电子陶瓷工艺原理复习重点整理

一、瓷绪论

1、广义瓷定义：采用原料粉碎—浆料（泥料）制备—坯体成型—高温烧结，这

一工艺制备过程所制备的产品，称为瓷。

2、新型瓷定义：采用人工精制的无机粉末为原料，通过结构上的设计，精确的化学计

量、合适的成型方法和烧成制度而达到特定的性能，经过加工处理使之符合要求尺寸精度的无机非金属材料制品。

3、新型瓷与传统瓷的区别

4新型瓷的特性与应用

(1)高度绝缘性和良好的导热性

(2)铁电性、压电性和热释电性

(3)半导性或敏感性

二、电子瓷瓷料制备原理

1、原料评价：化学成份、结构、颗粒度、形貌四个方面。

工业纯（IR）Industrial Reagent 98.0%

化学纯（CP）Chemical Purity 99.0%

分析纯（AR）Analytical Reagent 99.5%

光谱纯（GR）Guaranteed Reagent 99.9%

电子级原料专用

2、电子瓷原料的选择

（1）、在保证产品性能的前提下，尽量选择低纯度原料；

主晶相原料一般采用化学纯（CP99%）或电子级粉料

掺杂原料则应采用光谱纯（GR99.9%）。

（2）、各种杂质及种类对产品的影响要具体分析。

利：能对影响产品的不利因素进行克制，能与产品的某成份形成共熔物或固溶体从而促进烧结，降低烧结温度，使瓷件致密。

害：产生各种不必要的晶相及晶格缺陷，影响产品性能。

3、原料的颗粒度

要求：愈细愈好，在10μm以下（称细粉）。有利于各组份混合均匀，提高坯体的成型密度，提高粉料活性，降低烧成温度。

4、原料的粉碎方法及原理

粉碎方法：用机械装置对原料进行撞击、碾压、磨擦使原料破碎圆滑。

粉碎原理：机械能转换为粉料的表面能和缺陷能，能量转换过程。

5、球磨效率影响因素及优缺点、粉碎程度

1－转速太快贴壁，太慢沉底。

2－磨球形状球间点接触，柱间线接触。

3－筒体直径常用滚筒式球磨机的直径围一般在100cm～200cm之间。

4－磨球与衬的质料氧化铝（Al2O3）、氧化锆（ZrO2）、玛瑙（SiO2）、氧化锆

增韧氧化铝、钢球。

5－球磨时间一般为24～48小时，时间长杂质混入较多。

6－料、球和水的配比料/球/水=1/1/(0.6～1)体积比。

优—设备简单，混合料均匀，粒形好（圆形）。

缺—研磨体在有限高度泻落或抛落，产生撞击力和磨剥力，作用强度较弱；筒体

转速受临界转速限制，即碾磨能力也受到限制；不起粉碎作用的惰性区较广，间歇

作业。

粉碎程度：粗磨：50～10μm 细磨：10～2μm 超细磨：< 2μm

6、振磨效率影响因素及优缺点、粉碎程度

影响振磨效率的主要因素有球质量、振磨振动频率及振动幅度。（均正相关）

优—粉料在单位时间受研磨体的冲击与研磨作用次数极大，其作用次数成千倍于

球磨机，因此粉碎效率很高。粉碎粒度细，混入杂质较少。一方面粉碎是靠疲劳破

坏而粉碎，另一方面由于研磨效率高，所用时间短，因此减少了混入杂质的可能性。

缺—粒形较差，呈棱角，混合效果及均匀度较球磨差。振动噪音大，机械零件易

疲劳而损坏，装料尺寸应小于250μm（60目筛）。

粉碎程度：当进料尺寸不大于250μm，则成品料平均细度可达2～5μm。

7、砂磨效率影响因素及优缺点、粉碎程度

砂磨主要以剪切、滚碾磨擦为主，故中轴转速、磨体直径（指球形）及数量对砂磨

效率具有重要影响。

优—研磨时间短，效率高，是滚筒式球磨机的十倍。粒径细，分布均匀，研磨粒

径可达0.5μm。对环境污染小，基本没有粉尘，连续进料出料，便于自动化大批量

粉碎。

缺—进料要求细。

8、气流磨优缺点、粉碎程度

优—干磨式粉碎，粉碎平均粒径大约1μm，粒度分布狭窄陡直。产量大、效率高，机械磨损少，很适合对坚硬物料（莫氏硬度9.5）的加工。

缺—粉尘多、噪音较大，对环境有污染。

9、研磨粉料饱和极限及助磨剂原理

极限：电子瓷粉料通常都是无机氧化物或含氧的酸、碱性盐类，属离子晶体，破碎

后小粒的外层都带有电荷，即破碎后粉粒表面均带有电荷。还有些颗粒在粉碎过程

中获得能量被极化而产生电偶极矩，它们依赖极化作用力而聚合。同时粉料研磨达

到一定细度后，其表面增大，活性增强，表面吸附力也加大，表面吸附力增加到一

定程度也导致粉粒的聚合。

助磨剂：一般都是呈酸性或碱性的有机液体，且为极性基团(官能团)的极性分子。

（类似肥皂机理）①分散作用②润滑作用③劈裂作用

三、电子瓷的成型

1、成型概念：由坯料（泥料）加工成坯体的工序称为成型。

典型成型方法：干压（片状）、挤压（圆柱、圆筒状）、轨膜（薄片状）、注浆、热压铸、车坯（较为复杂的形状）、流延、印刷（膜状）。

2、干压：将造好粒的料（坯料）装入钢模中施以压力，同时排出气体，通过粘合剂的作用，粉粒变形相互接触相嵌，达到预期的几何形状和密度。接触情况有球形接触和尖顶接触。加压前期是粉粒填充堆积空隙，加压后期是刚性碎片填隙、塑性形变填隙。

优点—工艺简单、操作方便，只要有合适的模具和压床就可进行小批量试制，周期短、工效高，容易实行机械自动化生产。粉料中含水量或其它胶合剂量较少，成型坯体比较密实、尺寸比较精确，烧成后收缩小，机械强度高。

缺点—坯体压制密度不均匀。压坯需要钢制模具，每一类产品就需要一套模具，制作工艺要求高，结构复杂时不容易办到。干压时模具的磨损率较大。

3、等静压：它是一种利用液体不可压缩性和均匀传递压力特性的一种成型方法，如同高压容器中的试样所受的压力和同处同一深度的静水中所受的压力情况一样。湿式：连胶套全浸入传压液；干式：半固定胶套，干式取填。

优点—对成型模具无特殊严格的要求。坯体均匀致密，烧结收缩特别小，各向均匀一致，烧成后的产品具有特别高的机械强度。

缺点—设备复杂，操作繁琐（特别是湿式），生产效率不高。目前仍只限于生产具有特殊要求的电子元件以及宇航或其它具有高温强度要求的材料制品。

4、常用成型方法特点

5、流延法成型