功能陶瓷ppt課件(參考版)
2025-05-09 12:06本頁面
【正文】 元素間的擴(kuò)散速度大，在界面上易產(chǎn)生間隙。 除上述重要因素外，選擇封接材料時應(yīng)注意材料間熱膨脹差的影響，以及相互間元素?cái)U(kuò)散速度差的影響。第二階段，通過變形和表面擴(kuò)散消除空隙。 陶瓷的固相封接機(jī)理：兩個處于相互接觸狀態(tài)的表面，在高溫壓力的作用下，其封接機(jī)理不僅很復(fù)雜，而且接合狀態(tài)受很多參數(shù)的控制，但大致可分為三個階段。因此希望制備陶瓷與金屬復(fù)合的復(fù)合材料，以發(fā)揮各自的特長，陶瓷與金屬封接或者陶瓷與陶瓷封接，不僅有利于制備形狀復(fù)雜的各種構(gòu)件，而且能改善構(gòu)件中的應(yīng)力分布狀態(tài)，為陶瓷材料的應(yīng)用開拓前景。 陶瓷的金屬化和封接 非氧化物系陶瓷的固相封接 碳化硅、氮化硅等非氧化物系陶瓷，是較理想的高溫結(jié)構(gòu)材料。為此，發(fā)展另一種氧化物玻璃焊料的封接法。 陶瓷的金屬化和封接 玻璃焊料封接法 隨著陶瓷應(yīng)用的擴(kuò)大，陶瓷應(yīng)用于真空技術(shù)中的關(guān)鍵 —— 金屬與陶瓷的封接，也不斷發(fā)展。 ② 金屬件的膨脹系數(shù)與陶瓷的膨脹系數(shù)盡可能地接近、互相匹配。 陶瓷金屬化的目的之一是為了實(shí)現(xiàn)陶瓷與金屬、陶瓷與陶瓷之間的牢固封接 燒結(jié)金屬粉末法 燒結(jié)金屬粉末法，是在高溫還原氣氛中，使金屬粉末在陶瓷表面上燒結(jié)成金屬薄膜，再進(jìn)行陶瓷 —— 金屬封接的一種方法。此制備技術(shù)旨在利用銀的導(dǎo)電能力強(qiáng)、抗氧化性能好，在銀面上可直接焊接金屬等優(yōu)點(diǎn)。而另一部分鹽類分解法及噴霧煅燒法可直接獲得微細(xì)均勻的鐵氧體，不經(jīng)預(yù)燒，就可成型、燒結(jié)。 幾種鐵氧體的粉料制備方法。按其結(jié)晶狀態(tài)可分為單晶和多晶體鐵氧體；按其外觀形態(tài)可分為粉末、薄膜和體材等。按鐵氧體的晶體結(jié)構(gòu)可把它們分為三大類：尖晶石型、石榴石型和磁鉛石型。磁性陶瓷的高頻磁導(dǎo)率也較高，這是其他金屬磁性材料所不能比擬的。 超導(dǎo)陶瓷 磁性陶瓷 磁性陶瓷的分類 磁性陶瓷分為含鐵的 鐵氧體陶瓷和不含鐵的磁性陶瓷。 降溫速度也是重要的控制參數(shù)，一般低溫淬火都會使超導(dǎo)性破壞。燒結(jié)時的氧分壓是很重要的控制參數(shù)，氧分壓過低或過高都不利，都會導(dǎo)致四方相出現(xiàn)。燒結(jié)溫度過低，反應(yīng)不完全；過高又會出現(xiàn)相分解。 成型可在一般壓機(jī)上進(jìn)行，也可采用等靜壓成型。即將組成粉料按配比混合壓制，置于氧化鋁坩堝中，放在電爐中進(jìn)行燒結(jié)，燒結(jié)溫度為900960℃ ，時間至少為 4小時，一般為自然冷卻。從低溫處理方法來分，可分為液氦溫區(qū)超導(dǎo)體（ ），液氫溫區(qū)超導(dǎo)體（ 20K以下）、液氮溫區(qū)超導(dǎo)體（ 77K以下）和常溫超導(dǎo)體?？傊?，超導(dǎo)體呈現(xiàn)的超導(dǎo)現(xiàn)象取決于溫度、磁場、電流密度的大小。每一種超導(dǎo)體都有一定的超導(dǎo)轉(zhuǎn)變溫度，即物質(zhì)由常態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)槌瑢?dǎo)態(tài)的溫度稱其為超導(dǎo)臨界溫度， Tc表示。 原料要求 ZrO2采用超細(xì)粉末（ ＜ ），純度為 %，穩(wěn)定劑采用 Y2O3或 Al2O3純度為試劑級。其比例，前者為 6070%，后者為 3040%。采用注漿成型，用上述在瓷球磨筒內(nèi)配制中性泥漿，料：球：水：膠液 =1： ： ： ，具有較好的懸浮性和流動性。因此在穩(wěn)定的 ZrO2晶格內(nèi)存在大量的氧空位，使 ZrO2陶瓷成為導(dǎo)電陶瓷。所以在兩個釔離子周圍存在一個氧空位。以 Ca2+為例，當(dāng) Ca2+取代了Zr4+之后，使正電荷減少了 +2價，于是在 Ca2+周圍必須失掉一個在正常位置上的 O2離子，才能保持晶格中的電中性，于是便產(chǎn)生一個氧空位。反之，如果添加的離子半徑太小，雖然易于進(jìn)入晶格，但又容易失掉，也不能形成穩(wěn)定的立方結(jié)構(gòu)。 對穩(wěn)定劑的要求 ：即加入氧化物離子半徑與 Zr4+離子半徑之比相差在 12%以內(nèi)。 ZrO2導(dǎo)電陶瓷 1) ZrO2的結(jié)晶形態(tài)與穩(wěn)定 實(shí)踐證明，用單純的 ZrO2是很難進(jìn)行生產(chǎn)，由于發(fā)生晶型轉(zhuǎn)變，且伴隨著 7%左右的體積變化，一般都會開裂。陶瓷的電導(dǎo)率是橫穿晶界的電導(dǎo)率和沿表面晶體的電導(dǎo)率之和。這些都是離子晶體的氧化物或復(fù)合物。 電子電導(dǎo) (包括空穴電導(dǎo) )有氧化物或碳化物半導(dǎo)體等。按導(dǎo)電類型分，濕敏元件可分為：質(zhì)子導(dǎo)電型，電子導(dǎo)電型及質(zhì)子電子導(dǎo)電型和電子導(dǎo)電綜合型。但通常還是按照使用材料的成分分類，如 SnO ZnO、 Fe2OZrO2等系列。其中半導(dǎo)體氣敏陶瓷又分為表面效應(yīng)和體效應(yīng)兩種類型。 按照熱敏陶瓷的阻溫特性，可把熱敏陶瓷分為負(fù)溫度系數(shù) NTC熱敏陶瓷：正溫度系數(shù) PTC熱敏陶瓷；臨界溫度熱敏電阻 CTR及線性阻溫特性熱敏陶瓷陶瓷四大類。 敏感陶瓷 熱敏陶瓷 熱敏陶瓷是一類電阻率隨溫度發(fā)生明顯變化的材料，用于制作溫度傳感器、線路溫度補(bǔ)償及穩(wěn)頻的元件 熱敏電阻。即它們的電離能一般比較小，在室溫下就可以受到熱激發(fā)產(chǎn)生導(dǎo)電載流子，從而形成半導(dǎo)體。所謂半導(dǎo)化，就是指在禁帶中形成附加能級：施主能級或受主能級。 （ 3）主要利用表面性質(zhì)的： 各種氣體傳感器、溫度傳感器。有代表性的應(yīng)用舉例如下： （ 1）主要利用晶體本身的性質(zhì)： NTC熱敏電阻、高溫?zé)崦綦娮?、氧氣傳感器。這種晶粒邊界層的組成、結(jié)構(gòu)變化，顯著改變了晶界的電性能，從而導(dǎo)致整個陶瓷電氣性能的顯著變化 （產(chǎn)生敏感特性的機(jī)理）。這些陶瓷已廣泛應(yīng)用于工業(yè)檢測、控制儀器
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