功能陶瓷介绍ppt

✓ 这些性质的实现往往取决于其内部的电子状态或原子 核结构，又称电子陶瓷。
✓ 已在能源开发、电子技术、传感技术、激光技术、光 电子技术、红外技术、生物技术、环境科学等方面有 广泛应用。
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绝
缘
1、普通电瓷
子
天然黏土+长石+石英
1250-1320C烧结
用于高压，电阻….等的绝缘。
2、氧化铝瓷，镁质瓷 电子元器件和电路中基体、 外壳、固定件，又称为装置瓷。 Al2O3 MgO-Al2O3-SiO2
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3、氮化硅瓷基片
集成电路基片材料的要求是：高电阻率，导热性好 ，热膨胀系数小，耐热处理和化学处理。
4. 在应用上，传统陶瓷主要应用于制造日用器皿、卫生洁具等生活 用品，而新型陶瓷则主要用于工业技术，特别是高新技术方面。
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功能陶瓷介绍
功能陶瓷是一类颇具灵性的材料：
✓ 能感知光线，或能区分气味，或能储存信息……
✓ 它们在电、磁、声、光、热等方面具备的许多优异性 能令其他材料难以企及
• 绝缘陶瓷材料的分类方法很多，若按化学组成分 类测可分为氧化物系和非氧化物系两大类。氧化 物系绝缘陶瓷已得到广泛应用，而非氧化物系绝 缘陶瓷是70年代才发展起来的，目前应用的主要 有氮化物陶瓷，如Si3N4、BN、AlN等。
• 除多晶陶瓷外，近年来又发展了单晶绝缘陶瓷， 如人工合成云母、人造蓝宝石、尖晶石及石英等 。
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几种常见功 能陶瓷
半导体陶瓷 瓷绝缘陶瓷 介电陶瓷 发光陶瓷 感光陶瓷 吸波陶瓷 激光用陶瓷 核燃料陶瓷 推进剂陶瓷 太阳能光转换陶瓷 贮能陶瓷 陶瓷固体电池 阻尼陶瓷 生物技术陶瓷 催化陶瓷 特种功能薄膜
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1、绝缘陶瓷
绝缘材料在电气电路或电子电路中所起的作用主 要是根据电路设计要求将导体物理隔离，以防电 流在它们之间流动而破坏电路的正常运行。此外 ，绝缘材料还起着导体的机械支持、散热及电路 环境保护等作用。
经过粉碎、成型、煅烧等过程而得到的具有一 定形状和强度的制品。
从发展的历程来看是先有陶器，后有瓷器，在 西汉时陶器和瓷器才分开。
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表 陶器与瓷器的区别Biblioteka 类别材料温度
釉
陶器 普通粘土 700-900度 上低温釉
（紫砂泥）
或不上釉
瓷器
瓷土
1200度以上 上高温釉
（高岭土）
声音 雄浑
清脆
氮化硅瓷基片具有高强度、热膨胀系数与硅材料匹 配、介电常数小、热导率高 。烧结温度1700C
4、氮化硼瓷基片(BN)
最突出的优点是高热导率与低电导率。
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➢ 结构陶瓷是指具有特殊力学或机械性能，以及部分热学或 化学性能的先进陶瓷，特别适于高温下应用的则称为高温 结构陶瓷;
➢ 功能陶瓷是指那些利用电、磁、声、光、力等直接效应及 其耦合效应所提供的一种或多种性质来实现某种使用功能 的先进陶瓷。
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新型陶瓷与传统陶瓷
功能陶瓷
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引言
• 陶瓷业是一个富有“源远流长、独特工艺、文 化载体、现代科技”属性的行业。可以说是中 国的第五大发明，是中国最具世界影响力的产 业，是一个与千家万户有关的产业。
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白釉青花一火成，花从釉里透分明。
可参造化先天妙，无极由来太极生。
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1：陶瓷是陶器和瓷器的总称。 2：陶瓷是指用粘土、石英等天然硅酸盐原 料
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➢ 陶瓷存在电子式载流子和离子式载流子。其中 离子式载流子占主要影响。
➢ 离子电导率受离子的荷电量和扩散系数的影响 。荷电量和体积越小越容易扩散，因此碱离子 影响比较大。
➢ 另外绝缘性还受显微组织的影响，晶粒和气孔 影响不大，主要晶界相。
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常用绝缘陶瓷材料及其性能
1. 在原料上，传统陶瓷以粘土为主要原料，新型陶瓷一般以人工合 成的氧化物、氮化物、硅化物、硼化物、碳化物为原料；
2. 在制备工艺上，传统陶瓷以炉窑为主要生产手段，新型陶瓷广泛
采用真空烧结、保护气氛烧结、热压、热等静压等手段；
3. 在性能上，特种陶瓷具有不同的特殊性质和功能，如高强度、高 硬度、耐腐蚀、导电、绝缘、以及在磁、电、光、声、生物工程 各方面具有的特殊功能，从而使其在高温、机械、电子、宇航、 医学工程各方面得到广泛的应用。
2020/4/10照明绝缘陶瓷套管
绝缘装置陶瓷
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根据室温电阻率ρ的大小，材料可分为 超导体ρ→0 Ωcm 、 导体ρ≤10-2Ωcm 半导体ρ=10-2Ωcm…109 Ωcm 和绝缘体ρ ≥ 109 Ωcm
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绝缘陶瓷，它必须具备如下性能: • 体积电阻率ρ ≥ 1012 Ωcm • 相对介电常数ε ≤30 • 损耗因子≤0.001 • 介电强度≥ 5.0KV/mm
先进陶瓷是以化学方法制备的高纯度或纯度可控制的材料 做原料，通过调整材料的成分和结构获得传统陶瓷无法比 拟的卓越性能。先进陶瓷从性能上可分为结构陶瓷 (Structural Ceramics)和功能陶瓷(Functional Ceramics)。
➢ 到20世纪90年代，陶瓷材料的研究又进入了第3阶段—— 纳米陶瓷阶段，它将促使陶瓷材科研究从工艺到理论，从 性能到应用都提高到一个崭新的阶段。
4：由于陶瓷的基本生产过程都遵循着“原料处 理一成型—煅烧”这种传统方式。因此，陶瓷 又可以认为是用传统的陶瓷生产方法制成的无 机多晶产品
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近几十年来,随着宇航、原子能和电子工业的迅速发展， 对陶瓷材料无论从性能、质量、品种等方面，均提出了越 来越高的要求：
➢ 陶瓷材料的研究和发展已从传统陶瓷阶段跃入到先进陶瓷 阶段
源产地 世界范围
中国独有
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高铝质粘 土和瓷土 釉的发明
原料纯化 陶瓷制备 的新工艺 陶瓷理论
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陶器 瓷器 传统陶瓷
先进陶瓷 (微米级)
纳米陶瓷
高温技术 显微结构 分析方法 无损评估 更深入的 性能研究 相关学科 的推动
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3：广义上陶瓷是用陶瓷生产方法制造的无机非 金属固体材料和制品的通称.