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第一章作业与思考题(P38)

[1-1]理解、解释和比较下列名词:陶瓷、陶瓷工艺、广义陶瓷、狭义陶瓷、传统陶瓷、电子陶瓷。

陶瓷：经过成型烧制的工艺的产品

陶瓷工艺：制备陶瓷的工艺技术、过程及相关参数

广义陶瓷：经过高温热处理的无机非金属材料

狭义陶瓷：经过高温热处理的以晶相多晶向

传统陶瓷：以天然矿物为原料，具有各种功能的材料

电子陶瓷：利用陶瓷材料中，具有优异声光电性能的功能性陶瓷

[1-2]说明陶瓷材料的纯度、合理纯度、影响纯度的因素以及纯度在电子陶瓷中之经济意义。

纯度：包含化学成分、化学计量，

影响：原材料，加工过程，合成工艺，性能要求不同，纯度要求不同, 纯度越高成本大幅度升高

合理纯度：

[1-3]弄潸球磨、振磨、砂磨三者之破碎原理，比较其优缺点，说明其适用场合。

球磨：冲击，研磨为主，单台生产能力强，研磨效率较低，物料颗粒大，常用普通陶瓷，适用于原料单一，原料要求不高，大规模，

振磨：冲击，研磨为主，单台生产能力弱，研磨效率较高，物料颗粒小，特种陶瓷，实验室广泛使用，适用于多品种，要求高，小规模，特种陶瓷，实验室广泛使用，适用于多品种，要求高，小规模

砂磨：研磨、粉碎为主, 单台生产能力弱，研磨效率较高，物料颗粒小

[1-4]晶态陶瓷粉料的粒形指什么?它由哪些因素决定?什么叫等效粒径?粉粒外形愈复杂则其等效粒径愈大，对吗?

粒形：晶粒的形貌

因素:制造合成的工艺，晶体本身的特性

等效粒径：将粉粒实际颗粒看作球形。

对的，由于外形复杂故测出来的表面积大，所以等效粒径大

[1- -5]什么叫陶瓷粉料的表面自由能?如何获得?如何消失?存在哪里?有何作用与意义?

表面自由能：陶瓷粉料表面离子比内部多的部分能量

消失：烧结过程，晶粒长大与合成，表面能消失

存在：存在颗粒或者晶体表面

作用与意义：在烧结过程中起主要作用

[1-8] 烧结反应制粉与溶液反应制粉之原理有何差别?那一种能得反应均匀之粉料?为什么?两者适用于什么场合?

差别：固相制粉通过质点扩散到界面发生化学反应，反应不均匀，反应时间长温度高液相制粉原子或分子高度均匀混合后反应，反应时间短，温度低，反应产物纯度高均匀：固相反应发生在表面，不均匀

场合：固相适用于规模大，产品要求不高的，溶液常用规模小产品要求高

[1-9]陶瓷粉料煅烧的目的何在?如何选择合适的煅烧温度?如何才能使粉料反应比较

充分而又不致产生明显烧结?、

改变物性，稳定晶型，破坏片层结构

煅烧温度：尽可能温度低

要求起始原料均匀且够细

[1-10]如何才能使瘠性粉料具有加工时所必须的塑性?试利用胶体化学的原理说明陶瓷浆料的悬浮、凝聚与稀释之过程，以及控制P值所起的作用。

加入有机或无机的粘合剂，必要时加入增塑剂润滑剂

【】

[1-11]塑化剂中各成分所起的作用如何?为什么有些塑化剂中可不用增塑、润滑剂，而有些又非用不可?

作用塑化剂包含结合剂、增塑剂、润滑剂，

结合剂是各种物料粘合在一起，形成具有一定强度和形状的物品。

增塑剂

润滑剂

有些不加是因为本身就能保证物料润湿，有些不行，所以需要加入小分子增强润湿性[1-12]试述陶瓷粉料造粒的作用与意义。

目的获得气体少，流动性良好的粉料，才容易获得合格的胚体。否则容易出现成[1-13]陶瓷粉料粉碎的目的何在?为什么说它是一种能量转换过程?现有的粉碎手段中那种最好?试从能量转换角度加以讨论。还可能有那些更理想的粉碎手段?

目的使物料表面积更大，表面积更大，表面能更大，活性更强

能量转换过程本质上是部分机械能转化成了物质的内能。

现有最好的粉碎：球磨，振磨，砂磨

更理想的粉碎：根据产品需求不同选择合适的技术

[1-14]什么叫溶胶-凝胶技术?这种技术有什么优越性?适用于什么场合?

溶胶-凝胶技术：将反应物制成溶胶，保证反应物之间以原子或分子状态均匀混合，在处理为凝胶方便后续处理，纯度高，化学计量准确

优越性：纯度高，化学计量准确

场合

[2-1]对陶瓷坯体有哪些要求?如何评价陶瓷坯体的质量?粉压坯体密度不一致的

原因何在?如何提高其均匀性?坯体质量与成型压强的关系如何?

要求：强度、密度比较高，稳定性好，尺寸的准确性较好

压制过程中，压力传递不均匀，提高配体均匀性可通过两个方面，胚体厚度薄，密度均匀性会好点，可以采取大幅度提高压力，以及多向加压，使最小的压强达到要求压强评价质量：强度密度高，强度密度均匀性比较好，尺寸准确性，形状正确性

关系：压强足够高时密度和强度才能达到要求，压强过高可以保证较厚的

[2- 2]塑法成型的工艺特点是什么?对粉粒与浆料有何要求?试从坯膜质量、工艺

难度、经济效能等方面评价挤膜成型与轧膜成型。

常用于有回转中心的产品，利用了泥料的塑性的特点，要求有粉粒要粗一点，方便成型，浆料需要塑性比较好，含水量适宜。生产薄片时挤膜成型，得到的陪末质量得不到较

好保证，工艺难度大，经济效益差，扎模成型相对简单

[2- -3]流法成型对粉粒和浆料的要求与塑法成型有何差别?影响流延膜厚的因素哪些?应如何控制膜厚?

流法成型，为了得到超薄片，颗粒细，均匀性好，对称性好，料浆流动性良好，以及较高的固体含量。控制厚度时，是浆料的流动性，刮刀和有机载体的间隙高度，有机载体的速度，胚料中加的有机物数量。

[2-4]热压铸工艺有何独到之处?试从工艺繁简、能量消耗等方面，对热压铸工艺

进行评价。

形状复杂，尺寸精度要求比较高的产品，程序繁琐，成品率低，其他方法无法取代[2- 5]有哪些成型方法可以生产带状膜坯?试比较其优缺点与适用场合。

扎模成型优点缺点适用场合0.5-0.8mm片状产品

流法成型优点缺点适用场合超薄片陶瓷坯体

[2- 6]坯膜厚度薄化有何意义和必要性?对电子工业将带来什么好处?当代工艺水

平能生产多薄的坯片?坯片薄化受到那些因素限制?薄化有止境吗?

厚度直接影响了电子器件的微型化和小型化，以及多功能化有重要意义，当代能生产达到小于10um以下的陶瓷坯体，受到材料本身限制，加工器件的限制，厚度有止境，高温烧成的晶粒再小一点都很难更不必说坯体

[3- 2]从热力学的角度出发，说明为什么在陶瓷的烧结过程中高温有利于物质传递和成瓷。

从动力学角度出发，高温有利于陶瓷的致密化，有利于烧结过程中材料达到烧结所需势垒，同时高温也有利于质点的扩散作用。

[3- 3]从物质传递、晶粒长大、二次粒长和固相反应出发,说明陶瓷烧结过程中存在哪几种推动力,其来源,大小及重要性。

推动力：表面能（晶界能）、化学能。

表面能：取决于粉粒晶粒的大小，晶粒越小，表面能越大，推动力越强，常存在于晶界，表面处

化学能：化学反应释放的能量，新生成的物质也处于很高的能量状态。

推动力越大，烧结越容易。

[3- 7]什么叫二次粒长?说明其在烧结中之作用。从二次粒长的成因及控制方法谈致密陶瓷的获得。

二次粒长：二次再结晶，发生在烧结后期的晶粒异常二次长大，对烧结有负面作用二次粒长的成因一般是烧结温度过高，烧结时间过长，颗粒原料大小分布范围广，在烧结后期出现了少数晶粒大小差异很大，能量差异特别大，部分晶粒生长速度很快，容易形成气孔。严格控制烧结温度和烧结时间，粉体的分布范围尽量小，尤其是纳米粉体。

[3-11]什么叫活化烧结?有哪些基本类型?其活化作用机理如何?有哪些共同之处?为什么说活化烧结是介乎典型液相烧结与典型固相烧结之间的一种中间形式?为什么由活化烧结所得之晶件,其工作温度可能高于烧结温度?

活化烧结：通过加入烧结助剂，提高烧结驱动力，

基本类型：加入添加剂形成液相的，通过形成少量液相，少量液相通过一定的溶解沉淀传递，促进活化; 或者加入助剂形成固溶体，来活化晶格，来实现致密化。都是通过提