电子陶瓷(电子材料)工艺原理

(6)陶瓷的晶界工程设计
功能陶瓷材料是一种多晶材料。研究结果表明，晶界对材料性 能的影响极大。在电子陶瓷的设计中，我们常常利用晶界特性。晶 界 — 晶粒界区：它包含晶粒表层部分、晶粒界、析出相和气孔等的 边界区域。
晶界工程设计： 研究晶界的作用，晶界的组成及它对材料性能的影响，然后设 计所需的晶界来达到人们所要求的材料性能，进而制备出符合实用 要求的电子陶瓷产品。
7、新型陶瓷的主要研究任务 (1)研究现有陶瓷性能及改良途径； (2)发掘原有材料的新性能； (3)探索和发展新材料及新应用； (4)研究制备材料的最佳工艺(本课程的主要内容)； (5)对烧结后制品的精加工技术进行研究。 参考书目： (1)《电子陶瓷工艺基础》上海科技大学编 (2)《陶瓷工艺学》华南工学院、南京化工学院、武汉建材学院合编 (3)《特种陶瓷工艺学》李世普编 (4)《日用陶瓷工艺学》李家驹主编
2. 铁电存储器的特点 ① 速度快；② 抗辐射；③ 非挥发性。
3. 铁电存储器工作原理 能够存贮信息的主体是铁电电容器。
第一章
电子瓷瓷料制备原理 1.晶相结构
电子陶瓷的优良特性主要决定于 2.制备工艺 例如：ZnO 压敏半导瓷 主晶相性能方面—六方纤锌矿结构，本征特性为半导性。 制备工艺方面 —ZnO 压敏半导瓷对外加电压有一定的响应，追其 Biblioteka Baidu理主要是晶界的效应，而晶界在很大程度上由制备工艺决定。例如 生烧使晶粒过小，主晶相合成不完全；过烧产生二次晶长使个别晶粒 粗大，它们均使ZnO压敏半导瓷压敏性能变坏。 一般陶瓷工艺的主要流程： 原料准备—坯体成型—烧结—瓷件加工 本章目的：弄清原料准备步骤的物理、化学原理及整个工艺过程。
5、新型陶瓷的工艺技术现状
粉体制备 — 成型 — 烧结 — 精加工 (1)粉体制备 · · · · · · (2)成型 · · · · · · (3)烧结 · · · · · · (4)精加工 · · · · · · 作为一名学本专业的工程技术人员和科技工作者有必要研究、 探索和解决以下重点课题： (5)工艺—结构—性能设计的研究 (6)开发标准化、系列化粉体的研究 (7)提高产品的重复性、可靠性与使用寿命的研究
(8)加强新型陶瓷精密加工的研究
6、新型陶瓷展望
信息、能源、材料被誉为当代科学的三大支柱，新型陶瓷作为 一种新材料，以其优异的性能在材料领域独树一帜，在未来社会中 将越益发挥显著作用 。展望未来，新型陶瓷材料将会在下面几个方 面获得进展和突破。 (1)气相凝聚法制备超微（纳米）粉体 (2)用微波加热代替传统烧结 (3)陶瓷脆性的致命弱点将得到改变 (4)纳米材料的应用 (5)智能陶瓷的发展
7.1. 正温度系数热敏电阻器（PTCR）
1. PTC特性 室温时呈现低电阻率，当温度超过 Tc 时其电阻率可增加几个数 量级。
2. PTC 热敏电阻器应用实例 家用灭蚊器 — 现在人人几乎都用它，PTCR起着即恒温又加热的 双重作用，就功能而言，它具有测温、控温和加热的三重作用。
7.2. 铁电存储器（FRAM） 这是目前国内外研究的热门课题。国外已有低位存贮容量的商品 出售，它有望取代现有的半导体及磁芯存贮器。
电子陶瓷（电子材料）工艺原理
电子陶瓷工艺原理现为电子科学与技术专业本科生必修的一门 专业技术课，主要研究电子陶瓷的组成、结构及制备工艺与其功能 之间的关系。 注意分清电子陶瓷与传统陶瓷在概念上的区别。陶瓷的概念已经 远远超过古老陶瓷的范畴。 何谓陶瓷：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，称为陶瓷。
1. 铁电材料的铁电性 例如，锆钛酸铅铁电材料 Pb(ZrXTi1—X)O3 简称 PZT 具有自发极化， 自发极化在交变外电场的激励下可随着电场而转向，表现出电滞回线。 铁电材料的铁电性表征便是电滞回线，一种材料是否具有铁电性就看 它是否具有电滞回线，由电滞回线可以获得三个典型的参数即 Pr 、 Ec 和Ps(饱和自发极化)。
引
言
陶瓷材料
当代三大固体材料
金属材料 有机高分子材料 材料
现代科学的三大支柱
能源
信息
1、新型陶瓷的概念
日本—精细陶瓷、精密陶瓷 美国—高级陶瓷、先进陶瓷、现代陶瓷 英国—技术陶瓷 我国—工业陶瓷、新型陶瓷，大多数国家统一称为新型陶瓷
新型陶瓷的定义： 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。 2、新型陶瓷与传统陶瓷的区别 区 别 传统陶瓷 新型陶瓷 原材料 天然矿物原料 人工精制合成原料
第一节 电子瓷原料 一、原料分类 天然矿物原料（硬质原矿，软质原矿） 电子瓷原料 人工合成、提纯原料（化学试剂，电子级粉料）
化学试剂(化工原料)： 电子陶瓷常用原料，一般化工原料采用化学组成分级。
工业纯（IR） Industrial Reagent 98.0%
化学纯（CP）
分析纯（AR） 光谱纯（GR） 电子级原料
成 型
可塑、注浆、挤压
干压、等静压、挤压、轧膜、 流延、热压铸
结构陶瓷需很高温度烧结 温度在1350℃以下，燃料以煤、 烧 成 (1600℃)，功能陶瓷需精确的 油、气为主。 控制温度，燃料以电为主。 加 工 一般不需加工 切割、打孔、研磨、抛光等
性 能
以外观效果为主
以内在性能为主：耐磨、耐 温、耐腐蚀、高强度及各种 敏感性。
用
途 日用、建筑、卫生装饰和艺术品
宇航、能源、冶金、化工、 交通、电子、家电等行业
3、新型陶瓷的分类 氧化物系列 结构陶瓷 新型陶瓷 电功能陶瓷 磁功能陶瓷 光功能陶瓷 生物及化学功能陶瓷 非氧化物系列
功能陶瓷
4、新型陶瓷的特性与应用 (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
Chemical Purity
Analytical Reagent Guarateend Reagent 专用
99.0%
99.5% 99.9%
二、原料的评价（化学成份、结构、颗粒度、形貌） 1、化学成份 2、结构 3、颗粒度 4、形貌 原料的评价： 化学成份、结构、颗粒度、形貌四个方面。 三、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； 2、各种杂质及种类对产品的影响要具体分析。