功能陶瓷材料总复习
陶瓷工艺学复习资料
1、长石质日用瓷坯典型的三元配方。
答：长石——高岭土——石英2、粘土过多对注浆成形速度和坯体的干燥收缩的影响。
答坯体中粘土的可塑性越好，粒度越细，则所吸附的水膜越厚，烧成收缩和变形就越大，同时，如果粘土矿物颗粒太细，分布不均匀，也会导致各部分收缩不一致而变形。
3、日用陶瓷常用的施釉方法有。
答：釉浆施釉法，静电施釉法，干法施釉4、滑石的分子式及性能，硅灰石的分子式及性能。
答：滑石分子式是3MgO·4SiO2·H2O。
性能:在普通日用陶瓷中一般作为熔剂使用，在细陶瓷坯体中加入少量滑石可降低烧成温度。
在较低的温度形成液相，加速莫来石晶体的生成。
同时扩大烧结温度范围，提高白度，透明度，力学强度和热稳定性，在精陶坯体中如用滑石代替长石，则精陶制品的湿膨胀倾向将大为减少，釉后期龟裂也可相应降低，在陶瓷釉料中加入滑石可改善釉层的弹性，热稳定性，增宽熔融范围。
硅灰石的分子式CaO·SiO2性能：硅灰石作为碱土金属硅酸盐，在普通陶瓷坯体中起助熔作用，降低坯体的烧结温度，用他来代替方解石和石英石配釉时釉面不会因析出气体而产生釉泡和针孔，但若用量过多会影响釉面的光泽度。
5、日用陶瓷成形常用成形方法及特点。
答：（1）注浆成形法，坯料含水量≤38%。
（2）可塑成形法，坯料含水量≤26%（3）压制成形法，坯料含水量≤3%。
5.强化注浆的方法有哪些？答：压力注浆；真空注浆；离心注浆；成组注浆和热浆注浆。
6、釉及釉的作用。
答：釉是施于陶瓷坯体表面的一层极薄的物质，他是根据坯体性能的要求，利用天然矿物原料及某些化工原料按比例配合，在高温作用下熔融而覆盖在陪同表面的富有光泽的玻璃质层。
作用有5点：（1）使坯体对液体和气体具有不透过性，提高了其化学稳定性。
（2）覆盖于坯体表面，给瓷器以美感。
（3）防止玷污坯体。
（4）使产品具有特定的物理和化学性能。
（5）改善陶瓷制品的性能。
7、瓷器坯料主要类型。
答：长石质瓷坯料，绢云母质瓷坯料，磷酸盐质瓷坯料，镁质瓷坯料。
功能陶瓷复习题
功能陶瓷复习题功能陶瓷复习题功能陶瓷是一种特殊的陶瓷材料，具有优异的物理、化学和机械性能，被广泛应用于各个领域。
本文将通过一系列复习题，帮助读者巩固对功能陶瓷的理解和知识。
一、选择题1. 功能陶瓷的特点不包括：A. 高温稳定性B. 低热导率C. 超导性D. 耐磨性2. 下列哪种功能陶瓷常用于制作航空发动机部件？A. 氧化铝陶瓷B. 碳化硅陶瓷C. 氮化硅陶瓷D. 钛酸锆陶瓷3. 以下哪种功能陶瓷常用于制作电子元件？A. 铝酸锶陶瓷B. 铝酸镁陶瓷C. 铝酸钛陶瓷D. 铝酸锌陶瓷4. 功能陶瓷的应用领域不包括：A. 医疗器械B. 电子设备C. 航空航天D. 建筑材料5. 下列哪种功能陶瓷常用于制作陶瓷刀具？A. 氧化锆陶瓷B. 氧化铝陶瓷C. 碳化硅陶瓷D. 氮化硅陶瓷二、判断题1. 功能陶瓷的热膨胀系数与金属相似。
( )2. 功能陶瓷具有良好的耐腐蚀性能。
( )3. 氧化锆陶瓷具有优异的断裂韧性。
( )4. 碳化硅陶瓷是一种透明陶瓷材料。
( )5. 功能陶瓷的制备工艺主要包括烧结和热处理。
( )三、简答题1. 功能陶瓷的定义是什么？它与传统陶瓷有何不同之处？2. 请简要介绍功能陶瓷的主要分类及其应用领域。
3. 功能陶瓷的制备工艺包括哪些步骤？请简要描述其中一个制备工艺。
4. 功能陶瓷的优点是什么？为什么它在各个领域得到广泛应用？5. 功能陶瓷的未来发展趋势是什么？请简要阐述。
四、综合题功能陶瓷具有广泛的应用前景，但也面临一些挑战。
请结合你对功能陶瓷的理解，从材料性能、制备工艺、应用领域等方面，分析功能陶瓷面临的挑战，并提出相应的解决方案。
总结：通过这些复习题，我们回顾了功能陶瓷的特点、分类、应用领域以及制备工艺等方面的知识。
功能陶瓷作为一种具有特殊功能和优异性能的材料，其应用前景广阔。
然而，功能陶瓷在材料性能的优化、制备工艺的改进以及应用领域的拓展等方面仍然面临一些挑战。
只有不断深化研究，解决这些挑战，才能更好地推动功能陶瓷的发展和应用。
功能陶瓷复习
1、如何区分结构陶瓷和功能陶瓷？结构陶瓷是指在应用是主要利用其力学机械、热及部分化学功能的先进陶瓷，如果能在高温下应用的陶瓷就称为高温结构陶瓷。
功能陶瓷是指应用是主要利用其非力学性能的先进陶瓷材料，这类材料具有一种或多种功能，如电学、磁学、光学、热学、化学、生物等；有的有耦合功能，如压电、压磁、热电、电光、声光、磁光等。
2、功能陶瓷的耦合效应有哪些？压电、压磁、热电、电光、声光、磁光等。
3、功能陶瓷如何分类电磁功能陶瓷:电介质陶瓷(电绝缘陶瓷,电容器陶瓷,压电陶瓷)、半导体陶瓷、磁性陶瓷、超导陶瓷、化学功能陶瓷、生物功能陶瓷4、功能陶瓷的热学性质有哪些？了解其含义。
①热导率：热导率又称导热系数，是反映材料导热性能的物理量；②热膨胀系数: 固体在温度每升高1K时长度或体积发生的相对变化量。
5、什么是绝缘强度？当电场强度超过某一临界值时，介质由介电状态变为导电状态。
相应的临界电场强度称为绝缘强度。
6、功能陶瓷的电学性质有哪些？了解其含义。
①电导率：电导率是表示物质传输电流能力强弱的一种测量值；②介电常数：是衡量介质极化行为或介质储存电荷能力的重要特征参数；③介质损耗：电介质在单位时间内消耗的能量；④击穿电场强度：当电场强度超过某一临界值时，介质由介电状态变为导电状态，相应的临界电场强度称为击穿电场强度。
7、电介质陶瓷的电导机制是什么？了解其含义。
离子电导离子作为载流子的电导机制。
8、什么是极化？自发极化？极化方式和基本原理。
极化：在外电场作用下，电介质内部沿电场方向产生感应偶极矩，在电介质表面出现极化电荷的现象叫作电介质的极化。
自发极化：极化状态并非由外电场所引起，而是由晶体内部结构特点所引起，晶体中每个晶胞内存在固有电偶极矩。
极化方式:（1）位移式极化：电子或离子在电场作用下的一种完全弹性、不消耗电场能量、介质不发热、平衡位置不发生变化、瞬间就能完成、去电电场时又恢复原状态的极化方式。
包括电子极化，离子极化（2）松弛式极化：非弹性的、平衡位置发生变化、完成的时间比位移极化长、消耗电场能量、介质发热，是一种可逆的过程，去掉电场时不能恢复原状态的极化方式。
现代陶瓷材料复习题及答案
【现代陶瓷材料】复习题一．名词解释1.体积电阻率: 体积电阻率，是材料每单位立方体积的电阻。
2.表面电阻率: 平行于通过材料表面上电流方向的电位梯度与表面单位宽度上的电流之比，用欧姆表示。
3.陶瓷中载流子及类型:陶瓷材料中存在着传递电荷的质点，有离子、电子和空穴。
4.介电常数：衡量电介质材料在电场作用下的极化行为或储存电荷能力的参数，通常又叫介电系数或电容率，是材料的特征参数。
5.位移式极化：是电子或离子在电场作用下瞬间完成、去掉电场时又恢复原状态的极化形势。
6.松弛式极化：这种极化不仅与外电场作用有关，还与极化质点的热运动有关。
7.介电损耗：陶瓷材料在电场作用下能储存电能，同时电导和部分极化过程都不可避免地要消耗能量，即将一部分电能转变为热能等消耗掉。
单位时间内消耗的电场能叫做介质损耗。
8.绝缘强度：陶瓷材料和其他介质一样，其绝缘性能和介电性能是在一定电压内具有的性质。
当作用于陶瓷材料上的电场强度超过某一临界值时，它就丧失了绝缘性能，由介电状态转变为导电状态，这种现象称之为介电强度的破坏或介质的击穿。
击穿时的电压称之为击穿电压，相应的电场强度称击穿电场强度，也称之为绝缘强度、介电强度、抗电强度等。
9.弹性模量：材料在弹性变形阶段，其应力和应变成正比例关系（即符合胡克定律），其比例系数称为弹性模量。
10.热导率：是单位温度梯度、单位时间内通过单位横截面的热量，是衡量物质热传导能力大小的特征参数。
11.耦合性质：功能陶瓷材料的一些性质相互关联又相互区别的关系称之为这些性能之间的转换和耦合。
12.热容：物体在某一过程中，每升高（或降低）单位温度时从外界吸收（或放出）的热量。
13.超导电现象：有些材料的温度降低到某一温度以下时，其电阻突然消失，这种现象叫做超导电现象。
14.临界磁场HC：通常处于临界温度以下时，若外磁场较低，超导体是超导态的，即电阻为零，但当外磁场高于某一临界值时，它就会从超导态转变为正常态，这种使超导体从超导态转变为正常态的磁场叫做临界磁场。
《陶瓷原料准备工》复习题
《陶瓷原料准备工》复习题《陶瓷原料准备工》复习题一、选择题1、按照陶瓷概念和用途，我们可将陶瓷制品分为以下两大类。
A、结构陶瓷和功能陶瓷B、陶器和瓷器C、传统陶瓷和新型陶瓷D、日用陶瓷和工业陶瓷2、我国陶瓷内陶器发展到瓷器的过程中，还经历了以下一个阶段。
A、带釉陶瓷B、原始瓷器C、青白瓷D、炻器3、青花和釉里红是我国代在景德镇瓷区首先烧制成的。
A、唐代B、宋代C、元代D、明代4、细瓷器的吸水率一般是。
A、<3% B、<12% C、<1% D、<0.5%5、炻器的吸水率一般是。
A、<3% B、<12% C、<1% D、<5%6、功能陶瓷是具有以下功能的陶瓷材料。
A、电、光、声功能B、耐磨、耐热、高强度、低膨胀C、生物、化学功能D、电、磁、光、声热及生物、化学7、传统陶瓷是以下几种陶瓷材料的通称。
A、粗陶、精陶、瓷器B、日用陶瓷、工业陶瓷C、陶器、炻器和瓷器D、日用的陶瓷、建筑卫生陶瓷8、官、哥、定、钧、汝五大名窑是我国代的重要的瓷工业成就。
A、宋代B、明代C、唐代D、元代9、我国在已经能烧制Fe2O3含量少，胎体致密的青瓷。
A、汉代 B、东汉晚期 C、唐代 D、隋代10、半导体陶瓷、压电陶瓷、铁氧体材料是。
A、结构陶瓷 B、氧化物陶瓷 C、功能陶瓷 D、非氧化物陶瓷11、母岩风化崩解后在原地残留下来的粘土是。
A、次生粘土B、沉积粘土 C、原生粘土 D、高岭土12、膨润土、木节土、球土是。
A、硬质粘土B、低可塑性粘土C、高可塑性粘土D、高岭土13、粘土主要矿物类型有以下三种能。
A、高岭土、膨润土、绢云母B、高岭土、膨润土、白云母C、多水高岭、蒙脱石、伊利石D、高岭石、蒙脱石、伊利石14、粘土原料中主要杂质矿物除碳酸盐及硫酸盐类，铁和钛的化合物，有机质外，还有。
A、长石B、石英C、石英和母岩残渣D、碱石15、影响粘土烧结的主要因素是粘土是。
A、颗粒组成B、化学组成C、颗粒组成和化学组成D、化学组成和矿物组成16、生产日用陶瓷一般选用含钾长石较多的钾钠长石。
陶瓷复习资料
名词解释：触变性：静置的泥浆经外力触动后具有流动性的现象喷雾干燥：是把泥浆喷撒成雾状细滴，并立即和热气流接触，使雾滴中的水分在很短时间内蒸发，从而得到干燥份面膜的方法。
湿球温度：用湿球温度计所测出的空气温度。
抗菌陶瓷：是将抗菌剂加入到陶瓷釉料中，经施釉和烧成后，在陶瓷釉层中均匀分布，长期存在，具有良好持久的抗菌性。
卫生陶瓷：粘土和一些其他矿物加上适当的水，混合球磨，注浆成型后，经干燥成干坯，然后再经施釉，干燥，烧成等处理后吸水率不超过总重的0.5%的瓷器。
可塑性：当粘土和适量的水混练后形成的泥团，此泥团在外力作用下，产生变形但不开裂，当外力去掉后仍能保持其形状不变，粘土的这种性质称为可塑性。
釉的熔融温度范围：是指釉的全熔温度和釉的流动温度之间的范围。
相对湿度：在一定总压下，湿空气中水蒸气分压Pi与同温度下饱和蒸气压Ps之比。
露点：在总压及湿含量不变的情况下，将不饱和空气冷却到饱和状态即有水珠滴出这时的温度称为该空气的露点。
湿球温度：当由空气传入湿纱布的传热速率恰好等于从纱布表面汽化水分所需的传热速率时，湿纱布中水温保持稳定，此时达到平衡状态，此时的温度就成为该空气的湿球温度。
1.常见的熔剂原料有哪些?钾长石和钠长石：混合使用能调整粘度和熔融速度钠长石可以提高瓷质砖的瓷化程度，降低吸水率。
珍珠岩：有助于提高熔体迁移率和流动度，降低软化加快烧结，以促进高岭石莫来石化。
伟晶岩：一种良好的熔剂原料，可以降低瓷质砖的烧成温度。
霞石正长岩：高温烧成时不易变形，且稳定性和机械强度都好。
滑石：优良的矿化剂，可以降低烧成温度，在较低的温度下形成液相，加速莫来石晶体的形成，同时扩大烧成温度范围，提高瓷质砖的温度范围，提高瓷质砖的白度，机械强度和热稳定性。
2.什么是坯体的热塑性变形，引起变形的因素？在坯体受热内部收缩产生内应力造成形变。
（1）坯体含水率的大小2.加入脊料的多少3.加入溶剂的影响4.坯体尺寸的大小3.喷雾干燥的主要步骤及影响因素？答.喷雾干燥主要分为：①泥浆雾化成雾滴②雾滴与空气接触（混合流动）③雾滴干燥（水分蒸发）④干燥产品与空气分离。
陶瓷工艺原理复习题答案版
陶瓷⼯艺原理复习题答案版1.粘⼟在陶瓷制备中的作⽤是什么？①在常温下可提⾼坯料的可塑性和结合性，⾼温下仍留在坯体中起结合作⽤；②坯体是Al2O3成分的主要提供者，烧成中形成⼀次莫来⽯和⼆次莫来⽯；③粘⼟使注浆泥料与釉料具有悬浮性和稳定性；④粘⼟原料亲⽔及⼲燥后多孔性与⼲燥强度，使坯、釉层具有良好吸釉、印花能⼒；⑤在⽣产中的不利因素：分解、收缩、杂质、有机物多、纯度低、定向排列。
2.⽯英在陶瓷制备中的作⽤是什么？①在烧成前是瘠性原料，对泥料的可塑性起调节作⽤，降低坯体的⼲燥收缩，缩短⼲燥时间并防⽌坯体变形；②烧成时，⽯英部分熔解于液相中，增加熔体粘度，未熔解⽯英构成坯体的⾻架，防⽌坯体软化变形；③在瓷器中，合理的⽯英颗粒能⼤⼤提⾼坯体的强度，否则效果相反。
同时能改善瓷坯的透光度和⽩度；④在釉料中⽯英是⽣成玻璃质的主要成分，能提⾼釉的熔融温度和粘度，赋予釉⾼的⼒学强度、硬度、耐磨性和耐化学腐蚀性。
3.对⽯英进⾏预处理时，⼀般在1000℃左右预烧，然后快速冷却，其⽬的是什么？天然⽯英是低温型的β-⽯英，其硬度为7，难于粉碎。
故有些⼯⼚在粉碎前先将⽯英煅烧到900－1000 ℃以强化晶型转变，然后急冷，产⽣内应⼒，造成裂纹或碎裂，有利于对⽯英的粉碎。
此外通过煅烧可使着⾊氧化物显露出来。
便于拣选。
4.⼀次莫来⽯与⼆次莫来⽯的形貌⽣成机理有何不同？⼀次莫来⽯：鳞⽚状、短柱状。
固相反应，升温⾼⽕期。
⼆次莫来⽯：针状、交织成⽹状。
过饱和析晶，升温⾼⽕期。
5.可塑性；可塑性指数；可塑性指标可塑性：在超过屈服点的外⼒作⽤下，泥团发⽣塑性变形，但并不破裂，除去外⼒后，仍保持变形后形状的性质。
也可以说是可被塑造成为多种形状的性质。
?可塑性指数：表⽰粘⼟（坯泥）能形成可塑泥团的⽔分变化范围，从数值上是液限含⽔率减去塑限含⽔率。
可塑性指标：是指在⼯作⽔分下，粘⼟（或坯料）受外⼒作⽤最初出现裂纹时应⼒与应变的乘积。
6.试写出⾼岭⼟加热过程中的主要化学反应。
陶瓷工艺学复习重点
原料分类按原料工艺特征分为: 可塑性原料; 非可塑性原料（也称瘠性原料）; 熔剂性原料。
粘土: 凡粒径多数小于2μm, 关键由粘土矿物组成土状岩石均称为粘土, 为细而分散含多个含水铝硅酸盐矿物混合体, 其关键化学组成为SiO2、Al2O3和结晶水。
母岩: 粘土是由富含长石等铝硅酸盐矿物岩石经过风化作用或热液蚀变作用而形成。
这类经风化或蚀变作用而生成粘土岩石统称为粘土母岩。
成因: 风化残积型; 热液蚀变型; 沉积型粘土矿床。
粘土分类: 1、按成因分类: 原生粘土、次生粘土2、按可塑性分类: 高可塑性粘土、低可塑性粘土粘土关键矿物类型: 高岭石类、蒙脱石类、伊利石类高岭石化学式: Al2O3•2SiO2•2H2O（地(迪)开石、珍珠陶土和多水高岭石）蒙脱石: Al2O3·4SiO2 ·nH2O、特征: 1）吸湿膨胀性: 吸水后体积可膨胀20-30倍; 2）离子交换性: 在水中呈悬浮和凝胶状, 含有良好阳离子交换特征。
问题: 描述粘土组成（1）矿物组成; （2）化学组成; （3）颗粒组成。
为何粘土中细颗粒愈多愈好？因为细颗粒比表面积大, 其表面能也大, 所以粘土中细颗粒愈多时, 则其可塑性愈强, 干燥收缩大, 干后强度高, 在烧成时也易于烧结, 烧后气孔率也小, 有利于成品力学强度、白度和半透明度提升。
可塑性概念: 可塑性是指粘土与适量水结合后所形成泥团, 在外力作用下产生变形但不开裂。
当外力去掉后仍保持其形状不变能力提升坯料可塑性方法: 1）将坯料原矿进行淘洗, 除去所夹杂非可塑性物料, 或进行长久风化。
2）将浸润了粘土或坯料长久陈腐。
3）将泥料进行真空处理, 并数次练泥。
4）掺用少许强可塑性粘土。
5）添加糊精、胶体SiO2 、羧甲基纤维素等胶体物质。
降低方法1）加入非可塑性粘土, 如石英、瘠性粘土、熟瓷粉等。
2）将部分粘土预先煅烧。
结合性: : 指粘土能粘结一定细度瘠性物料, 形成可塑泥团并有一定干燥强度性能。
陶瓷学及陶瓷工艺学复习资料
陶瓷学及陶瓷工艺学重点内容及作业题第2章新型陶瓷的晶体结构1、结合力种类：陶瓷分子结合在一起，所以来的作用力就是化学键。
化学键有如下种类：三种强结合键：共价键（covalent bond）离子键（ionic bond）金属键（metallic bond）；两种弱结合键：范德华键（Van der Vaals bond）氢键（Hydrogen bond）。
对于陶瓷材料而言，主要是共价键（covalent bond）和离子键（ionic bond），或者二者的结合。
2、电负性陶瓷分子之间结合的实际情况：混合键。
如何判断是哪种结合键为主？可以根据电负性估算A、B两种元素组成的陶瓷中离子键的比例。
方法如下：各元素的电负性可以查表。
计算式：P AB = 1-exp[-（X A-X B）2/4]。
式中：P AB——离子键比例；X A和X B分别为A、B元素的电负性。
讨论：（X A-X B）差值大，P AB越大，离子键比例越多；差值越小，共价键比例越大；如果X A与X B相等，则全部为共价键。
但是只适合于二元素陶瓷。
3、离子键、离子型晶体的结合能与马德伦常数（Madelung constant）结合实例计算内能并推导M ：NaCl 的晶体结构如上图所示。
分子形成过程如下：Na +(g,1atm)+Cl -(g,1atm) = NaCl(s) + △H △H 就是生成热，也叫NaCl 的晶格能。
如果多个原子叠加需要考虑周围离子的影响。
以氯化钠晶体中正负离子之间的相互作用为例，讨论马德伦常数。
氯化钠晶体是面心立方结构，8个顶点和面中心都由Cl -占据；Na +占据面心立方的八面体间隙。
设：在直角坐标系中，以任意一个Na +离子为原点；Na + 和 Cl - 间最短距离为X ，Na + 周围有6个这样的Cl - 离子与原点Na + 相距为21/2X 的Na +有12个，与第一个Na +相距为31/2X 的Cl - 有8个； 距离为2X 的Cl - 离子有6个，以此类推，位于原点的Na 离子所得到的库仑场能表示为：Ua = -e 2/x ·(6- 12/21/2 + 8/31/2- 6/2 + …)将括号中所有部分用M 代替，则有：Ua = -Me 2/x 。
陶瓷工艺学复习资料
绪论1. 陶瓷的概念(传统)答:传统上,陶瓷的概念上指所有以粘土为主要原料与其他天然矿物原料经过粉碎、混炼、成型、煅烧等过程而制成的各种制品。
2. 瓷器、陶器、炻器的特征。
答：瓷器：坯体致密，基本上不吸水，有一定的透明性，断面呈石状或贝壳状，敲之声音清脆。
陶器：有一定吸水率，断面粗糙无光，没有半透明性，敲之声音浑浊。
炻器：吸水率不大于3%，透光性差，通常胎体较厚，呈色，断面呈石状。
原料1. 陶瓷原料的一般分类。
答：一般按工艺性能可分为三大类，既可塑性的粘土类原料、瘠性石英类原料和熔剂性原料长石等。
2. 粘土的概念。
答：粘土是多种微细的矿物的混合体，其矿物颗粒多小于2微米，主要是由黏土矿和其他矿物组成的具有可塑性的土状岩石。
3. 黏土原料按成因如何分类，各有什么特征？答：按成因可分为两类：1.原生黏土，是母岩风化崩解后在原地残留下来的黏土。
特征：质地较纯，耐火度较高，可塑性较差。
2.次生黏土：由风化、经自然力作用沉积下来的黏土层。
特征：质地不纯，可塑性较好，耐火度较差，呈色。
4. 黏土的主要矿物类型有哪些？高岭石的化学式是什么？什么是高岭土？答：黏土的主要矿物类型有高岭石类、蒙脱石类、伊利石类和水铝英石类。
高岭石化学式为：AL2O3•2SiO2•2H2O高岭土首先在我国江西景德镇高岭村山头发现，现国际上把这种有利于成瓷的黏土称为高岭土，主要矿物成分是高岭石和多水高岭石。
5. 黏土是如何形成的？形成过程中的风化有哪几种？答：黏土是由富含长石等铝硅酸盐矿物的岩石经过漫长地质年代的风化作用或热液蚀变作用而形成的。
风化作用有机械风化、化学风化和生物风化等类型。
6. 黏土的可塑性、结合性、触变性的概念？答：黏土与适量的水混炼以后形成泥团，这种泥团在一定外力的作用下产生形变但不开裂，当外力去掉后，仍能保持其形状不变，这种性质称为可塑性。
黏土的结合性是指黏土能结合一定细度的瘠性原料，形成可塑泥团并有一定干燥强度的性能。
特种陶瓷复习资料
1、坯料的化学组成如下：Al2O3为92.0wt％，MgO为1.5wt％，SrO为1.0wt％，CaO为1.0wt％，SiO2为4.5wt％。
用原料氧化铝、纯滑石3MgO.4SiO2.H2O，碳酸锶、煅烧高岭Al2O32SiO2、氧化硅配制，根据化学组成，求出其质量百分组成。
〔Al2O3，SiO2，MgO，H2O分子量分别为101.9，60.0，40.3，18，碳酸锶中氧化锶含量为103.6/147.6，氧化钙分子量56，CO2分子量为44〕。
答案：需SrCO31.42克；需CaCO31.79克；需滑石4.7克；需补高岭2.77克；需补氧化铝90.73克；合计：1.42+1.79+4.7+2.77+90.73=101.41克配方质量百分组成为：Al2O3 89.47% SrCO3 1.40% CaCO3 1.77% 高岭2.73% 滑石4.63%2、以BaCO3、SrCO3、Pb3O4、Fe2O3配料，试计算钡锶复合铁氧体Ba0.45Sr0.45Pb0.1O．6Fe2O3配方的百分组成。
BaCO3、SrCO3、Pb3O4、Fe2O3的摩尔质量分别是197.3、147.6、685.6、159.7。
解BaCO3 0.45×197.3＝88.79 7.82%SrCO3 0.45×147.6＝66.24 5.83%Pb3O4 0.1×685.6÷3＝22.85 2.01%Fe2O3 6×159.7＝958.20 84.34%∑＝1136.083、坯料的化学组成如下：Al2O3为93.0wt％，MgO为1.5wt％，SrO为1.0wt％，SiO2为4.5wt％。
用原料氧化铝、纯滑石3MgO.4SiO2.H2O，碳酸锶、XX高岭配制，根据化学组成，求出其质量百分组成。
〔Al2O3，SiO2，MgO，H2O分子量分别为101.9，60.0，40.3，18，碳酸锶中氧化锶含量为103.6/147.6〕。
陶瓷复习资料
陶瓷工艺学复习资料一．名词解释：1.可塑性：可塑性是指粘土与适量的水结合后所形成的泥团，在外力作用下产生变形但不开裂。
当外力去掉后仍保持其形状不变的能力。
2.触变形：粘土泥浆或可塑泥团受到振动或搅拌时，粘度会降低而流动性增加，静置后逐渐恢复原状。
此外，泥料放置一段时间后，在维持原有水分的情况下也会出现变稠和固化现象，这种性质统称为触变性。
3.烧结温度：到达初始烧结温度后随着温度的继续升高，粘土的气孔率不断降低，收缩不断增大，当其密度达到最大状态时（一般以吸水率等于或小于5%为标志），称为完全烧结，相应于此时的温度叫烧结温度（T2）。
4.烧结温度范围：通常把烧结温度到软化温度之间粘土试样处于相对稳定阶段的温度范围称为烧结范围（ T2 ~T3）。
5.标准化：将开采的陶瓷原料用科学的方法按化学组成、颗粒组成分成若干个等级，使每个等级的原料其化学组成、颗粒组成在一个规定的范围内波动，这就是原料的标准化、系列化。
6.酸度系数：指组分中的酸性氧化物与碱性氧化物的摩尔比，一般以C.A表示。
7.生料釉：将全部原料直接加水，制备成釉浆。
8.熔块釉：将原料中部分可溶于水的原料及铅化合物，先经1200~1300℃的高温熔化，然后投入冷水中急冷，制成熔块，再与其余生料混合研磨而成釉浆。
9.造粒：在细粉料中添加粘结剂，做成流动性好的颗粒，且该类颗粒是由几种大小不同的球状颗粒（团粒）组成的。
10.可塑成型：利用模具或刀具等工艺装备运动所造成的压力、剪力或挤压力等外力，对具有可塑性的坯料进行加工，迫使坯料在外力作用下发生可塑变形而制作坯体的成型方法。
11.干压成型：将干粉坯料在钢模中压成致密坯体的一种成型方法。
12.等静压成型：对密封于塑性模具中的粉料各向同时施压的一种成型工艺技术。
13.热转导：物体各部分无相对位移，仅依靠物质分子、原子及自由电子等微观粒子热运动而使热量从高温部分向低温部分传递的现象。
14.湿传导：物料表面的水蒸气向干燥介质中移动的气相传质（外扩散过程）；内部水向表面扩散的内部传质（内扩散过程）。
功能陶瓷复习资料
第一章绪论1如何区别结构陶瓷和功能陶瓷材料？利用陶瓷对声、光、电、磁、热等物理性能所具有的特殊功能而制造的陶瓷材料称为功能陶瓷。
在工程结构上使用的陶瓷称为工程陶瓷，它主要在高温下使用，也称高温结构陶瓷。
这类陶瓷具有在高温下强度高、硬度大、抗氧化、耐腐蚀、耐磨损、耐烧蚀等优点。
★★★2功能陶瓷的耦合效应有哪些？课件P36答：热电效应、压电效应、磁电效应、光电效应、声光效应、磁光效应。
第二章功能陶瓷的基本性质3功能陶瓷的热学性能有哪些？了解其含义。
P19-23答：（1）功能陶瓷的热学性质有热容、热膨胀系数、热导率和抗热冲击性。
（2）热容：物体温度升高1K所需要增加的热量。
热膨胀系数：温度升高1℃而引起的体积和长度的相对变化。
热导率：单位时间内单位面积上通过的热量与温度梯度的比例系数。
抗热冲击性：指物体能承受温度剧烈变化而不被破坏的能力。
4什么是绝缘强度？P15答：当作用于陶瓷材料上的电场强度超过某一临界值时，它就丧失了绝缘性能，由介电状态转变为导电状态，这种现象称之为介电强度的破坏或介质的击穿，击穿时的电场强度称绝缘强度。
5功能陶瓷的电学性质有哪些？了解其含义。
P7-15答：（1）功能陶瓷的电学性质有电导率、介电常数、介电损耗角正切值和击穿电场强度。
（2）电导率：指在介质中该量与电场强度之积等于传导电流密度。
介电常数：是衡量电介质材料在电场作用下的极化行为或存储电荷能力的参数。
介质损耗角正切值：表示电介质在交流电压下的有功损耗和无功损耗之比，值越大，介质损耗越大，反映了电介质在交流电压下的损耗性能。
[额外知识点介质损耗：绝缘材料在电场作用下，由于介质电导和介质极化的滞后效应，在其内部引起的能量损耗。
介质损耗角：δ在交变电场作用下，电介质内流过的电流相量和电压相量之间的夹角。
]击穿电场强度：当作用于陶瓷材料上的电场强度超过某一临界值时，它就丧失了绝缘性能，由介电状态转变为导电状态，这种现象称之为介电强度的破坏或介质的击穿，击穿时的电场强度称击穿电场强度。
功能陶瓷复习题解答
1、举出3种以上的典型的超导陶瓷氧化物超导体,定义及其应用;LaBaCuo、SrBaCuo、NbBaCuo；2、说明Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ电容器陶瓷的典型材料、性能特点和用途;I类陶瓷主要用于高频电路中使用的陶瓷电容器;性能特点a:一般具有负温度系数,有时为正温度系数；b:介电常数较高为飞铁电电容陶瓷；c:温度系数值稳定且高频下及高温时具有低的介质损耗;典型材料：MgTiO3瓷;II类陶瓷主要用于制造低频电路中使用的陶瓷电容器;性能特点：a:介电常数值高4000-8000b:温度稳定性好；c:居里点在工作温度范围内且能方便的调整;典型材料：BaTiO3系、反铁电系; III类陶瓷介质的半导体主要用于制造汽车、电子计算机等电路中要求体积非常小的电容器,性能特点a:介电常数非常大7000-几十万以上b:主要用于低频下典型材料：半导化BaTiO33、何为铁电陶瓷 BaTiO3铁电陶瓷老化的含义是什么是一类在某一温度范围内具有自发极化且极化强度随电场反向而反向,具有与铁磁回线相仿的电滞回线的陶瓷材料老化意义：铁电陶瓷烧成后其介电常数和介电损耗随时间的推移而逐渐减少4、BaTiO3陶瓷有哪几种晶型相变画出BaTiO3陶瓷的介电常数-温度特性曲线示意图;立方相、四方相、斜方相和三方相；5、何谓移峰效应和压峰效应改性加入物可以有效的移动居里温度,即移动介电常数的居里峰,但对介电常数的陡度一般不呈现明显的压抑作用,这时所引起的效应为移峰效应；有的改性加入物可使介电常数的居里峰受到压抑并展宽所引起的效应为压峰效应;6、为什么BaTiO3陶瓷最适合做低频电容器介质由于频率f升高,ε降低,Tanδ升高性能恶化,所以要在低频下使用由于新畴的成核与生长需要一定的时间内,所以ε和f有关;损耗产生的原因是：1、电畴运动：畴壁运动是克服杂质、气孔、晶界的摩擦阻力；2、自发极化反转时;伴随着集合形变的换向,必须克服晶胞间与晶粒间应力作用的反复过程;都要消耗电场能,并以热的形式相空间散逸;反转愈剧烈,次数愈频繁,则Tanδ愈大;7、BaTiO3,PbTiO3,SrTiO3为什么具有铁电性它们为什么具有不同的居里温度其居里点分别是多少BaTiO3,PbTiO3,SrTiO3具有铁电性的原因：这三种化合物都属于钙钛矿结构;由A与O离子共同作立方密堆积,B离子处于O八面体中心,所有BO6八面体共顶点联结,当温度低于Tc时,B离子偏离八面体中心而产生离子位移极化,从而使B－O线上的O2－离子产生电子位移极化,互相耦合,使内电场Ei↑→BO6八面体沿B－O线方向伸长,另外两方向收缩,带动相邻BO6八面体在相同方向极化→电畴;2Tc是自发极化稳定程度的量度;Tc反映了B4＋偏离氧八面体中心后的稳定程度高低,B－O间互作用能较大,需要较大的热运动能才能使B离子恢复到对称平衡位置,从而摧毁晶体的铁电性铁电相→顺电相,因此Tc高;反之亦然;3120、490、—250;8、对BaTiO3电容器的要求如何在使用温度范围内,具有尽可能高的介电常数,尽可能低的介电常数变化率或容量变化率,尽可能高的Ej,尽可能低的tgδ ,介电常数随交直流电场的变化尽可能小和尽可能小的老化率;9、BaTiO3陶瓷为什么要在采用氧化气氛下烧结保持氧化气氛防止由于还原气氛使部分Ti4+转化为Ti3+产生氧空位从而导致BaTio3陶瓷介质的电性能恶化,损耗显着增加10、简述BaTiO3陶瓷产生半导化途径和机理;1原子价控制法施主掺杂法,用离于半径与Ba2+相近的La3+、Y3+、Sb3+等三价离子置换Ba2+离子;用离于半径与Ti 4+相近的Nb5+ 、Ta5+等五价离子置换Ti 4+离子.在室温下,上述离子电离而成为施主,向BaTiO3提供导带电子使部分Ti4++e→Ti3+,从而ρV下降102Ωcm,成为半导瓷;2强制还原法,BaTiO3陶瓷在真空、惰性气氛或还原气氛中烧成时,将生成氧空位而使部分Ti4+→Ti3+,可制得ρv为102~106Ω·cm 的半导体陶瓷;3AST法,当材料中含有Fe、K等受主杂质时,不利于晶粒半导化;加入SiO2或AST玻璃Al2O3·SiO2·TiO2可以使上述有害半导的杂质从晶粒进入晶界,富集于晶界,从而有利于陶瓷的半导化;4对于工业纯原料,原子价控制法的不足,对于工业纯原料,由于含杂量较高,特别是含有Fe3+、Mn3+或Mn2+、Cu+、Cr3+、Mg2+、Al3+K+、Na+等离子, 它们往往在烧结过程中取代BaTiO3中的Ti4+离子而成为受主,防碍BaTiO3的半导化;11、高频电容器陶瓷产生高介电系数的原因;金红石型和钙钛矿型结构的陶瓷具有特殊的结构,离子位移极化后,产生强大的局部内电场,并进一步产生强烈的离子位移极化和电子位移极化,使得作用在离子上的内电场得到显着加强,故ε大; 钛酸锶铋也是利用SrTiO3钙钛矿型结构的内电场,而加入钛酸铋等,使之产生锶离子空位,产生离子松弛极化,从而使ε增大;12、说明金红石电容器陶瓷在生产和使用中应该注意的问题;1、防止sio2杂质的引入2、由于Tio2可塑性差,坯料还需要适当的陈腐时间,是氧化钛水解提高了可塑性3、严格控制烧结温度4、严格控制气氛保证氧化气氛烧结因为tio2高温下发生分解,Nb5+/Sb5+存在会是Tio2还原5、Tio2陶瓷电容器使用银电极且长期在高温和直流电场下工作时会发生电化学反应使Ti4+被还原为Ti3+直流老化是金红石陶瓷性能恶化;13、什么是介电常数的温度系数αε说明高频电容器陶瓷介电系数的温度系数不同的原因;何谓温度补偿电容器陶瓷和温度稳定电容器陶瓷,有何应用为什么在高频稳定电容器陶瓷钛酸镁瓷加入钛酸钙可以调节αε有什么实际意义1介电常数温度系数：在一定温度范围内,温度每升高一摄氏度时介电常数的相对平均变化率;2实际意义：正钛酸镁和偏钛酸镁都有小的正αε,其与负的αε,晶相钛酸钙适当配比,制的具有系列αε,的瓷料14、微波介质陶瓷的性能要求如何有何意义按其介电常数分类有哪些列出以上典型的陶瓷材料体系,说明其应用背景;微波介质陶瓷MWDC：是指应用于微波频段主要是UHF/SHF频段,300MHz—300GHz电路中作为介质材料并完成一种或多种功能的陶瓷;它在微波器中作介质谐振器;15、性能特点：高介电常数,高品质因数,近零的谐振频率温度系数;工作稳定,不产生漂移;16、介电常数分类：1高介电常数,低品质因数BaO-稀土-TiO2 1-3GHz2中介电常数,中品质因数BaO-TiO2系和Ba2Ti9020 3-10GHz3低品质因数,高品质因数;BZT>10GHz 应用背景：高介电常数f1-3GHz用于移动通信；中介电常数f3-10GHz用于卫星基站；低介电常数f>10GHz 用于卫星雷达;17、15、说明微波介质陶瓷的低温烧结工艺的方法和特点,其说明其意义;方法：1加助烧剂低软化点玻璃、低熔点氧化物陶瓷2湿化学方法制备超细粉纳米颗粒3采用燃烧温度本来就很低的燃料;意义：MLCC使多层陶瓷电容器,它用铅-钯做电极,成本高,是高温共烧,而为了降低成本,采用Ltcc,用纯银是低温共烧16、何谓MLCC说明其特点和应用;简述MLCC的制造工艺; MLCC独石电容器是印有内电极的陶瓷膜以一定方式重叠形成的生胚经共同烧结后形成一个整体的“独石结构”;特点：体积小、比容大、等效串联电阻小、无极性、固有电感小、抗湿性好、可靠性高等优点;可有效缩小电子信息终端产品尤其是便携式产品的体积和重量,提高产品可靠性,顺应了IT 产业小型化、轻量化、高性能、多功能的发展方向;应用：大量用于混合集成电路中作为贴装元件和其他对可靠性要求较高的小型化电子设备中;MLCC独石电容器生产工艺：17、简述含铋层状结构化合物系的MLCC的性能特点;18、分析添加PbTiO3和Bi2O3的PbMg1/3Nb2/3O3系陶瓷的组成和性能;19、什么是PZT陶瓷何谓PZT压电陶瓷准同型相界MPB PZT陶瓷：PbZrO3和PbTiO3的结构相同,Zr4+与Ti4+的半径相近,两者可形成无限固溶体,可表示为PbZrxTi1-xO3,简称PZT 瓷;PZT压电陶瓷准同型相界MPB：四方铁电相和三方铁电相的共存区域,其电畴的极化方向为两相极化方向之和;20、为什么PZT压电陶瓷中PbZrO3含量在53％mol时Zr/Ti=53/47时,压电性能最好三元系压电陶瓷PMN-PT-PZ的组成如何相对于二元系压电陶瓷,有何特点随着Zr含量的增加,铁电相变得越来越不稳定,当Zr含量超过一定限度是Ti大于53/47就发生了质变,出现了菱面结构;同样,随着Ti含量的增加,菱面结构显得越来越不稳定;在Zr/Ti小于53/47便出现四方结构;所以说在Zr/Ti=53/47时,PZT压电陶瓷的压电性能最好;三元系电陶瓷PMN-PT-PZ的组成为PbMg1/3Nb2/3瓷相比,其易烧结,铅挥发少,相界由PZT的点扩展为线,性能可有更大的选择余地;21、何谓软性添加物和硬性添加物它们对材料的性能和烧结工艺有哪些影响“软性”添加物是指加入这些添加物后能使矫顽场强EC↓,因而在电场或应力作用下,材料性质变“软”;“硬性”添加物是指加入这些添加物后能使陶瓷的介电常数,介电损耗,体积电阻率,弹性柔性系数和压电性能能降低;“软件”添加物对材料的性能和烧结工艺的影响：ε、s、tg δ、ρυ和Kp增大;Qm和Ec变小,电滞回线近于矩形;老化性能好;颜色浅,多为黄色;“硬性”添加物对材料的性能和烧结工艺的影响：使ε、tgδ、ρv、s和压电性能Kp↓；使Qm↑,Ec↑,极化和去极化作用困难且颜色较深;22、压电陶瓷制备工艺中为什么要人工极化对于铁电陶瓷来说,虽然各晶粒都有较强的压电效应,但由于晶粒和电畴分布无一定规则,各方向几率相同,使∑P=0,因而不显压电效应,故必须经过人工预极化处理,使∑P≠0,才能对外显示压电效应;23、简述锂离子电池的结构;锂离子电池有哪些特性24、目前锂离子电池的正极材料有哪几类各有什么优缺点锂离子电池的正极材料可分为：层状结构材料LiCoO2,其特点为：合成方法比较简单；工作电压高,充放电电压平稳,循环性能好；实际容量较低,只有理论容量的一半；钴资源有限,价格昂贵；钴毒性较大,环境污染大; 层状结构材料LiNiO2,其特点为：相对于LiCoO2而言,镍的储量比钴大,价格便宜,而且环境污染小;缺点：制备困难；结构不稳定,易生成Li1-yNi1+yO2;使得部分Ni位于Li 层中,降低了Li离子的扩散效率和循环性能; 尖晶石结构材料LiMn2O4,其特点为：电化学性能好、成本低、资源丰富以及无毒性; 橄榄石型结构材料LiFePO4,其特点为：1优异的安全性能2优异的循环稳定性,8000次高倍率充放电循环,不存在安全问题;3适于大电流放电;温度越高材料的比容量越大;4成本低,环保;5较高的动力学和热力学稳定性;存在的主要问题1结构中没有连续直接的锂离子通道,使得离子迁移率低;2结构中没有连续的FeO6八面体网络,电子只能依靠Fe-O-Fe传导,导电率低25、什么是PTC陶瓷简述BaTiO3陶瓷产生PTC效应的条件和半导化途径; PTC陶瓷：是指陶瓷的电阻率随温度升高而增加的陶瓷;BaTiO3陶瓷产生PTC效应的条件：只有晶粒充分半导化,晶界具有适当绝缘性的BaTiO3系陶瓷才有显着的PTC效应;半导化途径：采用施主掺杂半导化,使晶粒充分半导化；采用氧化性气氛烧结,使晶界及其附近氧化,呈现适当的绝缘性;26、什么是压敏陶瓷简要说明 ZnO压敏陶瓷的压敏机理;压敏陶瓷是指电阻值与外加电压成显着的非直线性关系的陶瓷;压敏机理：半导化ZnO压敏陶瓷中德掺杂物氧化物使晶界有深能级陷阱,即表面态能级;27、SnO2气敏陶瓷为什么希望获得超细的粉料说出4种制备超细SnO2方法;因为SnO2粉料越细,其比表面就越大,对待测气体就越敏感;制备超细SnO2方法：用锡盐制SnO2；在空气中加热Sn,氧化而成SnO2；利用气态Sn和等离子氧反应制超细SnO2；利用SnCl4水解制SnO2;28、说明氧化锆导电陶瓷的导电机理;简述其氧气敏原理及应用;导电机理：氧浓差电池二价或者三价金属离子置换四价锆离子,产生氧空位,氧空位的产生是氧空位作为载流子形成电导;氧气敏基本原理：形成氧浓差,在氧气扩散的条件下氧空位作为载流子形成电导；应用：在工业中使用可燃气体作原料时常用它报警和实施控制,如ZrO2/TiO2,传感器可检测汽车发动机和发电厂锅炉排气中氧的浓度,以控制空气燃料比空燃比A/F等用途29、何谓SOFC画简图说明SOFC的结构,简述SOFC的工作原理;SOFC：固体氧化物燃料电池；SOFC的结构：主要有固体电解质、阳极和阴极组成;工作原理：当空气穿过阴极材料时,由于受到催化发应发生电化学反应：1/2O2+2e﹣→O2-所产生的阳离子电导的固体电解质材料传到阳极,在界面上发生电化学反应,从而产生电子,电子经阳极经外循环电路传输到阴极,从而产生电流;30、SOFC的结构对材料有何性能要求其常用材料有哪些有何性能特点性能要求：要求其具有非常高德阳离子电导率,而电子电导率应极小,要有开放式的结构,必须是致密的,具有高度的气密性;常用材料：电极材料、连接体材料和密封材料;性能特点：1电极材料：很好的电子电导率；多孔性；不与电解质材料反应,热膨胀系数要尽可能接近；阴极材料应具有一定的离子导电率,对O2具有良好的电化学活性;2连接体材料：具有很好的抗高温氧化性和良好的导电性及匹配的热膨胀系数；3高温无机密封材料：具备高温下密封性好、稳定性高以及与固体电解质和连接板材料热膨胀兼容性好等特点;31、软磁铁氧体有哪些特性常见材料有哪些体系硬磁铁氧体有哪些特性常见材料有哪些体系制备各向异性的硬磁铁氧体有什么意义如何制备软磁铁氧体的特性：品种最多,应用最广；在较弱的磁场作用下,很容易被磁化也容易被退磁；起始磁导率μ0高,相同电感量的线圈体积缩小；磁导率温度系数要小；矫顽力Hc要小；比损耗因素tgδ/ μ0要小,电阻率要高,减少损耗,适用于高频下使用;体系：尖晶石结构和平面型六角晶体结构磁铅石型的甚高频铁氧体;硬磁铁氧体的特性：被磁化后不易退磁,能长期保留磁性;残留磁感应强度Br较高~,矫顽力Hc高~；磁能积BHmax高6000~40000J/m3,高于高碳钢;材料体系：钡铁氧体、思铁氧体;32、铁氧体的晶体结构主要有哪些尖晶石、磁铅石、石榴石、钙钛矿型结构33、铁氧体粉料制备工艺有哪几种铁氧体单晶制备工艺有哪几种粉料：化学共沉淀法、氧化物球磨混合法、电解共沉淀法、盐类分解法、喷雾煅烧法；单晶：布里兹曼法熔盐法、提拉法、水热合成法、熔融法34、低介装置瓷对性能有何要求说明其典型材料和应用;要求：1绝缘电阻高室温,ρv＞1012Ω·cm 和高介电强度＞10kv／mm ;以减少漏导损耗和承受较高的电压;2 εr小＜9,可减少不必要的分布电容值,避免在线路中产生恶劣的影响;εr越小,tgδ也越小;低介装置瓷;3高频电场下的tgδ要小2~90×10-4 ,tgδ大会造成材料发热和附加的衰减现象;4较高的机械强度:ζbb=45~300MPa ；ζb=400~2000MPa5良好的化学稳定性;6特殊要求：高频装置瓷要求膨胀系数小,热导率高,抗热冲击;集成电路基片要求高导热系数,合适的膨胀系数、平整、高表面光洁度及易镀膜或表面金属化;典型材料：氧化物单元和多元和非氧化物氮化物为主;多晶和单晶人工合成云母、人造蓝宝石、尖晶石、BeO及石英矿物：块滑石、高铝瓷、钡长石、莫来石瓷、镁橄榄石瓷、堇青石瓷等;应用：电子陶瓷领域的结构陶瓷,用于电子技术、微电子技术和光电子技术中起绝缘、支撑、保护作用的陶瓷装置零件、陶瓷基片以及多层陶瓷封装等的瓷料;35、说明滑石瓷生产和使用中容易出现的问题和原因;问题：老化、开裂、烧结温区过窄；老化的原因：原顽辉石≡斜顽辉石→{密度↑体积↓}→内应力↑→微裂纹、白斑→老化；开裂的原因：内因层状结构各向异性收缩各向异性外因成型过程中的定向排列晶粒结构定向排列密度各向异性36、高导热晶体应具备哪些结构特点典型材料有哪些说明AlN瓷的性能特点和应用;结构特点：共价键很强;结构基元的种类较少单质晶体或二元化合物,原子量或平均原子量较低;非层状结构;高纯和足够致密的材料,同时晶粒应发育良好,并把结构缺陷降到最低限度.典型材料：金刚石昂贵、石墨电子电导、六方BN昂贵、SiC难烧结,需热压、BP对杂质敏感、BeO、AlN;性能特点：Al-N共价键强,平均原子量,热导率高；热膨胀系数与半导体Si接近具有高的绝缘电阻和抗电强度介电常数低,介质损耗小；机械强度高；适合于流延成型工艺；AlN陶瓷的毒性不如BeO瓷;应用：在集成电路、光发射二极管、激光二极管、激光器、电力电子模块、磁流体发电等领域获得广泛的应用37、陶瓷透明化的措施有哪些1采用活性高、细,烧结性好的高纯粉料,常用化学共沉法制备;2适当的添加物：晶界偏析,抑制晶界迁移,排除气孔；液相烧结,促进陶瓷致密化；3烧结温度、时间、气氛：气孔的消除；4减小光学各向异性：将居里温度降至室温38、传统氧化铝陶瓷基片的问题有哪些说明LTCC基片的优点和基本特性;说明LTCC的材料体系;问题氧化铝瓷烧结温度高,只能选择难熔金属Mo、W等作为电极,易导致下列问题：①需在还原气氛中烧结②Mo、W电阻率较高,布线电阻大,信号传输易造成失真,增大损耗,布线微细化受到限制③介电常数偏大约,增大信号延迟④热膨胀系数×10-6/℃与硅×10-6/℃不匹配;优点：不仅可以与Au、Ag、Cu等低电阻率金属同时烧结,且有利于将电阻、电容、电感等无源元件同时制作在基板内部,使产品小型、轻量化;基本特性：高电阻率低介电常数低介电损耗基片的热膨胀系数接近硅的热膨胀系数,减少热应力；高的热导率,防止多层基板过热；足够高的机械强度；化学性能稳定;LTCC的材料体系：结晶玻璃系、玻璃陶瓷复合系、氧化铝中添加物系、单相陶瓷系。
功能材料名词解释复习题
名词解释复习题磁致伸缩效应：是指铁磁体在被外磁场磁化时，其体积和长度将发生变化的现象。
巨磁阻效应：是指磁性材料的电阻率在有外磁场作用时较之无外磁场作用时存在巨大变化的现象。
异质结：两种不同的半导体相接触所形成的界面区域。
超晶格材料是两种不同组元以几个纳米到几十个纳米的薄层交替生长并保持严格周期性的多层膜，事实上就是特定形式的层状精细复合材料。
超晶格：如果势垒层很薄，相邻阱之间的耦合很强，原来在各量子阱中分立的能级将扩展成能带(微带)，能带的宽度和位置与势阱的深度、宽度及势垒的厚度有关，这样的多层结构称为超晶格。
量子阱：是指由2种不同的半导体材料相间排列形成的、具有明显量子限制效应的电子或空穴的势阱。
气敏陶瓷：是用于吸收某种气体后电阻率发生变化的一种功能陶瓷。
压电效应：某些电介质在沿一定方向上受到外力的作用而变形时，其内部会产生极化现象，同时在它的两个相对表面上出现正负相反的电荷。
当外力去掉后，它又会恢复到不带电的状态，这种现象称为正压电效应。
正压电效应：是指当晶体受到某固定方向外力的作用时,内部就产生电极化现象,同时在某两个表面上产生符号相反的电荷；当外力撤去后，晶体又恢复到不带电的状态；当外力作用方向改变时，电荷的极性也随之改变；晶体受力所产生的电荷量与外力的大小成正比。
逆压电效应：是指对晶体施加交变电场引起晶体机械变形的现象。
热释电效应：在某些绝缘物质中，由于温度的变化引起极化状态改变的现象。
铁电效应：是指材料的晶体结构在不加外电场时就具有自发极化现象，其自发极化的方向能够被外加电场反转或重新定向。
光生伏特效应：是指半导体在受到光照射时产生电动势的现象。
光电导效应：是辐射引起半导体材料电导率变化的现象。
形状记忆效应：是指具有一定形状的固体材料,在某种条件下经过一定的塑性变形后,加热到一定温度时,材料又完全恢复到变形前原来形状的现象。
热敏陶瓷：PTC是一种具有正温度系数的半导体陶瓷元件、NTC是指具有负温度系数的半导体陶瓷元件、CTR是电阻在某特定温度范围内急剧变化的热敏电阻。
陶瓷和复合材料复习题
陶瓷和复合材料复习题名词解释：1、复合材料：两种或两种以上不同性质的单一材料，用物理的或化学的方法经人工复合而成的多相材料。
2、快速烧成：产品性能无变化，而烧成时间大量缩短的烧成方法。
３、二次莫来石：由高岭石分解物形成的粒状或鳞片状莫来石成为一次莫来石；由长石熔体形成的针状莫来石称为二次莫来石。
４、晶界异相偏析效应：在高温条件下的烧结和冷却过程中，异性杂质离子从晶粒内部向晶界扩散和迁移，使之在晶界部位富集的现象。
５、晶界：结晶方向不同的、直接接触的同成分晶粒间的交界处，称为晶界（晶粒间界或粒界）。
６、复合材料增强相：其中一个组分是细丝（连续的或短切的）、薄片或颗粒状，具有较高的强度、模量、硬度和脆性，在复合材料承受外加载荷时是主要承载相。
７、实心注浆：泥浆中的水分被模型吸收，注件在两模之间形成，没有多余泥浆排出的一种注浆方法。
８、空心注浆：将泥浆注入模型，当注件达到要求的厚度时排出多余的泥浆而形成空心注件的方法。
９、陶瓷基复合材料：在陶瓷基体中引入第二相材料，使之增强、增韧的多相材料。
主要以高性能的陶瓷为基体，通过加入颗粒、晶须、连续纤维和层状材料等增强体而形成的复合材料。
10、原料破碎：破碎是对块状固体物料施用机械作用，克服物质的内聚力，使之由大块状物料转变为小块状物料的物理作业过程。
11、釉：指的是覆盖在坯体表面的玻璃状薄层。
12、釉上装饰：在烧成后的制品上进行彩饰加工的方法。
通过彩绘、贴花等方法加彩后，进行低温烧成（750-850），获得丰富多采的效果。
13、釉下装饰：在生坯或素坯上加彩后，施以透明釉经高温1200）一次烧成的装饰方法。
釉中装饰：在釉坯或烧成制品的釉面上加彩后，高温（1100-1200）一次烧成使装饰图案渗入釉层中的方法。
14、烧结范围：软化温度与烧结温度之差。
15、陶瓷烧成：是指多孔状陶瓷坯体在高温条件下，表面积减小、孔隙率降低、机械性能提高的致密化过程。
16、触变性：黏土泥浆或可塑泥团受到振动或搅拌时，黏度会降低而流动性增加，静止后逐渐恢复原状。
功能材料复习题
功能材料复习题导语：功能材料是指具有特定功能的材料，常常应用于各种领域，如医学、电子、能源等。
对功能材料的学习和掌握对于进一步提高自己的专业能力具有重要意义。
下面是一些关于功能材料的复习题，请试着回答这些问题，巩固你对功能材料的理解。
一、单项选择题1. 功能材料的特点不包括哪项？A. 具有特定的物理、化学性能。
B. 可以用于制备功能器件。
C. 通常具有一定的结构拓扑。
D. 只能应用在电子领域。
2. 下列哪种材料不属于功能材料？A. 纳米材料。
B. 高分子材料。
C. 金属材料。
D. 无机材料。
3. 以下哪种功能材料可以实现超导现象？A. 超薄金属薄膜。
B. 半导体材料。
C. 铁磁材料。
D. 金属材料。
4. 下列哪种功能材料可以应用于太阳能电池板？A. 光敏材料。
B. 磁性材料。
C. 铝合金材料。
D. 陶瓷材料。
5. 荧光材料可以通过什么方式激发发光？A. 电流。
B. 光照。
C. 磁场。
D. 水分子。
二、填空题1. 通过控制材料的___________，可以调节材料的电导率。
2. 金刚石是一种具有___________性能的材料。
3. 纳米材料通常具有比传统材料更高的___________比表面积。
4. 发光二极管的荧光层通常采用___________荧光材料。
三、简答题1. 简述功能材料在医学领域的应用及其意义。
2. 请举例说明能源领域中的功能材料及其应用。
3. 功能材料的制备方法有哪些？请简要描述其中的一种方法。
四、论述题功能材料在现代科技中扮演着重要角色，请论述其为人类社会发展带来的意义和挑战。
结束语：通过回答以上问题，希望能够帮助你加深对功能材料的理解和应用。
功能材料作为现代科技的重要组成部分，其研究和创新对于推动社会进步和经济发展具有重要意义。
希望你能够不断学习和探索，在功能材料领域有所突破和贡献。
新材料科学导论期末复习题（有答案版）
新材料科学导论期末复习题（有答案版）一、填空题：1.材料性质的表述包括力学性能、物理性质和化学性质。
2.化学分析、物理分析和谱学分析是材料成分分析的三种基本方法。
3.材料的结构包括键合结构、晶体结构和组织结构。
4.材料科学与工程有四个基本要素，它们分别是：使用性能、材料的性质、制备/加工和结构/成分。
5.按组成和结构分，材料分为金属材料，无机非金属材料，高分子材料和复合材料。
6.高分子材料分子量很大，是由许多相同的结构单元组成，并以共价键的形式重复连接而成。
7.复合材料可分为结构复合材料和功能复合材料两大类。
8.聚合物分子运动具有多重性和明显的松弛特性。
9.功能复合材料是指除力学性能以外，具有良好的其他物理性能并包括部分化学和生物性能的复合材料。
如有光，电，热，磁，阻尼，声，摩擦等功能。
10.材料的物理性质表述为光学性质、磁学性质、电学性质和热学性质。
11.由于高分子是链状结构，所以把简单重复（结构）单元称为链节，简单重复（结构）单元的个数称为聚合度。
12.对于脆性的高强度纤维增强体与韧性基体复合时，两相间若能得到适宜的结合而形成的复合材料，其性能显示为增强体与基体的互补。
（ppt-复合材料，15页）13.影响储氢材料吸氢能力的因素有：（1）活化处理；（2）耐久性（抗中毒性能）；（3）抗粉末化性能；（4）导热性能；（5）滞后现象。
14.典型热处理工艺有淬火、退火、回火和正火。
15.功能复合效应是组元材料之间的协同作用与交互作用表现出的复合效应。
复合效应表现线性效应和非线性效应，其中线性效应包括加和效应、平均效应、相补效应和相抵效应。
16.新材料发展的重点已经从结构材料转向功能材料。
17.功能高分子材料的制备一般是指通过物理的或化学的方法将功能基团与聚合物骨架相结合的过程。
功能高分子材料的制备主要有以下三种基本类型：①功能小分子固定在骨架材料上；②大分子材料的功能化；③已有功能高分子材料的功能扩展；18.材料的化学性质主要表现为催化性能和抗腐蚀性。
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功能陶瓷材料总复习绪论什么是功能陶瓷？常见的功能陶瓷的分类、特性与用途。
1、定义：指具有电、磁、光、声、超导、化学、生物等特性，且具有相互转化功能的一类陶瓷。
2、分类：电容器陶瓷、压电、铁电陶瓷、敏感陶瓷、磁性陶瓷、导电、超导陶瓷、生物与抗菌陶瓷、发光与红外辐射陶瓷、多孔陶瓷。
3、特性：性能稳定性高、可靠性好、资源丰富、成本低、易于多功能转化和集成化等4用途：在自动控制、仪器仪表、电子、通讯、能源、交通、冶金、化工、精密机械、航空航天、国防等部门均发挥着重要作用。
举例：电容器陶瓷、谐振器元器件基材料、压电式动态力传感器、压电式振动加速度传感器。
介电陶瓷以感应的方式对外电场作出响应，即沿着电场方向产生电偶极矩或电偶极矩的改变，这类材料称为电介质各种极化机制以及频率范围。
极化机制：电子极化、离子极化、偶极子极化、空间电荷极化频率范围：松弛极化铁电体，晶体在某温度范围内具有自发极化Ps,且自发极化Ps的方向能随外电场而取向，称为铁电体。
材料的这种性质称为铁电性。
电畴:铁电体中自发极化方向一致的微小区域铁电体的特性:铁电体特性包括电滞回线Hysteresis loop、电畴Domains、居里点Tc及居里点附近的临界特性。
电滞回线: 铁电体的P 滞后于外电场E而变化的轨迹（如图居里点Tc:顺电相→铁电相的转变温度T>Tc 顺电相T<Tc铁电相居里点附近的临界特性:介电常数随温度的变化显示明显的非线性，室温介电常数一般为3000～5000，在居里温度处（120℃）发生突变，可达10000以上。
驰豫铁电体:复合钙钛矿(Complex Perovskite)：晶胞中某一个或几个晶格位置被2种以上离子所占据。
弥散相变(Diffuse Phase Transition DPT)：顺电——铁电为渐变：介电峰宽化，T>Tc 存在Ps和电滞回线。
频率色散(Frequency Dispersion)高介电常数，大的应变复合钙钛矿:晶胞中某一个或几个晶格位置被2种以上离子所占据介电陶瓷的改性机理。
1、居里区与相变扩张: 热起伏相变扩张、应力起伏相变扩张、成分起伏相变扩散、结构起伏相变扩张2、铁电陶瓷居里峰的展宽效应:展宽效应是指铁陶瓷的ε与温度关系中的峰值扩张的尽可能的宽旷，平坦，即不仅使居里峰压低，而且要使峰的肩部上举，从而使材料具有较小的温度系数α，又具有较大的ε值。
固溶缓冲型展宽效应和粒界缓冲型展宽效应。
3、铁电陶瓷居里峰移动效应：铁电体居里点及其他转折点，随着组成成分的变化，作有规律地移动现象。
移动效应仅仅指Tc及其它转变点位置移动，而ε－T曲线形状不变。
对BaTiO3来说，主要指Tc的移动（居里峰的移动）。
4、铁电陶瓷重叠效应：重叠效应表象上是转变点的重合，ε峰值的重叠，而本质上是结构上的相互重叠。
半导体介质：按其结构、工艺可分为三类：表面阻挡层型，表面还原再氧化和电价补偿型晶界层型反铁电体：反铁电体是这样一些晶体，晶体结构与同型铁电体相近，但相邻离子沿反平行方向产生自发极化，净自发极化强度为零，不存在类似于铁电中的电滞回线。
MLCC：多层片式陶瓷元器件，MLCC的主要趋势是发展微型化、大容量的以贱金属镍为内电极的BME、MLCC, 介质层。
微波介质陶瓷定义：是指应用于微波频段（主要是UHF、SHF频段）电路中作为介质材料并完成一种或多种功能的陶瓷主要性能要求：1、高的介电常数，以利于器件的小型化、2、高的品质因子，保证优良的选频特性、3、尽可能低小的谐振频率温度系数，以确保搞定频率稳定性。
微波介质陶瓷大致可以分为以下三大类：低介电常数类、中介电常数类、高介电常数类1、低介电常数类微波介质陶瓷的介电常数为25~30，Q=(1~3)×104 (在f≥10GHz下)，τƒ=0。
主要应用于厘米、毫米波段使用的卫星通讯以及军事应用等通讯系统。
如钡基复合钙钛矿陶瓷Ba(B'1/3B"2/3)O32、中等介电常数类是指其介电常数介于30-70之间的微波介质陶瓷，主要应用于4GHz～8GHz 频率范围内的卫星通信及移动通讯基站。
这类材料主要有BaTi4O9、3、高介电常数类指其介电常数大于80的微波介质陶瓷，主要用于工作在f<2GHz的低频波段的民用移动通讯系统中作为介质谐振器件。
这类材料主要包括简称为BLT的BaO-Ln2O3-nTiO2 系列、CaO-Li2O-Ln2O3-TiO2系列和铅基钙钛矿系列。
压电陶瓷:压电陶瓷是指经直流高压极化后，具有压电效应的铁电陶瓷材料压电效应：当给晶体施加应力则电荷发生位移，如果电荷分布不在保持对称就会出现净极化，并将伴随产生一个电场，这个电场就表现为压电效应。
正压电效应：晶体受到机械力的作用时，表面产生束缚电荷，其电荷密度大小与施加外力大小成线性关系，这种由机械效应转换成电效应的过程称为正压电效应。
力→形变→电压逆压电效应：晶体在受到外电场激励下产生形变，且二者之间呈线性关系，这种由电效应转换成机械效应的过程称为逆压电效应。
电压→形变极化工艺是指在压电陶瓷上加一个强直流电场，使陶瓷中的电畴沿电场方向取向排列。
只有经过极化工艺处理的陶瓷，才能够显示压电效应压电陶瓷材料应用：振子方面、换能器方面准同型相界：四方铁电相与三方铁电相的交界，并不是一个明确的成分分界线，而是具有一定的成分范围，在此区域内，陶瓷体内三方相和四方相共存掺杂改性：为了满足不同的使用目的，我们需要具有各种性能的PZT压电陶瓷，为此我们可以添加不同的离子来取代A位的Pb2+离子或B位的Zr4+,Ti4+离子，从而改进材料的性能。
等价取代：等价取代是指用Ca2+、Sr2+、Mg2+ 等半径较Pb2+ 离子小的二价离子取代Pb2+ 离子，结果使PZT陶瓷的介电常数ε增大↑，机电耦合系数KP增大↑,压电常数d增大↑,从而提高PZT瓷的压电性能。
异价取代软性取代改性：所谓“软性取代改性”是指加入这些添加物后能使矫顽场强EC 减小↓，极化容易，因而在电场或应力作用下，材料性质变“软”。
经软性取代改性后的PZT瓷性能有如下变化：矫顽场强EC 减小↓，机械品质因数Qm减小↓；介电常数ε增加↑，介电损耗tanδ增加↑,机电耦合系数KP增加↑, 抗老化性增加，绝缘电阻率ρ增加↑。
硬性取代改性：所谓“硬性取代改性”是指加入这些添加物后能使矫顽场强EC 增加↑，极化变难，因而在电场或应力作用下，材料性质变“硬”。
经硬性取代改性后的PZT瓷性能有如下变化：矫顽场强EC增加↑，机械品质因数Qm增加↑；介电常数ε减小↓，介电损耗tanδ减小↓,机电耦合系数KP减小↓, 抗老化性降低，绝缘电阻率ρ减小↓其它取代改性：非软非硬添加剂如Ce4+、Cr3+和Si4+等，兼具软性和硬性的特征。
无铅压电陶瓷材料体系迄今为止，可被考虑的无铅压电陶瓷体系有：BaTiO3基无铅压电陶瓷；Bi1/2Na1/2TiO3（BNT）基无铅压电陶瓷；铌酸盐NaNbO3系无铅压电陶瓷；铋层状结构压电陶瓷；钨青铜结构无铅压电陶瓷。
具体为：敏感陶瓷：敏感陶瓷是根据某些陶瓷的电阻率、电动势等物理量对热、湿、光、电压及某种气体、某种离子的变化特别敏感的特性而制得的敏感陶瓷分类：1、物理敏感陶瓷：光敏陶瓷、热敏陶瓷、磁敏陶瓷、声敏陶瓷、压敏陶瓷、力敏陶瓷2、化学敏感陶瓷氧敏陶瓷湿敏陶瓷生物敏感陶瓷也在积极开发之中，也获得了不少骄人的成绩。
敏感陶瓷的结构与性能：陶瓷是由晶粒、晶界、气孔组成的多相系统，通过人为的掺杂，可以造成晶粒表面的组分偏离，在晶粒表层产生固溶、偏析及晶格缺陷等。
另外，在晶界处也会产生异质相的析出、杂质的聚集、晶格缺陷及晶格各向异性等。
这些晶粒边界层的组成、结构变化，显著改变了晶界的电性能，从而导致整个陶瓷电学性能的显著变化。
***热敏陶瓷：热敏陶瓷是一类电阻率、磁性、介电性等性质随温度发生明显变化的材料，主要用于制造温度传感器、线路温度补偿及稳频的元件--热敏电阻(thermistor)。
PTC热敏电阻的温度曲线半导化：由于在常温下是绝缘体，要使它们变成半导体，需要一个半导化。
所谓半导化，是指在禁带中形成附加能级：施主能级或受主能级。
在室温下，就可以受到热激发产生导电载流子，从而形成半导体。
PTC电阻温度特性及电压-电流特性与电流-时间特性电流-时间特性是指PTC热敏电阻在施加电压的过程中，电流随时间变化的特性。
开始加电瞬间的电流称为起始电流，达到热平衡时的电流称为残余电流PTC的应用：柜机空调用PTC器件、分体挂机空调PTC器件、暖风机用PTC器件PTC效应机理：PTC热敏电阻器有两大系列:一类是采用BaTiO3为基材料制作的；另一类是以氧化钒为基的材料。
1、BaTiO3系PTC热敏电阻陶瓷（1）BaTiO3陶瓷产生PTC效应的条件当BaTiO3陶瓷材料中的晶粒充分半导化，而晶界具有适当绝缘性时，才具有PTC效应。
PTC效应完全是由其晶粒和晶界的电性能决定，没有晶界的单晶不具有PTC效应NTC：是Negative Temperature coefficient (负温度系数)的缩写，是以尖晶石结构为主的半导体功能陶瓷，具有电阻值随着温度升高而减小的特性.导电机理：（1）化学计量比偏离采用氧化或还原气氛烧结，分别产生p型和n型半导体，形成电子或空穴导电。
（2）掺杂在主成分中引入少量与主成分金属离子种类不同、电价不等的金属离子，产生不等价置换，从而产生产生p型和n型半导体，实现电子或空穴导电。
跳跃导电模型理论可以解释大部分关于尖晶石结构的NTC热敏电阻材料的性质和现象。
NTC热敏电阻的电压电流特性NTC热敏电阻的应用1）温度补偿：用于石英振荡器（2~3个NTC）2）抑制浪涌电流：用于控制开关电源、电机、变压器等在接通瞬时产生的大电流。
3）温度检测：用于热水器、空调、厨房设备、办公用品、汽车电控等。
气敏陶瓷:是一种对气体敏感的陶瓷材料，陶瓷气敏元件(或称陶瓷气敏传感器)由于其具有灵敏度高、性能稳定、结构简单、体积小、价格低廉、使用方便等优点，得到迅速发展。
分类:气敏陶瓷大致可分为半导体式、固体电解质式及接触燃烧式三种气敏陶瓷的性能:半导体表面吸附气体分子时，半导体的电导率将随半导体类型和气体分子种类的不同而变化。
***压敏陶瓷压敏陶瓷是指电阻值随着外加电压变化有一显著的非线性变化的半导体陶瓷压敏陶瓷的基本特性压敏电阻陶瓷具有非线性伏-- 安特性，对电压变化非常敏感。
在某一临界电压以下，压敏电阻陶瓷电阻值非常高，几乎没有电流；但当超过这一临界电压时，电阻将急剧变化，并且有电流通过。
随着电压的少许增加，电流会很快增大。
压敏电阻陶瓷的这种电流-电压特性曲线如图所示。
1.齐钠二极管；2.SiC压敏电阻；3.ZnO压敏电阻；4.线性电阻；5.ZnO压敏电阻压敏机理:晶界高阻态，晶粒导电。