０．２０６T i ０．９４９O ２．８４６的混合物.图６和表２给出了不同烧结条件下样品粉末的E D S 分析结果.图６(a )~(c )依次为烧结条件９００ħ＋６h ,１０００ħ＋６h ,１１００ħ＋６h 制备的P b ０．９L a ０．１ＧZ r ０．６５T i ０．３５O ３陶瓷粉末的元素含量分布图.表２为不同烧结条件下P b ０．９L a ０．１Z r ０．６５T i ０．３５O ３粉末的原子百分比.E D S 结果表明,当烧结条件为９００ħ保温６h 时,原子比n (P b )ʒn (L a )ʒn (Z r )ʒn (T i )ʒn (O )＝１４．６０ʒ２．６３ʒ１３．６４ʒ４．４６ʒ６４．６７＝０．９０ʒ０．１６ʒ０．８４ʒ０．２７ʒ３．９９;烧结条件１０００ħ保温６h 时,原子比为１２．１３ʒ０．９７ʒ１７．６７ʒ５．３４ʒ６３．８８＝０．９０ʒ０．０７ʒ１．３１ʒ０．４０ʒ４．７４.与P b ０．９L a ０．１Z r ０．６５T i ０．３５O ３原子比０．９０ʒ０．１０ʒ０．６５ʒ０．３５ʒ３．００存在略微差别,该差别可能取决于不同烧结温度时过量氧化铅的挥发程度,混合物中存在未完全挥发的氧化铅导致体系的原子比实际值与理论值存在差异.当烧结温度为１１００ħ２１２７０２０１８年第７期(４９)卷时,体系中各元素的原子比发生了明显变化.结合X R D 分析可知,当混合物体系中Z r O ２与P b ０．６４L a ０．２０６ＧT i ０．９４９O ２．８４６的含量比为１ʒ３时,理论上混合物中n (P b )ʒn (L a )ʒn (Z r )ʒn (T i )ʒn (O )＝０．４８ʒ０．１５ʒ０．２５ʒ０．７１ʒ３．１３,而表中实际比值为９．４８ʒ３．６７ʒ２．５９ʒ１１．１２ʒ７３．１４＝０．４８ʒ０．１８ʒ０．１３ʒ０．５６ʒ３．７０,该结果与理论值基本相符合,说明体系中还存在其它微量的杂质.图６㊀不同烧结条件下P b ０．９L a ０．１Z r ０．６５T i ０．３５O ３陶瓷的元素含量分布图F i g ６E l e m e n t c o n t e n td i s t r i b u t i o no fP b ０．９L a ０．１Z r ０．６５T i ０．３５O ３ce r a m i c s s a m p l e su n d e rd if f e r e n t s i n t e r i ng c o n d i Ｇt i o n s 表２㊀P b ０．９L a ０．１Z r ０．６５T i ０．３５O ３样品的E D S 分析T a b l e ２E D Sa n a l y s e so fP b ０．９L a ０．１Z r ０．６５T i ０．３５O ３s a m Ｇp l e s C a l c i n a t i o n c o n d i t i o nA t o m /％P bL aZ rT iO９００ħ＋６h １４．６０２．６３１３．６４４．４６６４．６７１０００ħ＋６h １２．１３０．９７１７．６７５．３４６３．８８１１００ħ＋６h ９．４８３．６７２．５９１１．１２７３．１４２．２．３㊀T E M 分析为了进一步研究P b ０．９L a ０．１Z r ０．６５T i ０．３５O ３粉末的晶体结构,对９００ħ烧结６h 的样品进行了T E M 分析.如图７为P b ０．９L a ０．１Z r ０．６５T i ０．３５O ３粉体的TE M 图片(a )和选区电子衍射图(S A E D )(b ).从图７(a)可以看出P b ０．９L a ０．１Z r ０．６５T i ０．３５O ３陶瓷粉体大致呈球状颗粒.选区电子衍射图分析表明,衍射图是介于对称斑点(单晶)和同心圆(多晶)之间的图形,表明P b ０．９L a ０．１Z r ０．６５T i ０．３５O ３晶粒是呈现一定方向性(择优取向)的多晶颗粒.图７㊀P b ０．９L a ０．１Z r ０．６５T i ０．３５O ３样品的TE M 图片和选区电子衍射图(S A E D )F i g ７T E Ma n dS A E D i m a g e s o f P b ０．９L a ０．１Z r ０．６５T i ０．３５O ３sa m p l e ３㊀结㊀论以硝酸盐作为原料,柠檬酸为络合剂,通过s o l Ｇ喷雾热解法,经过高温烧结成功合成P L Z T (１０/６５/３５)纳米陶瓷粉体,该方法可以提高物质反应效率,雾化和高温条件下柠檬酸和硝酸盐易分解,可以实现P L Z T纳米材料的制备;由X R D 和T E M 结果可得,前驱体在９００~１０００ħ保温６h 得到纳米尺寸P L Z T 陶瓷粉末,实验所制备的P b ０．９L a ０．１Z r ０．６５T i ０．３５O ３陶瓷粉末为纳米多晶颗粒,具有良好的晶体结构,晶粒尺寸＜１００n m ;热分析和E D S 分析表明,P b ０．９L a ０．１Z r ０．６５ＧT i ０．３５O ３的分解温度为１０９８．８７ħ,分解产物为Z r O ２与P b ０．６４L a ０．２０６T i ０．９４９O ２．８４６,分解产物比例为n (Z r O ２)ʒn (P b ０．６４L a ０．２０６T i ０．９４９O ２．８４６)＝１ʒ３.致谢:感谢四川省教育厅成果转化重大培育项目对本课题的大力资助!参考文献:[１]㊀Z h a n g X i a n k u i ,L iH o n g r e n ,X uY a o m i n g ．S t u d y on p h o Ｇt o e l e c t r i ce f f e c ta n d p h o t o s t r i c t i v e E f f e c t [J ]．J o u r n a lo fH a r b i nI n s t i t u t eo f T e c h n o l o g y ,１９９７(３):１Ｇ３(i n C h i Ｇn e s e )．张显奎,李洪人,许耀铭．P L Z T 陶瓷的光致电压效应和光致伸缩效应研究[J ]．哈尔滨工业大学学报,１９９７(３):１Ｇ３．３１２７０曾㊀阳等:P L Z T 纳米陶瓷粉末的合成及表征[２]㊀H u a n g J i a h a n,W a n g X i n j i e,W a n g J i o n g,e t a 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i c s p o w d e r s[D]．N a n j i n g:N a nＧj i n g U n i v e r s i t y o fA e r o n a u t i c s a n dA t r o n a u t i c s,２０１２(i nC h i n e s e)．孟庆华．软化学法制备锆钛酸铅压电陶瓷粉体的研究[D]．南京:南京航空航天大学,２０１２．[１１]㊀D a m b e k a l n eM,A n t o n o v a M,L i v i n s h M,e t a l．P L Z TＧs y n t h e s i s,s i n t e r i n g a n d c e r a m i c s m i c r o s t r u c t u r e[J]．J o u r n a l o f t h eE u r o p e a nC e r a m i c S o c i e t y,２００６,２６(１４):２９６３Ｇ２９６６．[１２]㊀K o n g LB,M a J,Z h u W,e t a l．P r e p a r a t i o n a n d c h a r a cＧt e r i z a t i o no fP L Z T(８/６５/３５)c e r a m i c sv i a r e a c t i o ns i nＧt e r i n g f r o m b a l lm i l l e d p o w d e r s[J]．M a t e r i a l sL e t t e r s,２００２,５２(４Ｇ５):３７８Ｇ３８７．[１３]㊀G a l a s s i C,P i a z z aD,C r a c i u nF．E l e c t r i c a l i n v e s t i g a t i o n o fs i n t e r i n g f a c t o r si n f l u e n c e o n P L Z T c e r a m i c s[J]．J o u r n a l o f t h eE u r o p e a nC e r a m i cS o c i e t y,２００４,２４(６):１５２５Ｇ１５２８．[１４]㊀W a n g L i e l i n g,X i e H u a,J i a n g K u o,e ta l．P r e p a r a t i o na n dc h a r a c t e r i z a t i o no f p y r o c h l o r eA n２Z r２O７(A n＝L a,N d)b y s p r a yp y r o l y s i s[J]．J o u r n a l o fN u c l e a r&R a d i oＧc h e m i s t r y,２０１４,３６(４):２４１Ｇ２４６(i nC h i n e s e)．王烈林,谢㊀华,江㊀阔,等．喷雾热解合成A n２Z r２O７(A n＝L a㊁N d)烧绿石及结构分析[J]．核化学与放射化学,２０１４,３６(４):２４１Ｇ２４６．[１５]㊀C h i l i b o n I,M a r a tＧM e n d e s JN．F e r r o e l e c t r i c c e r a m i c s b y s o lＧg e lm e t h o d s a n d a p p l i c a t i o n s:a r e v i e w[J]．J o u r n a l o fS o lＧG e l S c i e n c e a n dT e c h n o l o g y,２０１２,６４(３):５７１Ｇ６１１．[１６]㊀K a nY a n m e i,J i nX i h a i,W a n g P e i l i n g,e t a l．P r e p a r a t i o n o f u l t r a f i n eB i４T i３O１２p o w d e r b y c o p r e c i p i t a t i o nm e t h o d s[J]．J o u r n a l o f I n o r g a n i c M a t e r i a l s,２００２,１７(１):５１Ｇ５５(i nC h i n e s e)．阚艳梅,靳喜海,王佩玲,等．共沉淀法制备钛酸铋超细粉体[J]．无机材料学报,２００２,１７(１):５１Ｇ５５．[１７]㊀L i nCT,S c a n l a nB W,M c n e i l l JD,e t a l．C r y s t a l l i z aＧt i o nb e h a v i o ri nal o w t e m p e r a t u r ea c e t a t e p r o c e s sf o rp e r o v s k i t eP b T i O３,P b(Z r,T i)O３,a n d(P b１－x,L a x)(Z r y,T i１－y)１－x/４O３b u l k p o w d e r s[J]．J o u r n a l o fM a t eＧr i a l sR e s e a r c h,１９９２,７(９):２５４６Ｇ２５５４．[１８]㊀J a m e sA R,K u m a rR,P r e m K u m a rM,e t a l．C h e m i c a l s y n t h e s i s,s t r u c t u r a l,t h e r m oＧp h y s i c a l a n d e l e c t r i c a lp r o p e r t y c h a r a c t e r i z a t i o no fP L Z Tc e r a m i c s[J]．J o u r n a lo fA l l o y s a n dC o m p o u n d s,２０１０,４９６(１):６２４Ｇ６２７．[１９]㊀L a n g f o r d J I,W i l s o nAJC．S c h e r r e r a f t e r s i x t y y e a r s:a s u r v e y a n ds o m e n e w r e s u l t si nt h e d e t e r m i n a t i o n o fc r y s t a l l i t e s i z e[J]．J o u r n a lo fA p p l i e dC r y s t a l l o g r a p h y,１９７８,１１(２):１０２Ｇ１１３．S y n t h e s i s a n d c h a r a c t e r i z a t i o no fP L Z Tn a n o c r y s t a l l i n e p o w d e r sZ E N G Y a n g,WA N GL i e l i n,X I E H u a,WA N G W e n w e n,HU D e n g c h a o,F E N GZ h i q i a n g(F u n d a m e n t a l S c i e n c e o nN u c l e a rW a s t e s a n dE n v i r o n m e n t a l S a f e t y L a b o r a t o r y,S o u t h w e s tU n i v e r s i t y o f S c i e n c e a n dT e c h n o l o g y,M i a n y a n g６２１０１０,C h i n a)A b s t r a c t:T h eP L Z T(１０/６５/３５)c e r a m i c p o w d e rw a s s y n t h e s i z e db y s o lＧg e l p y r o l y s i s．T h es a m p l e sw e r ea n aＧl y z e db y t h e r m a l a n a l y s i s,XＧr a yp o w d e rd i f f r a c t i o n(X R D),s c a n n i n g e l e c t r o n m i c r o s c o p y(S E M)a n dt r a n sＧm i s s i o ne l e c t r o nm i c r o s c o p y(T E M)．T h e r e s u l t s i n d i c a t e t h a t a s i n g l eP L Z Tc r y s t a l c a nb e a c h i e v e dw h e n t h e p r e c u r s o r s a r e s i n t e r e d a t９００Ｇ１０００ħ．T h e p h a s e o f P L Z Tc e r a m i c sw i l l b e c h a n g e d a n dd e c o m p o s e d i n t oZ r O２a n dP b０．６４L a０．２０６T i０．９４９O２．８４６w h e n t h e s i n t e r i n g t e m p e r a t u r e e x c e e d s１１００ħ．S E Ma n a l y s e s r e v e a l t h a t t h e p o wＧd e rs a m p l e sa r en a n o c r y s t a l s．T E M a n a l y s e ss h o wt h a t t h eP L Z T g r a i n sa r eo fs p h e r i c a l a n d p o l y c r y s t a l l i n e s t r u c t u r e．K e y w o r d s:s o lＧs p r a yp y r o l y s i s;P L Z T;n a n o p o w d e r４１２７０２０１８年第７期(４９)卷。
陶瓷的晶体结构PPT课件
负离子电 Z＝ 荷数 Si
i
CHENLI
3、鲍林第三规则 —— 多面体共顶、共棱、共面规则
在配位结构中，两个阴离子多面体以共棱， 特别是共面方式存在时，结构的稳定性便降低。
CHENLI
CHENLI
4、鲍林第四规则 —— 不同配位多面体连接规则 在一个含有不同阳离子的晶体中，电价高而
形的有序排列小区域，他们分散在无定形中， 并且从晶子到无定形的过渡是逐步完成的。 意义：玻璃结构的微观不均匀性和近程有序现 象。
CHENLI
• 1.无规则网络学说 玻璃的结构与相应的晶体结构相似，同样形成
连续的三维空间网络结构。但玻璃的网络与晶体 的网络不同，玻璃的网络是不规则的、非周期性。 意义：解释玻璃的各向同性、内部性质的均匀性、 成分变化是其性能变化的连续性等现象
CHENLI
玻璃的生成条件及性质（了解）
• 玻璃的生成条件 • 黏度：表征流体中两流体层相对位移时，内摩擦
力大小的性能参数 黏度——重要条件
冷却条件——外部因素
CHENLI
玻璃的种类
• 无机玻璃 结构玻璃
P94表2－37
功能玻璃
玻璃陶瓷：由玻璃相基体和大量弥散的微小晶体
金属玻璃：金属元素，原子无规则排列成玻璃态
• NaCl型结构，其化学式为NaCl，晶体结构为立方晶系。 氯化钠是一种立方面心格子。其中阴离子按立方最紧密方 式堆积，阳离子填充于全部的八面体空隙中，阴、阳离子 的配位数都为6。
CHENLI
闪锌矿型结构，如立方ZnS，为立方晶系,ZnS是面 心立方格子，阴离子位于立方面心格子的节点位置， 而阳离子交错分布于立方体内的1/8小立方体的中 心。阳离子的配位数是4，阴离子的配位数也是4。
功能材料透明陶瓷2
长方向移动, 即所谓的红移趋
11
1. 光学透明性的影响因素
随着温度上升, 折 射率增大, 透过率 逐渐减少, 所以折 射率随温度的变 化而影响到透过 率。
温度、透过率与折射率之间的关系
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1. 光学透明性的影响因素
对于透明材料的红外截 止波段, 随着温度的升 高而使原子能量增大, 原子的振动频率增大, 因而共振吸收截止频率 增大, 因此红外截止波 长缩短, 具有蓝移的趋 势。
折射率不连续界面的散射系数(图c所示)。
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1. 光学透明性的影响因素
1.4 显微结构的影响 1.4.1 气孔率 对透明陶瓷透光性能影响最大的因素是气孔率,可更细分 为气孔尺寸、数量、种类。普通陶瓷即使具有高的密度, 往往也不是透明的, 这是因为其中有很多闭口气孔, 陶瓷体 中闭口气孔率从0.25%变为0.85%时, 透过率降低33%。 根据平均气孔的大小, 产生的影响也不同: 在气孔直径小于光波波长λ/3时, 会产生Rayleigh 散射; 当 气孔直径与光波波长λ相接近时, 会产生Mie散射; 当气孔直径大于光波波长λ时, 会产生反散射折射。
对于透明陶瓷材料, 可理解 为通过晶界把晶体颗粒方向 无序结合在一起的多晶体, 因此透明陶瓷的透过率可按 照单晶体进行参照分析。对 于有些材料如半导体材料, 如果环境温度升
高到足够的程度, 在导带中的热激发电子能够吸收较少的能量,
从而在带内进入更高的能态, 使得电子在足够的温度下能够有
更多的机率进入导带, 这就使得紫外截至波段随着温度向长波
在本征吸收带, 非金属材料对于 光子的吸收有如下3种机理: 电子 极化; 电子受激发吸收光子而跃 迁禁带; 电子跃迁进入位于禁带 中的杂质或缺陷能而吸收光子。
金属和陶瓷材料的晶界结构与力学性能
金属和陶瓷材料的晶界结构与力学性能金属和陶瓷是现代工业中广泛使用的材料。
它们在各种领域中发挥着重要的作用，如建筑、汽车、电子等。
然而，金属和陶瓷材料的晶界结构对其力学性能有着重要影响。
本文将探讨金属和陶瓷材料中的晶界结构以及其与力学性能之间的关系。
晶界是指相邻晶体之间的界面。
晶界通常由原子或离子排列的不连续性引起。
在金属中，晶界通常由原子的排列方式不同引起，例如晶格错位或位错。
而在陶瓷材料中，晶界可能由于氧化物的形成或晶体生长的不完整性引起。
晶界结构的不同会导致金属和陶瓷材料具有不同的力学性能。
首先，晶界可以影响材料的强度。
晶界的存在会导致晶体中的应力集中，从而引起晶界的易损耗。
而且，晶界中的原子或离子排列通常不如晶体完整，这使得晶界成为首要的位错运动路径。
因此，晶界的结构对材料的强度和韧性有着重要影响。
其次，晶界还可以影响材料的断裂行为。
在受力过程中，晶体中的位错通常会从晶界开始运动。
晶界的不同结构可能会导致位错在晶体中的传播路径不同，进而影响材料的断裂方式。
例如，某些晶界结构可能更易形成裂纹，并引起材料的脆性断裂。
因此，晶界结构对材料的断裂行为具有直接影响。
此外，晶界还对材料的晶粒生长和再结晶过程有着重要影响。
晶界的能量较高，因此在晶体的生长过程中，晶界可以作为晶粒生长的起始点或边缘。
晶界结构的不同可能会影响晶体的生长速率和晶粒的大小分布。
在再结晶过程中，晶界的形成和消亡对材料的晶粒细化和再结晶行为有着重要的调控作用。
由于晶界结构与力学性能之间的密切关系，一些研究者致力于通过调控晶界结构来改善金属和陶瓷材料的性能。
例如，通过添加合适的合金元素或控制热处理条件，可以改变金属材料中的晶界结构，从而提高其强度和韧性。
在陶瓷材料中，通过控制晶体生长的速率和条件，可以调控晶界结构，从而改善断裂行为和力学性能。
总而言之，金属和陶瓷材料中的晶界结构与其力学性能之间存在紧密的联系。
晶界结构对材料的强度、断裂行为、晶粒生长和再结晶等方面具有重要影响。
陶瓷晶体结构
纳米陶瓷晶体结构
纳米陶瓷晶体结构是未来研究的重要方向之 一，通过控制纳米陶瓷晶体的尺寸和形貌， 可以获得具有优异性能的陶瓷材料，如高强
度、高韧性、高耐磨性等。
提高陶瓷晶体结构的性能
要点一
优化制备工艺
通过优化陶瓷材料的制备工艺，如采用先进的烧结技术、 热处理工艺等，可以提高陶瓷晶体结构的致密度、纯度和 结晶度，从而提高其力学性能和物理性能。
要点二
掺杂改性
通过掺杂改性方法，向陶瓷材料中添加适量的杂质元素或 第二相，可以改善其力学性能、热学性能和电学性能等， 以满足不同领域的应用需求。
陶瓷晶体结构在其他领域的应用
能源领域
陶瓷晶体结构在能源领域具有广 泛的应用前景，如用于制造高效 能电池、燃料电池和热电转换器 件等。
环保领域
陶瓷晶体结构具有优异的耐腐蚀、 耐高温和化学稳定性等特点，可 用于制造高效过滤器、气体分离 膜和催化剂载体等环保器件。
03
陶瓷发动机
具有高耐火性和高温强度，可用 于制造炉具、坩埚和耐火材料等。
具有高硬度、高耐磨性和耐高温 性，可用于制造切削刀具和铣刀 等。
采用耐高温、高强度的陶瓷材料 制作发动机零件，能够提高发动 机性能和燃油效率。
06 未来展望
新型陶瓷晶体结构的探索
探索新型陶瓷晶体结构
随着科技的发展，新型陶瓷晶体结构不断涌 现，如氮化硼、碳化硅等，这些新型陶瓷晶 体结构具有更高的硬度、耐高温和化学稳定 性等优点，为材料科学和工程领域提供了新 的选择。
共价键和离子键是陶瓷材料中最常见的键合方式，它们对材料
03
的硬度、熔点和电导率等性质有显著影响。
晶体结构中的缺陷
01
晶体结构中的缺陷是指偏离理想晶体结构的部分。
功能材料专业实验-全
二、基本原理
实验中选用的陶瓷组成为PLZT[Pb 1-1.5x La x (Zr 0.58 Ti 0.42 ) 1-1.25y Nb y O 3 , x = 0.06，y = 0.02]。 将氧化铅、 氧化镧、 二氧化钛、 氧化铌和二氧化锆原料按反应化学方程式中所需的配比混匀， 压成粗料块。再经由高温固相反应制备出PLZT粗料。预烧后的PLZT粗料经球磨工艺制备成 直径在 1-10µm的粉体。 1．配料计算 氧化铅、二氧化钛和二氧化锆三种氧化物高温下的反应方程式为： (1-1.5x)Pb 3 O 4 +xLa 2 O 3 +0.58ZrO 2 +0.42TiO 2 + Pb 1-1.5x La x (Zr 0.58 Ti 0.42 ) 1-1.25y Nb y O 3 M Pb3O4 M La2O3 M ZrO2 M TiO2 M Nb2O5 y Nb 2 O 5 M ceramic ==
压电功能陶瓷综合实验
1.1 一、实验目的
1．用氧化物原料经固相反应制备出 PLZT 粗料，再经球磨工艺制备出符合一定粒度要 求的锆钛酸铅（PLZT）粉体。 2．通过实验了解固相反应和 PLZT 压电陶瓷粉体的制备工艺。 3．了解粉磨方法之一──球磨法及球磨过程中球直径的选择。
锆钛酸铅镧（PLZT）粉体的制备
2
×W
（4）
M
2．固相反应
Nb2O5
(5)
固相反应一般指固体与固体间发生化学反应生成新的固体产物的过程。反应历程如下： 反应一开始是反应物颗粒之间的混合接触， 并在表面发生化学反应形成细薄且含大量结构缺
陷的新相， 随后发生产物新相的结构调整和晶体生长； 当在两反应颗粒间所形成的产物层达 到一定厚度后， 进一步的反应将依赖于一种或几种反应物通过产物层的扩散而得以进行。 因 此控制固相反应速度的不仅限于化学反应本身， 反应新相晶格缺陷调整速率、 晶粒生长速率 以及反应体系中物质和能量的输送速率都将影响反应速度。 对于合成 PLZT 的预烧过程一般需经过四个阶段：线性膨胀（室温～400℃） 、固相反应 （400～750℃） 、收缩（750～850℃）和晶粒生长（800～900℃以上） 。在固相反应过程中， 反应可分为四个区域，分别对应于如下的化学过程： 区域Ⅰ ：未反应 区域Ⅱ ：Pb 3 O 4 ＋ TiO 2 → PbTiO 3 区域Ⅲ ：PbTiO 3 ＋ Pb 3 O 4 ＋ ZrO 2 → Pb(Zr 1-x Ti x )O 3 区域Ⅳ ：Pb(Zr 1-x Ti x )O 3 系统的反应区域 ＋ PbTiO 3 → Pb(Zr 1-x’ Ti x’ )O 3 (x<x’) 改变预烧温度，随温度的升高，在 540℃左右进入区域Ⅱ，形成PbTiO 3 ；在 650℃左右， 进入区域Ⅲ，TiO 2 消失，Pb(Zr,Ti)O 3 形成；在 710℃左右，进入区域Ⅳ，Pb 3 O 4 和ZrO 2 消失； 到 1200℃， PbTiO 3 消失， 成为单相的Pb(Zr,Ti)O 3 。 此三种氧化物中Pb 3 O 4 的熔点最低 （830℃ 左右） ，且在高温下易挥发。 3．粉磨原理 粉碎过程机理到现在为止还是一个极为复杂的问题。一般情况，一块单一的固体，受打 击粉碎后，将产生较少的大粒子和较多的小粒子，若继续加大打击能量，大粒子将变成较多 数量的小粒子， 小粒子数量将大大增加， 而粒度不再变小。 这是因为大块固体内部有脆弱面， 受力后先沿脆弱面碎裂。当粒度小时，脆弱面减少，最后小粒子趋近于构成晶体的单元块， 所以受力不碎裂，仅表面受切削变为一定粒径的微粒。可见小粒子的粒径由物料性质决定， 大粒子与粉碎过程有关。 球磨机对物料的粉磨正是对小粒子的粉碎过程。 研磨体对小粒子粉碎变细作用甚微， 而 使小粒子再变细，切削、研磨作用明显。用球磨机对物料进行粉磨，就是多利用切削、研磨 尽量减少冲击粉碎所消耗的能量。
硅酸盐陶瓷的结构及特征
硅酸盐陶瓷的结构及特征硅酸盐陶瓷是一种以硅酸盐矿物为原料制成的陶瓷材料，具有丰富的结构和特征。
下面从六个方面详细介绍硅酸盐陶瓷的结构及特征。
晶体结构硅酸盐陶瓷的晶体结构是由硅酸盐矿物晶体颗粒组成的。
硅酸盐矿物晶体结构复杂，由多个不同的离子和原子组成，这些离子和原子通过共享电子形成化学键，将各种硅酸盐矿物颗粒粘结在一起。
这种复杂的晶体结构使得硅酸盐陶瓷具有较高的强度和硬度。
微观结构硅酸盐陶瓷的微观结构通常呈现出多孔性或微裂纹性。
这是由于在烧结过程中，硅酸盐矿物颗粒之间会形成许多微小的气孔和微裂纹。
这些气孔和微裂纹会降低硅酸盐陶瓷的密度，但也会影响其机械性能和电学性质。
热稳定性硅酸盐陶瓷具有良好的热稳定性，可以在高温下保持稳定。
这是因为硅酸盐矿物具有良好的化学稳定性，不易发生氧化或还原反应。
此外，硅酸盐陶瓷在高温下也不会软化或变形，因此可以用于高温环境。
机械性能硅酸盐陶瓷的机械性能取决于其晶体结构和微观结构。
一般来说，硅酸盐陶瓷具有较高的强度、硬度和耐磨性。
然而，由于其微观结构的影响，硅酸盐陶瓷也具有一定的脆性，需要注意在受力情况下的损坏风险。
电学性质硅酸盐陶瓷的电学性质因晶体结构和化学成分而异。
一些硅酸盐陶瓷具有半导体的性质，可以用于制作电子器件。
此外，由于硅酸盐陶瓷具有较高的绝缘性能和机械强度，因此可以用于制作高压绝缘材料。
化学稳定性硅酸盐陶瓷具有良好的化学稳定性，可以在多种化学环境下保持稳定。
例如，它们可以抵抗酸、碱和盐等化学物质的侵蚀。
此外，硅酸盐陶瓷还具有较好的耐高温氧化性能，可以在高温环境下保持稳定。
铁电陶瓷材料
铁电陶瓷材料院系：材料与冶金专业：金属材料工程班级：10-材料-1 学号：1061107127 姓名：周联邦日期：2012-12-3摘要：本文论述了铁电陶瓷的性质、原理、效应。
着重介绍了几种具有代表性的铁电陶瓷材料的研究现状，以及人们在研究过程中产生的新问题。
这几种材料主要包括层状铁电陶瓷，弛豫型铁电陶瓷，含铅型铁电陶瓷，无铅型铁电陶瓷，以及反铁电陶瓷材料。
最后，对未来的研究与应用前景进行了展望。
关键词：铁电陶瓷；铁电性；性质；效应；钙钛矿；应用；研究铁电陶瓷是指具有铁电性的陶瓷。
材料在一定温度范围内能够自发极化，且自发极化能随外电场取向的性质。
铁电陶瓷特性铁电陶瓷，主晶相为铁电体的陶瓷材料。
它的主要特性为：(1) 在一定温度范围内存在自发极化，当高于某一居里温度时，自发极化消失，铁电相变为顺电相；(2) 存在电畴；(3) 发生极化状态改变时，其介电常数-温度特性发生显著变化，出现峰值，并服从Curie-Weiss 定律；(4) 极化强度随外加电场强度而变化，形成电滞回线；(5) 介电常数随外加电场呈非线性变化；(6) 在电场作用下产生电致伸缩或电致应变。
(7) 电性能：高的抗电压强度和介电常数。
低的老化率。
在一定温度范围内介电常数变化率较小。
介电常数或介质的电容量随交流电场或直流电场的变化率小。
铁电陶瓷原理某些电介质可自发极化，在外电场作用下自发极化能重新取向的现象称铁电效应。
具有这种性能的陶瓷称铁电陶瓷。
铁电陶瓷具有电滞回线和居里温度。
在居里温度点，晶体由铁电相转变为非铁电相，其电学、光学、弹性和热学等性质均出现反常现象，如介电常数出现极大值。
1941 年美国首先制成介电常数高达1100的钛酸钡铁电陶瓷。
主要的铁电陶瓷系统有钛酸钡- 锡酸钙和钛酸钡-锆酸钡系高介电常数铁电陶瓷, 钛酸钡-锡酸铋系介电常数变化率低的铁电陶瓷，钛酸钡-锆酸钙-铌锆酸铋和钛酸钡－锡酸钡系高压铁电陶瓷以及多钛酸铋及其与钛酸锶等组成的固溶体系低损耗铁电陶瓷等。
PLZT透明陶瓷的电控光散射效应及其机理研究的开题报告
PLZT透明陶瓷的电控光散射效应及其机理研究的开题报告一、选题背景及研究意义透明陶瓷是一种新型的多功能材料，具有优秀的光学、电学、机械和化学性质等。
PLZT（钛酸铅锆钛镁）是一种典型的透明陶瓷材料，具有很好的光学和电学性能。
由于其在光学和电学中的优异性能，PLZT已被广泛应用于各种传感、激光、电视和显示等领域。
电控光散射是一种可调节的光学现象，通过对材料施加外部电场，可以使其散射光的角度和强度发生变化。
PLZT透明陶瓷由于其晶体结构的特殊性质，在施加电场的作用下也会发生电控光散射效应。
因此，对PLZT透明陶瓷的电控光散射效应及其机理的研究，对于进一步探讨其光学性质及其应用具有重要意义。
二、研究目标和内容本文旨在研究PLZT透明陶瓷的电控光散射效应及其机理，具体目标和内容如下：1. 研究PLZT透明陶瓷在外加电场作用下的光散射变化规律。
2. 探讨PLZT透明陶瓷的电控光散射机理，分析影响电控光散射效应的相关因素。
3. 基于所得到的研究结果，进一步探讨PLZT透明陶瓷在光通信、探测、显示以及传感等方面的应用。
三、研究方法和技术路线1. 实验研究方法：采用光学测试系统，通过纳米级的电极控制外加电场大小，通过测量散射光的角度和强度变化来研究PLZT透明陶瓷在外加电场作用下的光散射特性。
2. 理论分析方法：基于物理学原理和光学模型，分析PLZT透明陶瓷的电控光散射机理，探讨影响电控光散射效应的相关因素。
3. 技术路线：将实验与理论方法相结合，首先进行PLZT透明陶瓷样品的制备和特性测试，然后对样品在外加电场等不同条件下的光散射特性和相应的机理进行分析。
四、可行性和预期成果本文所提出的研究方案，通过将实验与理论相结合，采用先进的技术手段，可行性较高。
预期能在以下方面取得一定的研究成果：1. 发现PLZT陶瓷样品的电控光散射现象。
2. 探究PLZT陶瓷样品的电控光散射机理及其影响因素。
3. 分析PLZT透明陶瓷在光通信、探测、显示以及传感等领域的应用前景。
陶瓷的微观结构
陶瓷的微观结构引言陶瓷是一种具有特殊微观结构的无机非金属材料，具有优异的物理、化学和机械性能。
本文将重点介绍陶瓷的微观结构，包括陶瓷的组成成分、晶体结构以及晶界和孔隙等微观特征。
一、陶瓷的组成成分陶瓷的主要成分是氧化物，如氧化铝、氧化硅、氧化锆等。
此外，还可以添加少量的其他氧化物、非氧化物以及杂质元素来调整陶瓷的性能。
不同成分的陶瓷具有不同的微观结构和性能特点。
二、陶瓷的晶体结构陶瓷的晶体结构是其微观结构的基础。
大多数陶瓷是由离子晶体构成的，其晶体结构可以分为离子型和共价型两种。
离子型陶瓷的晶体结构由正负离子通过电荷作用力相互排列而成，共价型陶瓷的晶体结构由共价键连接的原子构成。
三、陶瓷的晶界晶界是陶瓷微观结构中重要的组成部分，它位于晶体之间。
晶界的存在对陶瓷的性能有重要影响。
晶界可以分为晶界位错和晶界面两部分。
晶界位错是晶体中原子间的错位，晶界面是晶体之间的界面。
晶界的存在会导致晶体的结构畸变和局部应变，从而影响陶瓷的力学性能和导电性能。
四、陶瓷的孔隙结构陶瓷的孔隙是指在其微观结构中存在的空隙或孔洞。
孔隙可以分为连通孔和闭孔两种。
连通孔是指孔隙之间存在通道，可以与外界相连，闭孔则是孔隙之间没有通道，与外界隔绝。
孔隙的存在对陶瓷的力学性能、导热性能和气密性等性能有重要影响。
结论陶瓷的微观结构是其优异性能的基础。
陶瓷的微观结构包括组成成分、晶体结构、晶界和孔隙等要素。
不同成分的陶瓷具有不同的微观结构特点，晶体结构和晶界的存在对陶瓷的性能有重要影响，而孔隙的存在则对陶瓷的多项性能产生影响。
深入了解和研究陶瓷的微观结构，可以为陶瓷的设计、制备和应用提供理论依据，进一步拓展陶瓷材料的应用领域。
陶瓷晶界和各类固体分界面
对于淀积在Si片上的Ni-Pt合金层，研究中 发现，首先生成NiSi化台物，这样合金中的Pt 成分就会不断增加，在高温或长时间热处理后， Pt就会穿过NiSi层，进入NiSi—si的分界面，使 Shockley势垒高度发生变动。 刚淀积在硅片表面的金属—硅分界面，可 以近似地认为是一个金—半突变给. 这样的表 面一致性很差，所以未经热处理的金-半 Shockley的势垒高度和形状随试样不同而有明 显的差别。
（1）、金属—非Biblioteka 属交界面的结构以Ni/Mg0的交界面为例： Ni具有自清洁(self-clean)能力，容易得到“清洁” 的Ni／Mg界，避免非本征因素的影响，本例中Ni的纯 度为99．9％、Mgo为单晶，纯度99．99%，采用(001) 面MgO很稳定 ，表面能为1．2Jm-2。样品经清洁处理， 在10-3 真空度下，经1300 ℃和350℃热压2小时（键 合力12MPa，Ni的熔点1453℃）。 Ni为fcc结构，Mg0为岩盐(Nacl)结构。晶格常数 分别为：aNi＝3．52Å．aMgO＝4.21Å，晶格失配较明显。 这两种材料的热胀系数比较接近(Ni、13．3×10 -6K-1； Mg0、13．6×10-6 K-1)，故热应力较小。
（1）、双层导电带
Cr—Au双层金属膜是我国混合集成电路中普遍 采用的薄膜导电带. Cr与衬底有良好的附着性、Au具有优良的导电 性，能抗蚀抗氧化，所以Cr—Au是比较理想的双 层导电带。 近年来发现Cr—Au导电带有以下缺点：Cr在高 温时很快往Au中扩散，使导电带电阻增加；另外 Cr还会进入表面并进一步氧化，生成Cr2O3，这样 整个导电附着性能变差，使噪声电平增大；焊接 性能明显下降。
经AES和XPS等分析，Cr—Au导电带在不同条件下退 火时会发生如下图所示的过程 .
材料科学导论第三章陶瓷的晶体结构1
5.补充材料结构
9）金刚石结构 10）石墨结构 11）足球烯 12）纳米碳管
7)、尖晶石型结构
化学式： 通式AB2O4 ；MgAl2O4
材料科学导论
（1） 立方晶系，a＝0.808nm， （2）晶胞中，有32个O2-,16个Al3+，8个Mg2+ （3）Mg2+配位数为4，处在氧四面体中心；Al3+配位数为6，处在氧八面体空隙 （4）具有尖晶石结构的有：ZnFe2O4, CoAl2O4,NiAl2O4,FeNiFeO4以及许多其 他的铁氧体
1）NaCl型结构 2）CsCl型结构 3）闪锌矿（立方ZnS）型结构 4）纤锌矿（六方ZnS ）型结构
2.AB2型化合物结构
5) 萤石（CaF2）型结构 6）金红石（TiO2）型结构
材料科学导论
1)、NaCI型结构
矿物名称：石盐。
材料科学导论
Cl
Na
图3-1 NaCl 晶体结构
材料科学导论
结构描述：
第三章 陶瓷的晶体结构
§3.1 离子（陶瓷）晶体中正、负离子的堆积方式 § 3.2 简单氧化物的晶体结构 § 3.3 比较复杂氧化物的晶体结构 § 3.4 硅酸盐的晶体结构 § 3.5 二氧化硅的晶体结构
§3.1 离子（陶瓷）晶体中正、负离子的堆积方式
一、陶瓷材料的特点
1.属于无机非金属材料，主要由金属元素与非金属元素通过离子键或兼 有离子键和共价键的方式结合起来。陶瓷材料的晶体结构可以看成是 由带电的离子而不是原子构成的。
2Zn2＋：00u ； 2/3 1/3 （u－1/2）
(5）具有纤维锌矿型结构的氧化物有BeO,ZnO等
材料科学导论
2024年PLZT电光陶瓷市场需求分析
2024年PLZT电光陶瓷市场需求分析1. 引言PLZT电光陶瓷是一种具有优异性能和广泛应用前景的新型功能材料。
它具有优异的电光调制特性，可应用于光学传感器、光电调制器、激光器、光纤通信等领域。
本文旨在对PLZT电光陶瓷市场的需求进行深入分析，以帮助企业了解市场背景和竞争态势，为产品发展和市场开拓提供依据。
2. 市场概述随着信息技术的发展和电子产品的普及，对高性能光电材料的需求不断增加。
PLZT电光陶瓷以其优异的光电特性和高度可调性而备受关注。
当前市场对PLZT电光陶瓷的需求主要集中在以下几个方面：2.1 光通信领域光通信领域对高性能光电材料的需求日益增长。
PLZT电光陶瓷作为一种优秀的光电调制材料，在光通信中具有重要应用价值。
其可在高频率下实现快速光信号调制的特性，能够满足高速通信的需求。
2.2 光学传感器领域随着环境监测和无人驾驶等应用的快速发展，对光学传感器的需求也在不断增加。
PLZT电光陶瓷具有良好的光电特性和可调性，可应用于光学传感器中，实现精确的光信号检测和测量，满足不同领域的需求。
2.3 激光器和光纤通信领域激光器和光纤通信是现代通信技术和工业制造的重要组成部分，对高性能光电材料的需求量大。
PLZT电光陶瓷能够实现对光信号的高速调制和精确控制，可以应用于激光器和光纤通信中，提高系统性能和稳定性。
3. 市场竞争态势3.1 主要市场参与者当前，PLZT电光陶瓷市场的主要参与者包括A公司、B公司和C公司。
这些企业在技术研发、生产能力和市场拓展方面具有一定优势。
此外，还存在一些小型企业和研究机构积极参与市场竞争。
3.2 竞争优势在竞争激烈的市场环境中，企业的竞争优势成为重要因素。
各个企业在技术创新、产品质量、价格优势等方面展开竞争。
A公司在技术研发和产品质量方面具有较大优势，B公司在市场拓展和客户服务方面具备竞争优势，C公司则在价格策略和生产能力方面占据一定优势。
3.3 市场前景PLZT电光陶瓷作为一种具有广泛应用前景的新型功能材料，未来市场前景广阔。