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。

（3）空间电荷极化：自由电荷在障碍处积聚，空间电荷从新分布，形成了介质极化，称为空间电荷极化。

（4）自发极化：由晶体内部结构特点引起的，每个晶胞内存在固有电偶极矩

（5）取向极化：极性电解质中的偶极矩在外电场作用下，有序化

9、电介质陶瓷如何分类？

①电绝缘陶瓷，②电容器陶瓷，③压电陶瓷

10、电解质陶瓷怎样分类

根据参数的不同，电解质陶瓷分为：电绝缘陶瓷和电容器介质陶瓷两大类。

其中陶瓷电容器按制造的材料分为：1、非铁电电容器陶瓷；2、铁电电容器陶瓷；3、反铁电陶瓷；4、半导体电容器陶瓷。

按性质分为压电陶瓷、热释电陶瓷和铁电陶瓷。

11、各类陶瓷的特点，及常见的化合物

（1）电绝缘陶瓷的性质：1、高的体积电阻率 2、介电常数小 3、高频电场下的介质损耗要小 4、机械强度高 5、良好的化学稳定性

化合物分为氧化物和非氧化物两大类。氧化物：Al2O3和MgO等绝缘体陶瓷；非氧化物主要有氮化物陶瓷如：Si3N4、BN、AlN等。

（2）电容器陶瓷的性质：体积小容量大、结构简单、耐高温、耐腐蚀、高频特性优良、品种繁多、价格低廉。

常见化合物：铁电电容器陶瓷BaTiO3反铁电电容器陶瓷PbZrO3

12、介质陶瓷、压电陶瓷、热释电陶瓷及铁电陶瓷之间的相互关联和区别

压电陶瓷包括铁电陶瓷，铁电陶瓷一定具有压电性，但是压电陶瓷不一定具有铁电性。

因为压电体中一定存在自发极化,而铁电体不仅要求陶瓷中有自发极化的偶极子,还要求偶极子可以随外电场转向。

热释电效应是温度变化，正负电荷的重心发生相对位移，使晶体两端面内产生电荷。

电解质陶瓷史由于电荷在电场的作用下移动，造成正负电荷重心不重合，产生了极化。

13、电致伸缩效应、电滞回线

电致伸缩：各晶粒在电场作用下的这种沿电场方向的伸长和垂直电场方向的收缩，就导致了整个陶瓷试样沿电场方向的伸长和在垂直电场方向的收缩。这就是BaTiO3基铁电陶瓷的电致伸缩现象。

电滞回线：极化强度P和外电场强度E间的关系构成电滞回线。

14、什么是介电反常，试用居里-外斯定律解释。

一般用电滞回线中在原点附近的斜率来表示铁电体的介电常数，实际测量介电常数时外加电场很小。大多数铁电体的介电常数在居里点附近具有很大的数值，其数量级可达104～105，此即铁电体在临界温度的介电反常现象。

居里-外斯定律为铁电体在居里温度以上时，介电常数与温度关系的一个基本定律。从上式可以看出在居里点以上，随温度T的升高，介电系数ε迅速下降，距离距离温度越近，下降的程度就越大。

15、BaTiO3铁电陶瓷老化的含义是什么？

当某一BaTiO3铁电陶瓷介质从烧成或被覆电极冷却后，其介电常数ε和介质损耗角的正切值tanδ存放时间的推移而逐渐降低，这种现象称为老化。

16、晶界、相界、畴壁？对铁电陶瓷的介电性能影响。

晶界是结构相同而取向不同晶粒之间的界面，晶界随晶粒减小而增大，介电常数降低，介电损耗值减小；

相界是由结构不同或结构相同而点阵参数不同的两块晶体相交接而形成的界面；

壁畴是两电畴间的分界面，在Tc点以下，介电损耗较大，其主要原因是畴壁运动，这时tanδ值随外加电场急剧增加。

17、什么是置换改性/掺杂改性？各有什么特点？对BT陶瓷的介电陶瓷的介电性能如何影响？

置换改性是指在生产过程中向BaTiO3中引入能大量溶解到BaTiO3晶格中并与相应位置金属离子（A位或B位）进行置换，形成BaTiO3基固溶体的粒子性加入物，从而使陶瓷性质得到改善。其特点是等价置换，等价置换导致固溶体的轴率（c/a）降低时（例如Sr2+、Zr4+、Sn4+等），能使居里峰向低温方向移动；导致轴率升高时（例如Pb2+的引入），则使居里峰向高温方向移动。

掺杂改性是指有些加入物，由于离子半径相差较大或相应离子的电价不同等原因，在BaTiO3中固溶极限很小，这种小极限固溶导致BaTiO3陶瓷性质发生显著变化的改性。其固溶极限小，加入物对BaTiO3铁电相变温度影响大。

18、介质陶瓷、压电陶瓷、热释电陶瓷及铁电陶瓷之间的相互关系和区别。

19、压电陶瓷居里温度是什么？试分析钛酸钡陶瓷在居里温度上或下的结构。

晶体的顺电-铁电相变温度称为居里温度。

当温度介于120～1460℃时BaTiO3属于立方晶系，所有的氧八面体均以顶角相连，构成三维氧八面体族；当温度降至120℃以下时，结构转变为四方对称，c轴略有伸长，a、b轴略有缩短。c/a≈1.01，因此具有沿c轴自发极化的铁电性。

20、什么是压电效应，什么样的晶体才有压电效应？

压电效应，是指某些介质在力的作用下产生形变，在它的某些表面上出现与外力成线性比例的电荷积累，即引起介质表面带电，这是正压电效应，反之，施加激励电场，介质将产生机械变形，称逆压电效应。

具有类似铁磁材料磁畴结构的电畴结构的晶体经极化后才有压电效应，电畴是分子自发形成的区域，它有一定的极化方向，从而存在一定的电场，在无外电场作用时，各个电畴在晶体上杂乱分布，它们的极化效应被相互抵消，因此原始的晶体内极化强度为0，不具有压电性。

21、表示压电性的参数是什么？

压电系数d，压电陶瓷独立的压电系数只有3个，即d33，d31，d15，其他均为0。压电系数的角标中，第一个数字是指电极面的垂直方向或电场方向，第二个数字是指应力或应变的编号，xyz分别对应123，一般规定拉伸应力和伸长应变为正，所以d33为正值，d31为负值。

22、敏感陶瓷有哪几种？

敏感陶瓷用于制造敏感元件，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的。按其相应的特性，。可把这些材料分别称为热敏、湿敏、光敏、压敏、气敏、及离子敏感陶瓷。按其具体应用，可分为以下几类：光敏陶瓷（CdS、CdSe）、热敏陶瓷（PTC陶瓷、NTC和CTR热敏陶瓷）、磁敏陶瓷（InSb、InAs、GaAs）、声敏陶瓷（钛酸钡陶瓷，PZT）、压敏陶瓷（ZnO、SiC）、力敏陶瓷（PbTiO3、PZT）、氧敏陶瓷（SnO2、ZnO、ZrO2）、湿敏陶瓷（TiO2—MgCr2O4、ZnO-Li2O-V2O5）。

23、气敏陶瓷的功能机理和用途：

①SnO2气敏陶瓷：

（机理）是利用气体在半导体表面的氧化还原反应导致敏感元件阻值变化而制成的;当半导体器件被加热到稳定状态，在气体接触半导体表面而被吸附时，被吸附的分子首先在表面物性自由扩散，失去运动能量，一部分分子被蒸发掉，另一部分残留分子产生热分解而固定在吸附处（化学吸附）；当氧化型气体吸附到N型半导体（氧化锡，氧化锌）上，还原型气体吸附到P型半导体（CrO3）时，将使半导体载流子减少，而使阻值增大；

当还原型气体吸附到N型半导体上，氧化型气体吸附到P型半导体上时，载流子增多，使半导体电阻值下降。

（应用）：利用SnO2烧结体吸附还原气体时电阻减少的特性来检测还原气体，已广泛应用于家用石油液化气的漏气报警、生产用探测报警器和自动排风扇等。SnO2系气敏元件对酒精和CO特别敏感，广泛用于CO报警和工作环境的空气监测等

②ZnO系气敏陶瓷：

（功能）：气体选择性强，一般加入适量的贵金属催化剂来提高陶瓷元件的灵敏度。

（机理）：掺Pt的氧化锌气敏元件对异丁烷、丙烷、乙烷等碳氢化合物有较高灵敏度，掺Pd的氧化锌气敏陶瓷元件对H2、CO灵敏度较高，对碳氢化合物灵敏度较差，掺Ag的氧化锌气敏陶瓷元件对乙醇、苯和煤气较灵敏，且成本也较低。

③Fe2O3气敏陶瓷：不用贵金属做催化剂也能得到较高的催化性，高温下热稳定性好。

（应用）： －Fe2O3作家庭用可燃气体报警器非常合适。因它对水蒸气和乙醇等不灵敏，故不会因水蒸气及酒精的存在而误报。

24、压敏陶瓷的功能机理：

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。

氧化锌压敏电阻的应用：①过压保护②稳定电压

25、热敏陶瓷的分类：

按阻温特性分为：（1）负温度系数热敏电阻陶瓷，简称NTC热敏陶瓷；（2）正温度系数热敏电阻陶瓷，简称PTC热敏陶瓷；（3）临界温度热敏电阻陶瓷，简称CTR热敏陶瓷

基本特性：

1、热敏电阻的阻值（R）：①标准阻值（R25）②实际阻值（RT）③工作点电阻值（RG）

④工作点微分电阻（Rd）

2、材料常数（B）（表征热敏电阻材料物理特性的常数）

3、耗散系数（δ或H）（表示热敏电阻温度升高1℃所消耗的功率，描述了热敏电阻工

作时与外界环境进行热交换的大小。

4、时间常数（τ）（热敏电阻在零功率状态下，当环境温度由一个特定温度向另一个

特定温度突变时，热敏电阻阻值变化63.2%所需时间）

5、温度系数（αT）（当温度变化1℃时，热敏电阻阻值的变化率）

26、什么是超导体，超导体有什么特征，约束超导体的临界参数有哪些？

答：在低温下失去电阻的材料被称为超导体；

基本特征：

1、完全导电性与永久电流，当物质的温度下降到某一确定值Tc（临界温度）时，物质

的电阻率由有限值变为零的现象称为零电阻现象，也称为物质的完全导电性；

2完全抗磁性，当T

临界参数：

1、临界电流密度，在一定温度下（

流值就称为该超导体的临界电流Ic，通常用与之对应的电流密度Jc来表述超导体的载流能力，即临界电流密度

2、临界磁场强度，在一定温度下当磁场强度超过某一特定值，磁力线会进入处于超导

状态的超导体，使其失去超导特性，这一特定磁场强度称为临界磁场强度。

27、超导陶瓷的应用？

答：①利用材料的超导电性可制作磁体，应用于电机、高能粒子加速器、磁悬浮运输、受控热核反应、储能等；可制作电力电缆，用于大容量输电（功率可达10000MVA）；可制作通信电缆和天线，其性能优于常规材料。②利用材料的完全抗磁性可制作无摩擦陀螺仪和轴承。③利用约瑟夫森效应可制作一系列精密测量仪表以及辐射探测器、微波发生器、逻辑元件等。利用约瑟夫森结作计算机的逻辑和存储元件，其运算速度比高性能集成电路的快10～20倍，功耗只有四分之一。

28、什么是第一类超导体？什么是第二类超导体？

第一类超导体只存在一个临界磁场Hc，当外磁场H

第二类超导体具有两个临界磁场，分别用HC1（下临界磁场）和HC2（上临界磁场）表示。

当外磁场H＜HC1时，具有完全抗磁性，体内磁感应强度处处为零。外磁场满足HC1＜H＜HC2时，超导态和正常态同时并存，磁力线通过体内正常态区域，称为混合态或涡旋态。

外磁场H 增加时，超导态区域缩小，正常态区域扩大，H ≥HC 2时，超导体全部变为正常

态。 29、半导体陶瓷半导体化的途径，基本原理是什么？影响半导体化的因素又是什么？

半导体化的途径：

1.施主掺杂半导体化，一般高价掺杂La 3+、Y 3+、Sb 3+、Nb 5+、Ta 5+

基本原理： 2.强制还原半导体化.

基本原理：

影响半导体化的因素：

1. 加入物和杂质的影响。浓度的过大和过小，都会使电阻率升高，形成绝缘体。

2. 化学计量比偏离的影响.

3. 烧成条件的影响. 烧成温度和保温时间的影响较大。

30、如何提高超导体的超导性能？

1.晶界是影响电流密度。磁通流动产生电阻（流阻），钉扎可消除之。

2.超导陶瓷体层状结构的各向异性对超导性能也有一定的影响，可在材料中加入一些特

定的晶向材料，来增加材料的同向异性，提高超导性能。

3.在超导材料中加入多组元元素，如先研究较热门的铊系超导体可升高超导温度，从而

有效控制超导性能。

31、麦斯纳尔效应，约瑟夫逊效应？可用于哪些应用，应用机理？

1.麦斯纳尔效应：温度降至Tc 以下，样品内部磁感应强度为零 B=0 的现象。此时超导

体内的磁力线被完全排除在外。

2.约瑟夫逊效应：超导电子对借量子隧道效应通过两块超导体之间的绝缘层的现象。

3.广泛应用：

（1）探矿飞机或卫星上用超导磁强计对地磁分布作精确测量，寻找矿床和弱磁性矿。

（2）地震预报超导重力仪预报地震。地震因地壳应力集中导致，应力集中过程重力会

发生变化

（3）生物磁的探测疾病诊断。

（4）军用深水潜艇探测。

+--++-++-+-

+

++?→+22344132132342])([a x i x

i x x a i a xB O e T T La B xLa O T B

（5）高频方面的应用—以约瑟夫逊结为基本元件，已研制出微波和远红外波段的检测器、混频器和参量放大器等器件，有噪声低、灵敏度高，响应速度快，频率覆盖宽等优点。

（6）超导计算机：利用结特性可作成计算机的开关元件，其开关速度达几个10-12秒，比半导体的快1000倍，而功耗比半导体元件约小1000倍，因此，超导计算机的特点是速度快，功耗小，不存在散热问题。

新型陶瓷材料论文陶瓷装饰材料论文：电子陶瓷材料的发展现状与趋势

新型陶瓷材料论文陶瓷装饰材料论文：电子陶瓷材料的发 展现状与趋势 电子陶瓷材料的发展现状与趋势 材料学院 080201班李金霖 摘要本文对电子陶瓷系统中的绝缘质、介电质、压电质与离子导体的现状进行了综合评述。指出了电子陶瓷材料及其生产工艺的研究动向和发展趋势。 关键词电子陶瓷,材料,研究和开发 1引言 电子陶瓷材料主要指具有电磁功能的一类功能陶瓷，它具有较大的禁带宽度，可以在很宽的范围内调节其介电性能和导电性能。它以电、磁、光、热和力学等性能及其相互转换为 [1]主要特征，广泛应用于电子、通讯、自动控制等众多高科技领域。 近年来，电子陶瓷的研究和开发十分引入注目，其新材料、新工艺和新器件已在诸多方面取得了成果。 2电子陶瓷材料研究现状及其应用前景 2.1 高导热、电绝缘陶瓷 2.1.1高导热、电绝缘陶瓷的研究现状 绝缘陶瓷又称装置瓷，它具有高电绝缘性、优异的高频特性、良好的导热性以及高化学稳定性和机械强度等特性。 [2] AlN于1862年首次合成，20世纪50年代后期，随着非氧化物陶瓷受到重视，人们开始将AlN陶瓷作为一种新材料进行研究，侧重于将其作为结构材料应用。近10年来，AlN陶瓷的研究热点是提高热传导性能，应用对象是电路基板和

封装材料。最新研究通过采用有效的烧结助剂如CaO和Y0生产出了高纯度、高热导率的AlN。 23 BeO陶瓷是一种高导热率、电绝缘性能良好的材料，它对微电子集成电路的发展作出 [3]了巨大的贡献，但因其有剧毒，已逐渐被停止使用。 近30年来，由于人们的重视和工业应用的需要，高导热电绝缘陶瓷逐渐发展壮大，研究方向也有了一些变化，主要表现在: (1) 新材料的开发。一方面，在原有材料的基础上开发新的材料，如在SiC中添加 [4]2%BeO，获得SiC-BeO高导热电绝缘材料，性能优于BeO;另一方面，独立开发新材料， ,[56]正在开发中的有氮氧化硅(SiON)、SiC纤维、氮化硅系列纤维等。 22 (2) 除原料配方外，成形和烧成工艺研究也取得了较大的进展。1966年Bergmann和Barrington提出了陶瓷粉末的冲击波活化烧结新工艺的概念。在成形工艺上，20世纪90年代开发出两种泥浆原位凝固的成形工艺:凝胶浇注和直接凝聚浇注工艺。在国外的一些实验室已成功地利用这两种工艺制备出形状复杂的氧化铝、氮化硅、碳化硅等制品。 (3) 近年来，针对高导热电绝缘陶瓷制备成本高的问题，一些科技工作者着重研究如何降低制造成本，以期改变应用落后的现状。 2.1.2高导热、电绝缘陶瓷的应用前景 高导热、电绝缘陶瓷具备优良的综合性能，在多方面都有着广泛的应用前景，如高温结构材料、金属熔液的浴槽、电解槽衬里、熔融盐类容器、金属基复合材料增强体和主动装甲材料等。尤其是其导热性良好、电导率低、介电常数和介电损耗

陶瓷材料与复合材料

第九章其它材料 第一节硬质合金 一、定义 是用粉末冶金方法制成，即将极细的金属粉末或金属与非金属粉末混合并于模具中加压成型，然后在低于材料熔点的某温度下加热烧结而成。 二、分类：金属陶瓷硬质合金、钢结硬质合金。 1. 金属陶瓷硬质合金 1）成分 将一些高硬难熔金属碳化物粉末（如WC、TiC等）和粘结剂（Co、Ni等）混合加压成型，再经高温烧结而成，其与陶结烧结成型方法相似。2）特点 硬度高（HRC69-81），热硬性好（可达(900-1000℃)，故耐磨性优良。 硬质合金刀具的切削速度比高速钢提高(4-7)倍，寿命可提高(580)倍。 但硬质合金质硬性脆，不能进行机械加工，其常制成一定规格的刀片镶焊在刀体上使用。 3）应用 除作切削刀具外，还广泛用于模具、量具等耐磨件制造，以及用于采矿、石油及地质钻探等的钎头和钻头等。 4）分类 （1）钨钴类 ①主要牌号有YG3、YG6、YG8等， YG表示钨钴类硬质合金，后边的数字表示钴的含量的百分数。

②特点：合金含钴多，材料韧性好，但硬度耐磨性降低。 （2）钨钴钛类 ①主要牌号有YT5、YT15、YT30等，该类合金除含有Co和WC外，还有硬度比WC更高的TiC硬质粉末。 Y表示硬质合金，T表示含TiC，后面的数字是TiC的百分含量。 ②特点：耐磨性高，热硬性好，但强韧性较低。一般用于制作切削钢材的工具。 （3）YW类： 该类合金含有TaC，是新型硬质合金。TaC使合金热硬性显著提高； 该合金适宜切削耐热钢、不锈钢、高锰钢和高速钢等切削性能差的钢材的刀具。 2. 钢结硬质合金 1）成分 硬化相：TiC、WC等；粘结剂：各种合金钢（如高速钢，铬钼钢）代替了Co、Ni； 2）特点 退火后可进行切削加工，还可进行淬火回火等工艺处理，可锻造和焊接，具有更好的使用和工艺性能。 3）应用 适用于制造各种形状复杂的刀具，如麻花钻头、铣刀等，也可制作高温下工作的模具或零件等。

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1.对特种陶瓷用超细粉的基本要求有哪些？ 对先进陶瓷用超细粉的基木要求随材料体系、制备T艺及材料用途的不同，对粉料的要求不完全相同。但其共性可归纳如下： 仃)超细由于表面活性大及烧结时扩散路径短，用超细粉可在较低的温度下烧结将会获得高密度、高性能的陶瓷材料。目前先进陶瓷所采用的超细粉多为亚微米级?lum)o但实践表明，当陶瓷材料的晶粒由微米级减小到纳米级时，其性能将大幅度提高。 ⑵高纯粉料的化学组成及杂质对由其制得的材料的性能影响很大。如非氧化物陶瓷粉料的含氧最将严重地影响材料的高温力学性能,氯离了的存在将影响粉料的可烧结性及材料的高温性能，功能陶瓷屮某些微星杂质将大大改善或恶化其性能。为此要求先进陶瓷用粉料的有害杂质含量在几卜个ppm以下，甚至更低。 (3)粉料的形态形貌要求粉料粒子尽可能为等轴状或球形，且粒径分布范围窄，采用这种粉料成型时可获得均匀紧密的颗粒扌非列，并避免烧结时由于粒径相斧很大而造成的品粒异常长大及其它缺陷。 ⑷无严重的团聚由于比表面积的增加，一次粒了的团聚成为超细粉料的严重问题。为此, 粉料制备时必须采取一定的措施减少一次粒了的团聚或减小其团聚强度，以获得密度均匀的粉料成型体及克服烧结时团聚颗粒先于其它颗粒致密化的现象。 ⑸ 粉料的结晶形态对于存在多种结晶形态的粉料由于烧结时致密化行为不同，或其它原因，往往要求粉料为某种特定的结晶形态。如对Si3N4粉料就要求a相含量越高越好。 2.特种陶瓷的特点是什么。 特种陶瓷定义：采用高度精选的原料，具有能精确控制的化学组成，按照便于进行结构设计及控制的制造方法进行制造加工的，具有优异特性的陶瓷。 (1)产品原料全都是在原子、分子水平上分离、精制的高纯度的人造原料 (2)在制备工艺上，精细陶瓷要有精密的成型T艺，制品的成型与烧结等加工过程均需精确的控制 (3)产品具有完全可控制的显微结构，以确保产品应用于高技术领域 特种陶瓷，由于不同的化学组分和显微结构而决定其具的不同的特殊性质和功能，如高强度、高硬度、耐腐蚀，同时在电磁热声光和生物T程等各方面的特性，广泛应用在高温、机械、电了、宇航、医学工程等方曲。 3.试比较A12O3和MgO的熔点,并请分析原因。 氧化镁的熔点2852°C,氧化铝的熔点：2050°Co即氧化铝的熔点低于氧化镁的熔点。 它们都是离了键，而通常所说的离了键并非纯粹的离了键，成键原子总是有电子云重叠的情况，也即离子性和共价性各占一定的比例。根据电负性数据:镁 1.31铝 1.61 <3.44,电负性差：氧-镁(3.44-1.31=2. 13) >氧-铝(3. 44-1. 61=1. 83) 0电负性是以一组数值的相对大小表示元素原了在分了屮对成键电了的吸引能力，电负性差越大，键的极性越强。 由AS/=—,知Tm与AH/成正比。提高键的共价特性，可以稳定熔体中的离散单元， 减少了在融化过稈中需要打断的键数，降低了从而降低了Tm。A1-0的共价特性大于 Mg-O键，大的共价键性稳定液态屮的离散相，降低熔点。 4.简述溶胶-凝胶法制备陶瓷粉体的原理。 用含高化学活性组分的化合物作前驱体，在液相下将这些原料均匀混合，并进行水解、缩合化学反应，在溶液屮形成稳定的透明溶胶体系，溶胶经陈化胶粒间缓慢聚合，形成三维空间网络结构

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。 19.1977年，美国化学家MacDiarmid，物理学家Heeger和日本化学家Shirakawa首次发现掺杂碘的聚乙炔具有金 属的导电特性，并因此获得2000年诺贝尔化学奖。 20.陶瓷材料的韧性和塑性较低，这是陶瓷材料的最大弱点。 第二部分名词解释

新型陶瓷材料论文陶瓷装饰材料论文：电子陶瓷材料的发展现状与趋势

电子陶瓷材料的发展现状与趋势 材料学院080201班李金霖 摘要本文对电子陶瓷系统中的绝缘质、介电质、压电质与离子导体的现状进行了综合评述。指出了电子陶瓷材料及其生产工艺的研究动向和发展趋势。 关键词电子陶瓷,材料,研究和开发 1引言 电子陶瓷材料主要指具有电磁功能的一类功能陶瓷，它具有较大的禁带宽度，可以在很宽的范围内调节其介电性能和导电性能。它以电、磁、光、热和力学等性能及其相互转换为主要特征，广泛应用于电子、通讯、自动控制等众多高科技领域[1]。 近年来，电子陶瓷的研究和开发十分引入注目，其新材料、新工艺和新器件已在诸多方面取得了成果。 2电子陶瓷材料研究现状及其应用前景 2.1 高导热、电绝缘陶瓷 2.1.1高导热、电绝缘陶瓷的研究现状 绝缘陶瓷又称装置瓷，它具有高电绝缘性、优异的高频特性、良好的导热性以及高化学稳定性和机械强度等特性。 AlN于1862年首次合成[2]，20世纪50年代后期，随着非氧化物陶瓷受到重视，人们开始将AlN陶瓷作为一种新材料进行研究，侧重于将其作为结构材料应用。近10年来，AlN 陶瓷的研究热点是提高热传导性能，应用对象是电路基板和封装材料。最新研究通过采用有效的烧结助剂如CaO和Y203生产出了高纯度、高热导率的AlN。 BeO陶瓷是一种高导热率、电绝缘性能良好的材料，它对微电子集成电路的发展作出了巨大的贡献，但因其有剧毒，已逐渐被停止使用[3]。 近30年来，由于人们的重视和工业应用的需要，高导热电绝缘陶瓷逐渐发展壮大，研究方向也有了一些变化，主要表现在： (1) 新材料的开发。一方面，在原有材料的基础上开发新的材料，如在SiC中添加 2%BeO，获得SiC-BeO高导热电绝缘材料，性能优于BeO[4]；另一方面，独立开发新材料，正在开发中的有氮氧化硅（Si2ON2）、SiC纤维、氮化硅系列纤维等[5～6]。 （2）除原料配方外，成形和烧成工艺研究也取得了较大的进展。1966年Bergmann 和Barrington提出了陶瓷粉末的冲击波活化烧结新工艺的概念。在成形工艺上，20世纪90年代开发出两种泥浆原位凝固的成形工艺：凝胶浇注和直接凝聚浇注工艺。在国外的一些实验室已成功地利用这两种工艺制备出形状复杂的氧化铝、氮化硅、碳化硅等制品。 (3) 近年来，针对高导热电绝缘陶瓷制备成本高的问题，一些科技工作者着重研究如何降低制造成本，以期改变应用落后的现状。 2.1.2高导热、电绝缘陶瓷的应用前景 高导热、电绝缘陶瓷具备优良的综合性能，在多方面都有着广泛的应用前景，如高温结构材料、金属熔液的浴槽、电解槽衬里、熔融盐类容器、金属基复合材料增强体和主动装甲材料等。尤其是其导热性良好、电导率低、介电常数和介电损耗低等特性，使其成为高密度集成电路基板和封装的理想材料。同时也可用作电子器件的封装材料、散热片以及高温炉的发热件等。

碳化硅复合陶瓷的研究现状及其应用

碳化硅复合陶瓷的研究现状及其应用 曾星华 长安大学材料科学与工程学院 摘要碳／碳化硅(C／SiC)陶瓷基复合材料是重要的热结构材料体系之一。综述了近年来发展的有关制备C／SiC陶瓷基复合材料的各种技术及其在航空航天、光学系统、空间技术、交通Z-具(刹车片、阀)、能源技术等领域的应用，并且综述了烧结助剂含量对液相烧结SiC陶瓷抗氧化性的影响、三维针刺碳/碳化硅陶瓷基复合材料及其摩擦磨损性能以及二维C/SiC复合材料的拉伸损伤演变过程和微观结构特征等最新研究成果。 关键字碳化硅陶瓷基复合材料制备技术力学性能抗氧化性液相烧结1.引言 陶瓷基复合材料（CMC)是在陶瓷基体中引入第二相材料，使之增强、增韧的多相材料，又称为多相复合陶瓷或复相陶瓷.陶瓷基复合材料是2O世纪8O年代逐渐发展起来的新型陶瓷材料，包括纤维(或晶须)增韧(或增强)陶瓷基复合材料、异相颗粒弥散强化复相陶瓷、原位生长陶瓷复合材料、梯度功能复合陶瓷及纳米陶瓷复合材料。其因具有耐高温、耐磨、抗高温蠕变、热导率低、热膨胀系数低、耐化学腐蚀、强度高、硬度大及介电、透波等特点，在有机材料基和金属材料基不能满足性能要求的情况下可以得到广泛应用，成为理想的高温结构材料。陶瓷基复合材料正是人们预计在21世纪中可替代金属及其合金的发动机热端结构的首选材料。鉴于此，许多国家都在积极开展陶瓷基复合材料的研究，大大拓宽了其应用领域，并相继研究出各种制备新技术，其中，C／SiC陶瓷基复合材料是其中一个非常重要的体系。C／SiC陶瓷基复合材料主要有两种类型，即碳纤维／碳化硅和碳颗粒／碳化硅陶瓷基复合材料。碳纤维／碳化硅陶瓷基复合材料是利用碳纤维来增强增韧SiC陶瓷，从而改善陶瓷的脆性，实现高温结构材料所必需的性能，如抗氧化、耐高温、耐腐蚀等；碳颗粒／碳化硅陶瓷基复合材料是利用碳颗粒来降低SiC陶瓷的硬度，实现结构陶瓷的可加工性能，同时具有良好的抗氧

陶瓷工艺学复习重点

原料分类 按原料的工艺特性分为：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2卩m,主要由粘土矿物组成的土状岩石均称为粘土，为细而分散的含多种含水铝硅酸盐矿物的混合体，其主要化学组成为SiO2、AI2O3和结晶水。 母岩：粘土是由富含长石等铝硅酸盐矿物的岩石经过风化作用或热液蚀变作用而形成的。这类经风化或蚀变作用而生成粘土的岩石统称为粘土的母岩。 成因：风化残积型；热液蚀变型；沉积型粘土矿床。 粘土的分类：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 粘土的主要矿物类型：高岭石类、蒙脱石类、伊利石类 高岭石的化学式：AI2O3 ?2SiO2?2H2O （地（迪）开石、珍珠陶土和多水高岭石） 蒙脱石：AI2O3-4SiO2 nH2O、特性：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，具有良好的阳离子交换特性。 问题：描述粘土的组成（1）矿物组成；（2）化学组成；（3）颗粒组成。 为什么粘土中的细颗粒愈多愈好？由于细颗粒的比表面积大，其表面能也大，因此粘土中 的细颗粒愈多时，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，烧后的气孔率也小，有利于成品的力学强度、白度和半透明度的提高。 可塑性概念：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 提高坯料可塑性的措施：1）将坯料原矿进行淘洗，除去所夹杂的非可塑性物料，或进行长 期风化。2）将浸润了的粘土或坯料长期陈腐。3）将泥料进行真空处理，并多次练泥。4）掺用少量的强可塑性粘土。5）添加糊精、胶体SiO2、羧甲基纤维素等胶体物质。 降低措施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的瘠性物料，形成可塑泥团并有一定干燥强度的性能。 触变性：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 干燥收缩和烧成收缩：粘土泥料干燥时，因包围在粘土颗粒间的水分蒸发，颗粒相互靠拢引 起体积收缩，称为干燥收缩。粘土泥料在煅烧时，由于发生一系列的物理化学变化（如脱水作用、分解作用、莫来石的生成、易熔杂质的熔化，以及这些熔化物充满质点间空隙等等），引起粘土再度收缩，称为烧成收缩。 烧结温度：开始烧结温度、烧结温度（T2）、软化温度 耐火度：是指材料在高温作用下达到特定软化程度时的温度。它反映了材料抵抗高温作用的 性能。 粘土烧成温度变化：脱水阶段、脱水后产物继续转化阶段 ★粘土在陶瓷生产中的作用1）粘土的可塑性是陶瓷坯泥赖以成形的基础。2）粘土使注浆 泥料与釉料具有悬浮性与稳定性。 3 ）粘土一般呈细分散颗粒，同时具有结合性。4）粘土是陶瓷坯体烧结时的主体。5）粘土是形成陶器主体结构和瓷器中莫来石晶体的主要来源。 石英晶型转化的特点：高温型的缓慢转化、低温型的快速转化 石英在陶瓷生产中的作用：①在烧成前是瘠性原料，可对泥料的可塑性起调节作用，能降低坯体的干燥收缩，缩短干燥时间并防止坯体变形。②在烧成时，石英的加热膨胀可部分地抵 消坯体收缩的影响，当玻璃质大量出现时，在高温下石英能部分熔解于液相中，增加熔体的 粘度，而未熔解的石英颗粒，则构成坯体的骨架，可防止坯体发生软化变形等缺陷。

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（4000-8000）b: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BaTiO3 3、何为铁电陶瓷 BaTiO 3 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、BaTiO 3陶瓷有哪几种晶型相变画出BaTiO 3 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BaTiO 3 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、BaTiO 3，PbTiO 3 ，SrTiO 3 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BaTiO 3，PbTiO 3 ，SrTiO 3 具有铁电性的原因：这三种化合物都属于钙钛矿结构。

先进陶瓷复习题2014

Chapter I Introduction 1 What are ceramics? 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。 2 Typical Characteristics of Ceramic Materials Hard硬, brittle易碎、脆, wear-resistant耐磨, electrically and thermally insulating绝缘、隔热, refractory耐火, chemically stable化学稳定性, durable耐久性. 3传统陶瓷、先进陶瓷有何区别？先进陶瓷如何分类？ 区别： 先进陶瓷分为功能陶瓷和结构陶瓷，功能陶瓷又分为电子信息材料、能源材料、环境材料 4 The objective in materials process engineering to find relations between (desired) materials properties and relevant microstructural parameters on one side一方面寻找所需材料性能和相关显微结构参数之间的关系 to understand which process parameter changes a certain microstructural parameter on the other hand.另一方面理解哪个工艺参数能够改变相应的微观结构参数 5 Basic processes of ceramic fabrication. Powder preparation, Powder treatments like milling and mixing, Forming into a green shape, Coating techniques, Sintering 粉体制备，粉体处理如研磨和混合，成型，涂层技术，烧结 Chapter II Microstructure and property 1、陶瓷烧结体微观结构的控制因素有哪些？ 粉料的化学性质及总组成，粉料的表面化学，颗粒形貌（表面积、颗粒尺寸及形状），成型工艺及所用压力大小，固结成瓷所用的热循环 2、陶瓷烧结体的显微结构可由哪些特征所描述？ 每一相的化学成分，每一相的尺寸及形状，每一相的择优取向（结构），煅烧前的成型体（生坯）中作为未填充的间隙而存在的气孔率的减小程度3、显微气孔对陶瓷材料有何不利影响？在陶瓷材料中有何作用？产生显微气 孔的方法有哪些？ 不利影响： 作用：耐火材料中显微气孔的存在提高抗热震断裂性能 方法：（1）配料由大颗粒和耐火粘结相组成，大颗粒的存在抑制显微气孔的排除（2）添加空心球（3）添加细纤维降低烧结体密度 4、增加陶瓷材料室温强度的本质方法是什么？ 减少显微结构缺陷 5、陶瓷材料缺陷来源有哪些？如何降低缺陷尺寸？ 来源：大尺度的孔洞、分层，微米尺度的内部显微缺陷 降低：(1)选择适当的原材料；(2)采用清洁工艺制备条件，减少杂质污染； (3)粘合剂不应形成硬团聚体，而在坯体成形时不易压碎；(4)控制化学成 分，避免大颗粒的生长，以使残余气孔最小；(5)避免冷加工工艺的原因而产生表面裂纹；(6)减小晶粒尺寸、控制相变 6、玻璃相对陶瓷材料有哪些不利影响？有何作用，举例说明？

陶瓷材料论文

湖南科技大学专业课程论文 论文题目：对介电功能陶瓷性能的研究 学生姓名：付国良 学院：机电工程学院 专业班级：09级金属材料工程二班 学号：0903050201 指导教师：徐红梅 2011年12月20日

对介电功能陶瓷性能的研究 付国良 (09级金属材料工程二班学号：093050201) 【摘要】随着材料科学技术的飞速发展，电功能陶瓷材料的低位变得日益重要，其特性方面发挥的优越性是其他材料不可代替的。电功能材料作为一种精细陶瓷，采用高度精选的原料，通过精密调配的化学组成和严格控制的制造工艺合成的陶瓷材料。近年来，电子元件随科技发展和市场需求不断向片式化、小型化、多功能化等趋势发展，其中，片式化是小型化、多功能化发展的基础。因此，片式化材料和器件的研究成为热点。在片式化多层结构中，为了使用银、铜内电极，降低元件制作成本，低温共烧陶瓷技术成为近年来兴起的一种令人瞩目的多学科交叉的整合组件技术。从介电材料的低温烧结和掺杂改性入手，通过调节成型压力，成型方式，叠层结构，以及采用零收缩技术，零收缩差技术，加入中间层等工艺技术和结构的改变，来研究层状共烧体的收缩率匹配，界面反应，界面扩散和介电性能，最终解决两种材料之间的共烧兼容问题，获得可低温烧结的无翘曲变形，无开裂等缺陷且界面结合良好的叠层共烧体。介电陶瓷和绝缘陶瓷在本质上属于同一类陶瓷，但是与绝缘陶瓷不同的是，主要利用介电性能的陶瓷称为介电陶瓷或者说，介电陶瓷是通过控制陶瓷的介电性质，使之具有较高的介电常数、较低的介质损耗和适当的介电常数温度系数的一类陶瓷。 【关键词】陶瓷功能系数介电 【引言】介电陶瓷对人类的生活影响涉及方方面面，但是人类对功能陶瓷的利用在一些方面的利用还是个空白，我设想如果我们把介电陶瓷用在谐振器、耦合器、滤波器、电容器、半导体、变压器等生活电器中时，这些电器将在工作效率和工作寿命上有很大的提高。为了加强对介电功能陶瓷的功能的广泛利用，我对介电功能陶瓷材料的介电特性做了深入研究。通过对材料性质的分析，我采用实验分析法，设计了周密的实验方案，同时我对介电功能陶瓷的理论基础做了研究设想，设计了研究方法和实验设计。如果电功能陶瓷得到很好的利用，我们的电器和各种电子设备间的工作效率将大大提高，设备制造成本也将大大降低。所以，研究介电功能陶瓷有很深远的意义。 【正文】 一、节电功能陶瓷的定义。 陶瓷材料特有的高强度、耐热性、稳定性等特点，被人们普遍看好用作集成电路板的制造材料。目前作为集成电路基板的陶瓷材料主要有氧化铝、氧化铍、碳化硅及氮化铝等，其中以氧化铝应用最为普遍。

层状复合陶瓷研究进展

层状复合陶瓷研究进展 唐 田 张东明 傅正义 (武汉理工大学材料复合新技术国家重点试验室 430070) 摘 要 综合评述了层状复合陶瓷的研究进展,同时讨论了层状复合陶瓷的断裂特性(包括几种主要的增韧机制和影响因素)。最后,对如何设计层状陶瓷作了简单总结。 关键词 层状复合陶瓷 增韧机制 界面层 前言 陶瓷材料作为一种性能优良的材料,由于韧性低,脆性大,抗破坏能力差,从而严重限制了它的使用范围。因此,增加陶瓷材料的韧性,提高陶瓷材料的使用可靠性一直是国际材料界的研究重点。 众所周知自然界中的竹子、贝壳等具有优良的性能。他们之所以有如此优异的性能不是靠本身的材料好,而是通过简单组分的精细复合(仿生设计)结构特征来保证的[1]。这种结构启发人们在脆性陶瓷材料中加入耐高温软质材料,设计和制作层状复合物以提高陶瓷韧性。这种设计是建立在能量耗散机制的基础上,其结构设计的原理是尽量减少材料力学性能对原始裂纹缺陷的依赖性,使材料发展成为一种对缺陷不敏感的材料。且仿生结构设计不象其他韧化方法那样以牺牲部分强度来换取高韧性,而是使材料的强度和韧性同时得到提高。 1 仿生陶瓷研究进展 层状复合陶瓷,即具有独特叠层结构的陶瓷,最重要的一点是可以从材料的宏观结构角度来设计新材料。目前国内外已有人从结构设计的角度出发,开始了层状复合陶瓷材料的探索性研究[2,3]。 目前国内研究层状复合陶瓷的主要单位有清华大学,浙江大学,中科院金属所等单位,国外也有一些大学在从事这方面研究[4]。 清华大学的黄勇等在工作中通过仿生结构设计专门研究Si3N4/B N层状复合材料中软层及硬层性质对材料整体性质的影响[5~7]。经过一系列的研究,以B N +Al2O3为软层,Si3N4+SiC(w)为硬层,制备出了Si3N4 +SiC(w)/B N+Al2O3层状复合材料。此材料的抗弯强度高达750MPa,断裂韧性提高到28MPa m1/2,且具有较好的高温力学性能。 以Si3N4为体系的还有Maryland大学的刘海燕[8]和Michigan大学的Kovar等[9]。 对于Al2O3体系层状复合材料,日本的Katsoki 等[10]用扎膜法研制的Al2O3/3Al2O3 2SiO2层状复合材料的抗弯强度为265MPa,此外还有张志强[11]、法国的Boch等[12]。 对于SiC[13]体系层状复合材料的研究进行较早。1990年英国化学工业公司的W.J.Clegg博士以石墨为软层,制备出了SiC/石墨层状复合材料,使SiC的断裂功提高了100倍[14],此外还有人研究了SiC与石墨层厚之比对材料性能的影响,得出了当二者比为30时可获得最大断裂韧性[15]。 此外,以陶瓷材料作为基体片层,以金属或有机质作为软层进行仿生结构设计制备层状复合材料的也有相关报道。 2 层状陶瓷的韧化机制分析 2.1 层状复合陶瓷增韧 2.1.1 弱界面裂纹偏转增韧 设计要求在两个强度高的层间夹有弱(weak)的薄层,要求弱夹层足以偏转裂纹,强层必须有一定的抗压缩和剪切性能。A.J.Philipps[16]证明只有当夹层、基体 7 全国性建材科技期刊 陶瓷 2001年 第6期 总第154期 国家自然科学基金(59925207)和武汉理工大学材料复合新技术国家重点试验室基金资助

先进陶瓷材料与工艺复习题

一、名词解释 先进陶瓷材料、抗菌陶瓷、生物陶瓷、热敏陶瓷、逆压电效应、铁氧体、气敏陶瓷、光敏陶瓷、电致伸缩、独石电容器、颗粒尺寸效应、受主掺杂、压敏陶瓷、压磁铁氧体、软团聚体、铁磁体、红外陶瓷、颗粒尺寸效应、磁畴、正压电效应、剩余极化、导电陶瓷、迈斯纳效应、微波陶瓷、机电耦合系数、磁致伸缩、矩磁铁氧体、全辐射率. 二、问答题 1．表征压电陶瓷的关键参数有哪些，请解释每一个参数所表示的物理意义？ ①介电常数：反映材料的介电性质、极化性质，ε=C d/A； ②介电损耗：在交流电压作用下，在单位时间内因发热而损耗的电能； ③弹性柔顺常数：任何物体在外力作用下，都要发生不同程度的弹性形变，弹性常数就 是反映材料弹性性质的参数，压电材料中最常用的弹性常数是弹性柔顺常数s，是应变S与应力T之比； ④机械品质因子Q m：压电陶瓷在振动时，为了克服内摩擦需要消耗能量，Q m是反映能 量消耗大小的一个参数。Q m越大，能量消耗越小。； ⑤压电常数d：反映力学量（应力T或应变S）与电学量（电位移D或电场E）间相互 耦合的线性响应系数，常用的压电常数为d33当沿压电陶瓷的极化方向（z轴）施加压应力T3时，在电极面上产生电荷，则有以下关系式：d33=D3/T3； ⑥机电耦合系数K：机电耦合系数K是一个综合反映压电陶瓷的机械能与电能之间耦合 关系的物理量，是压电材料进行机—电能量转换能力的反映。机电耦合系数的定义是：K2=通过正压电效应转换所得的电能/转换时输入的总机械能，或K2=通过逆压电效应转换所得的机械能/转换时输入的总电能； ⑦频率常数N：对某一压电振子，其谐振频率和振子振动方向长度的乘积为一个常数， 即频率常数。 2．表征多孔陶瓷的关键参数有哪些，请解释每一个参数所表示的物理意义，以及这些参数的测量方法？ 3．什么是P T C R，影响它的因素有哪些？ 4．怎样理解压电陶瓷的改性添加物中“软性”和“硬性”？ 5．生物陶瓷是一类具有特殊生理行为要求的陶瓷材料，根据其在生物体内的功能要求，生物陶瓷材料分为那几类？生物陶瓷材料应满足那些生物学要求或条件？ 6．根据基本性能和应用状况，铁氧体材料分为哪几类？并简单说明他们的性能特点和应用情况？ 7．超导陶瓷有哪些电学和磁学性质？有哪些应用？ 9．常见的绝缘陶瓷有哪些？请说明绝缘陶瓷的性能要求和应用？ 10．请说明介电、铁电、压电陶瓷、热释电介质的关系？ 半导体陶瓷半导化的途径和机理及影响因素？ 11．请说明B a T i O 3

陶瓷基复合材料论文 (1)

陶瓷基复合材料在航天领域的应用 概念：陶瓷基复合材料是以陶瓷为基体与各种纤维复合的一类复合材料。陶瓷基体可为氮化硅、碳化硅等高温结构陶瓷。这些先进陶瓷具有耐高温、高强度和刚度、相对重量较轻、抗腐蚀等优异性能，而其致命的弱点是具有脆性，处于应力状态时，会产生裂纹，甚至断裂导致材料失效。而采用高强度、高弹性的纤维与基体复合，则是提高陶瓷韧性和可靠性的一个有效的方法。纤维能阻止裂纹的扩展，从而得到有优良韧性的纤维增强陶瓷基复合材料。陶瓷基复合材料具有优异的耐高温性能，主要用作高温及耐磨制品。其最高使用温度主要取决于基体特征。 一、陶瓷基复合材料增强体 用于复合材料的增强体品种很多，根据复合材料的性能要求，主要分为以下几种 纤维类增强体 纤维类增强体有连续长纤维和短纤维。连续长纤维的连续长度均超过数百。纤维性能有方向性，一般沿轴向均有很高的强度和弹性模量。 颗粒类增强体 颗粒类增强体主要是一些具有高强度、高模量。耐热、耐磨。耐高温的陶瓷等无机非金属颗粒，主要有碳化硅、氧化铝、碳化钛、石墨。细金刚石、高岭土、滑石、碳酸钙等。主要还有一些金属和聚合物颗粒类增强体，后者主要有热塑性树脂粉末 晶须类增强体

晶须是在人工条件下制造出的细小单晶，一般呈棒状，其直径为~1微米，长度为几十微米，由于其具有细小组织结构，缺陷少，具有很高的强度和模量。 金属丝 用于复合材料的高强福、高模量金属丝增强物主要有铍丝、钢丝、不锈钢丝和钨丝等，金属丝一般用于金属基复合材料和水泥基复合材料的增强，但前者比较多见。 片状物增强体 用于复合材料的片状增强物主要是陶瓷薄片。将陶瓷薄片叠压起来形成的陶瓷复合材料具有很高的韧性。 二、陶瓷基的界面及强韧化理论 陶瓷基复合材料(CMC)具有高强度、高硬度、高弹性模量、热化学稳定性等优异性能，被认为是推重比10以上航空发动机的理想耐高温结构材料。界面作为陶瓷基复合材料重要的组成相，其细观结构、力学性能和失效规律直接影响到复合材料的整体力学性能，因此研究界面特性对陶瓷基复合材料力学性能 的影响具有重要的意义。 界面的粘结形式 （1）机械结合（2）化学结合 陶瓷基复合材料往往在高温下制备，由于增强体与基体的原子扩散，在界面上更易形成固溶体和化合物。此时其界面是具有一定厚度的反应区，它与基体和增强体都能较好的

功能陶瓷复习题.doc

《功能陶瓷》复习题 1.电容器陶瓷与电绝缘陶瓷在性能要求上有何不同？ 2.简述莫来石、刚玉一莫来石电绝缘陶瓷配方中粘土、丄业氧化铝、氧化钙、氧化镁、猾石、 白云石和碳酸钡的作用。 3.简述滑石瓷生产屮滑石预烧的g的。 4.电容器陶瓷有哪几类？举出典型材料。 5.温度补偿电容器陶瓷与温度稳定电容器陶瓷的性能特点有何不同？ 6.微波介质陶瓷具奋什么性能特点？列出以上典型的陶瓷材料体系，说明其应川背景。微波 介质陶瓷的低温烧结工艺柯哪些方法？柯何意义？ 7.说明金红石电容器陶瓷的配方中各组成的作用及在生产中应该注意的问题。 8.什么是介电常数的温度系数a，？为什么在高频稳定屯容器陶瓷钛酸镁瓷和锡酸钙中加入 钛酸钙可以调节a t?有什么实际意义？ 9.为什么PZT压电陶瓷中PbZrOs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？ 10.什么是PZT陶瓷?软性添加物和硬性添加物对材料的性能和烧结工艺有哪些影响? 11.什么是热释电陶瓷?热释电系数P的物理意义是什么?具有压电性的晶体-定有热释电性 吗？为什么？吊出你所知道的热释电陶瓷材料。 12.什么是PTC陶瓷？简述BaTiCb陶瓷产牛PTC效应的条件和半导化途径。说明移峰剂对PTC 陶瓷的店里温度的影响。其烧成工艺有何要求？ 13.简要说明Co-MnO-O2MNTC热敏电阻陶瓷的导电机理。在NTC陶瓷生产中为什么要进行 敏化处理和老练处理？ 14.列出典型的四种气敏陶瓷材料，说明它们各有何特点？ 15.ZnO系气敏陶瓷元件主耍特点是什么？如何实现其对气体的选择性？。 16.简要说明Y -Fe2O3的气敏机理。 17.常见的湿敏陶瓷有哪些?宥何特点？ 18.简述Si-Na20-V205系和Zn0-Li20-V205系湿敏陶瓷各组分的作用和感湿机理。 19.什么是压敏陶瓷？简要说明ZnO压敏陶瓷的压敏机理。 20.什么是导电陶瓷？简述常见材料及其应川。 21.说明氧化锆导电陶瓷的导电机理。简述其制备方法。简述其氧气敏原理及应用。 22.说明高磁导率铁鉍体的晶粒人小和磁导率的关系。超高磁导率陶瓷的显微结构冇什么特 点？矫顽力与晶粒大小什么关系？ 23.软磁铁氧体有哪些特性？常见材料有哪些体系？常用的掺杂组分有哪些？ 24.锰铁氧体在冷却吋祚易出现什么问题？应采取什么措施？ 25.硬铁氧体科哪些特性？常见材料有哪些体系？ 26.制备各向异性的铁氧体冇什么意义？如烤制备？

材料工程基础复习思考题

《材料工程基础》复习思考题 第一章绪论 1、材料科学与材料工程研究的对象有何异同？ 2、为什么材料是人类赖以生存和发展的物质基础？ 3、为什么材料是科学技术进步的先导？ 4、材料的制备技术或方法主要有哪些？ 5、材料的加工技术主要包括哪些内容？ 6、进行材料设计时应考虑哪些因素？ 7、在材料选择和应用时，应考虑哪些因素？ 8、简述金属、陶瓷和高分子材料的主要加工方法。 9、材料设计包括哪几个层次？进行材料设计时应遵循哪些原则？ 10、如何区分传统材料与先进材料？ 11、工业1.0、2.0、3.0和4.0分别以什么为特征？ 12、钢铁材料是如何分类的？其主要发展趋势？ 13、有色金属材料分为哪些类别？各有何特点？ 14、化工材料主要有哪些？ 15、建筑材料有何特点？ 16、电子信息材料主要有哪些？其发展特点？ 17、航空航天材料的性能特点如何？ 18、先进陶瓷材料如何分类？各有何特点？ 19、什么是复合材料？如何设计和制备复合材料？

20、新能源材料有哪些？各有何特点？ 21、超导材料的三个临界参数是什么？如何区分低温超导与高温超导？ 22、纳米材料与纳米技术的异同？它们对科技发展的作用？ 22、生物医用材料有哪些？应具备什么特性？ 23、什么是生态环境材料？如何对其生命周期进行评价？

1、铸造具有哪些优缺点？适用范围如何？发展方向？ 2、金属的铸造性能主要包括哪些？ 3、影响液态金属充型能力的因素有哪些？如何提高充型能力？ 4、铸件的凝固方式有哪些？其主要的影响因素？ 5、什么金属倾向于逐层凝固？如何改变铸件的凝固形式？ 6、什么是缩松和缩孔？其形成的基本条件和原因是什么？ 7、试分析铸造合金的收缩特性对铸件质量影响的基本规律。 8、铸造应力是怎么产生的？对铸件质量有何影响？ 9、试述铸件产生变形和开裂的原因及其防止措施。 10、铸件中的气体和非金属夹杂物对铸件质量有何影响？如何消除？ 11、常用的造型材料有哪些？对其性能有何要求？ 12、什么是冒口？其作用和设计原则？ 13、常见的特种铸造方法有哪些？各有何特点？ 14、陶瓷的液态成形方法有哪些？各有何特点？ 15、聚合物的液态成形方法有哪些？各有何特点？

陶瓷问答题汇总

第4章陶瓷 4.1隧道窑有那几个带？隧道窑的三个带各有什么特点？ 答：隧道窑内分为预热带、烧成带和冷却带 4.2 简要说明隧道窑的工作流程 答： 4.4. 隧道窑、棍道窑的冷却带内需要实施急冷的目的是什么？ 答：有利于保留玻璃体与防止Fe2+重新被氧化以及阻隔烧成带与冷却带间的气流交换，防止制品被熏黑。 4.6. 隧道窑中预热带的排烟系统包括哪些设置？ 答：包括排烟口支烟道主烟道排烟机及烟囱等 废气通过排烟口进入支烟道，由支烟道汇总到主烟道，再经过排烟机升压后从大烟囱排向高空。 4.7. 在隧道窑预热带，采取分散排烟、窑头集中排烟或小分散排烟的排烟型式各有什么特点？ 答：分散排烟：散排烟是便于控制隧道窑内各点的烟气流量，以保证完全按照烧成曲线控制温度，同时控制流向，减弱气体的分层，由于是利用排烟口负压调节温度，所以称为：负调节方式。一部分高温气体被过早放走，其热量没有充分利用，降低了烧成系统的热效率、增加燃料消耗。 窑头集中排烟或小分散排烟：为了更加充分利用废气余热，往往是集中排烟，有的是小分散排烟，其温度调节是利用许多小功率的烧嘴（尤其是高速调温烧嘴或脉冲烧嘴），因烧嘴喷出的高温气流是正压，所以称为：正调节方式。它们具有热利用率高、气流温度较均匀的特点。尤其是小分散排烟系统，

它兼备了集中排烟与分散排烟两者优点。 4.8 现代窑车的结构特点是什么？ 答：现代隧道窑窑车的突出特点是：轻质化，其目的是最大限度地降低窑车的蓄热量。 4.9 隧道窑的砂封和曲折密封装置的作用是什么？ 答：都是为了使由窑车分隔开来的上部隧道与下部隧道相互密闭。 砂封装置：阻隔了窑车的上、下空间，从而最大限度地防止窑内正压区的热气流从车下溢出而烧坏车下金属件，也最大限度地防止冷空气漏入窑内负压区而降低气流温度和增大气流分布的不均匀。 曲折密封装置：防止隧道窑内的热量直接辐射给窑车的金属部件，可增加窑内热气体溢出的阻力或冷空气漏入窑内的阻力，从而有助于密封。可以防止通过前后两个窑车之间上、下通道的漏气。 4.10 隧道窑有哪几种气幕，其作用各是什么？ 答：有封闭气幕、搅动气幕、循环气幕。 作用：①封闭气幕：将窑内与环境分隔开来；②搅动气幕：促使预热带内的热气体向下流动，产生搅动来使气流温度更为均匀；③循环气幕：（与搅动气幕作用类似）。 4.11 造成隧道窑预热带内气流温度分布不均的原因有哪些？ 答：①在分散排烟系统中，有一部分高温废气被过早地排走，使预热带前段气流量减少、流速降低，会消弱气流的扰动作用，从而使得预热带的气流温度分布更加不均匀。②从烧成带流向预热带的废气，其冷、热气流的混合是不均匀的，这是由于传热的不均匀，会造成热气团和冷气团。二者密度的差异

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功能陶瓷材料研究论文 苏州科技学院 化学生物与材料工程学院 材料学专业 题目：锰锌铁氧体材料的性能研究与制备 姓名：吕岩 学号： 1411093004 指导老师：钱君超

锰锌铁氧体材料的性能研究与制备 摘要：铁氧体材料是当今一种重要的磁性材料。二十世纪三十年代以来，由于该种材料固有的特性，人们对这种材料产生了浓厚的兴趣，并开展了广泛的研究。本文主要从锰锌铁氧体入手，介绍了高磁导率锰锌铁氧体的研究历史及其在信息产业发展过程中的意义和作用，同时从配方优化、烧结工艺、测试方法等方面综述了国内外的研究与发展现状。 关键词：锰锌铁氧体；高磁导率；配方；烧结工艺 Abstract：Ferrite materials is a very important magnetic materials at present.For the inherent characteristics of this materials,people had a strong interesting in it and extensive research carried out since the 1930s.This article is mainly about MnZn ferrite，introducing the background，the significance and current state of manufacturing high permeability MnZn ferrite was summed up and at the same time the investigation status about composition，sintering process and methods of analysis was reviewed. Key words：MnZn ferrite;high permeability;composition;sintering process