[精品]功能陶瓷材料

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1、功能陶瓷材料Z09016123柴亚春功能陶瓷材料是指对电、磁、光、热、化学、生物等现象或物理疑有很强反应，或能使上述某些现象或量值发牛相互转化的陶瓷材料。功能陶瓷是-•类颇具灵性的材料，它们或能感知光线，或能区分气味，或能储存信息……因此，说它们多才多能一点都不过分.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，冇的功能陶瓷材料还是一材多能呢！而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，乂称电子陶瓷。功能陶瓷分为电介质陶瓷，敏感陶瓷，导电陶瓷，、超导陶瓷，、磁性陶瓷。1电介质陶瓷电

2、介质陶瓷：从电性能的角度分类，可将固体材料分为超导体、导体、半导体和绝缘体，绝缘体（材料）亦称电介质。电介质陶瓷即是指电阻率大于108Qm的陶瓷材料，能承受较强的电场而不被击穿。1.1电介质陶瓷的一般特性1）电绝缘与极化电介质陶瓷屮的分子正负电荷彼此强烈地束缚，在弱电场的作用下,虽然正电荷沿电场方向移动，负电荷逆电场方向移动，但它们并不能挣脱彼此的束缚而形成电流，因而具有较高的体积电阻率，具有绝缘性。由于电荷的移动，造成了正负电荷屮心不重合，在电介质陶瓷内部形成偶极距，产生了极化。2）极化与介电损耗电介质陶瓷的另一

3、特性是介电损耗。任何电介质在电场作用下，总会或多或少的把部分电能转变成热能使介质发热，在单位吋间内因发热而消耗的能量称为损耗功率或简称介电损耗。1.2电介质陶瓷的性能及分类电介质陶瓷在静电场或交变电场中使用，评价其特性主要指标有体积电阻率、介电常数和介电损耗等参数。根据这些参数的不同，可把电介质陶瓷分为电绝缘陶瓷（即装置陶瓷）和电容器陶瓷。按性质分别称为压电陶瓷、热释电陶瓷和铁电陶瓷。1）电绝缘陶瓷电绝缘陶瓷乂称为装置陶瓷，是在电子设备中作为安装、固定、支撑、保护、绝缘、隔离及连接各种无线电子原件及器件的陶瓷材料。

4、具有以下性质；a高的体积电阻率，b介电常数小，c高频电场下的介电损耗要小，d机械强度高，e良好的化学稳定性2）电容器陶瓷根据陶瓷电容器所采用陶瓷材料的特点，电容器分为温度补偿，温度稳定，高介电常数和半导体系四种类型。若按制造这些陶瓷电容器的材料性质也可分为四大类。笫一类为非铁电电容器陶瓷，具特点是高频损耗小，在使川的温度范围内介电常数随温度变化而呈线性变化。因此又称热补偿电容器陶瓷。第二类为铁电电容器陶瓷，其特点是介电常数呈非线性且值高。乂称强介电常数电容器陶瓷。第三类为反铁电电容器陶瓷。第四类为半导体电容器陶瓷。

5、用于制造电容器的陶瓷材料在性能上有如下要求；%1介电常数应尽可能高。介电常数越高，陶瓷电容器的体积可以做得越小。%1在高频、高温、高压以及其它恶劣环境下稳定可靠。%1介质损耗角正切值小。这样可以在高频电路中充分发挥作用，对于高功率陶瓷电容器,能提高无功功率。③比体积电阻高于1010Qm,这样可保证在高温下工作。⑤高的介电强度，陶瓷电容器在高压和高功率条件下，往往由于击穿而不能工作。因此提高它的耐压性能，对充分发挥陶瓷的功能有重要的作用。3)压电陶瓷概念：压电效应、热释电效应、铁电效应电介质陶瓷中的笫三大类即为压电陶

6、瓷，它包括压电陶瓷、热释电陶瓷和铁电陶瓷三种。压电陶瓷的结构与性能%1弹性常数(elasticcoefficient)：根据压电效应，压电陶瓷在交变电场的作用下，会产生交替的伸长和收缩，从而形成与激励电场频率相一致的受迫机械振动。对于具有一定形状、大小和被覆工作电极的压电陶瓷体称为压电陶瓷振了。弹性常数是反映材料在弹性形变范围内应力与应变关系的物理量。%1机械品质因数(mechanicalqualityfactor):机械品质因数也是衡暈压电陶瓷材料的一个璽要参数。它表示在振动转换时，材料内部能屋消耗的程度。机械品

7、质因数越大，能量的损耗越小。产生损耗的原因在于内摩擦。压电陶瓷的生产工艺压电陶瓷牛产的主要工艺流程：配料•■球磨•■过滤、干燥•■预烧-二次球磨■■过滤、干燥■■过筛-成型-排塑-烧结-精修-上电极-烧银-极化-测试。%1原料处理首先，根据化学反应式配料。所用的原料大多数是金属氧化物，少数也可用碳酸盐。为使生成压电陶瓷的化学反应顺利进行，要求原料细度-•般不超过2?m(平均直径)。提高原料纯度，有利于提高产品质量。%1预烧中的反应过程预烧过程一般需经过四个阶段：线性膨胀(室温-400°C),固相反应(400-750

8、°C),收缩(750-850°C),和晶粒生长(800-900°C以下)。%1成型和排塑原料经预烧后，就合成了固溶体化合物。再经一次粉碎，便可成型。成型可根据不同的要求采用轧膜、压型或等静压等方式。成型之前需加入粘合剂。对轧膜的情况，粘合剂一般是粉料质量的15-20%；对压型的情况，只需加5%左右。过多的粘合剂会使制甜的致密度降低。成型后生坏中的粘合剂、水分