功能陶瓷ppt課件-閱讀頁(yè)
2025-05-21 12:06本頁(yè)面
【正文】 ）下具有電子（或空穴）電導(dǎo)或離子電導(dǎo)的陶瓷叫導(dǎo)電陶瓷。離子電導(dǎo) 有固體電介質(zhì)陶瓷，如 ZrO β Al2O3等。在固體介質(zhì)中，帶電離子的運(yùn)動(dòng)比在液體中倍受限制，但仍然能以擴(kuò)散的形式發(fā)生，從而產(chǎn)生離子電導(dǎo)。離子在晶體中擴(kuò)散通過取代晶格空位的方式進(jìn)行，在一般情況下，這類運(yùn)動(dòng)取向混亂，不給出凈的電荷運(yùn)動(dòng)，從而產(chǎn)生了離子導(dǎo)電流。 通過實(shí)踐，發(fā)現(xiàn)加入某些適量的氧化物（如 Y2O CaO、 MgO、CeO等）后，可以穩(wěn)定 ZrO2，而且形成穩(wěn)定的立方型結(jié)晶固溶體，這種立方固溶體的 ZrO2就稱穩(wěn)定 ZrO2，上述加入的氧化物稱為穩(wěn)定劑，制備穩(wěn)定 ZrO2的過程就叫 ZrO2的穩(wěn)定化。如果添加進(jìn)去的離子半徑太大，不能進(jìn)到ZrO2的晶格中去，不能發(fā)生固溶體形成穩(wěn)定型立方結(jié)構(gòu)。 導(dǎo)電陶瓷 ZrO2陶瓷的導(dǎo)電機(jī)理 穩(wěn)定 ZrO2，由于穩(wěn)定劑的金屬離子會(huì)與 Zr4+進(jìn)行不等價(jià)置換，產(chǎn)生氧離子缺位。同樣，用 Y3+取代 Zr4+使正電荷少了 +1價(jià)。從而保持了穩(wěn)定 ZrO2晶格的電中性。 導(dǎo)電陶瓷 ZrO2導(dǎo)電陶瓷的制造工藝 粉料制備，由于穩(wěn)定 ZrO2的硬度較大，一般在鋼球磨機(jī)中球磨，球磨后進(jìn)行酸洗，然后用水清洗至中性，烘干。 用模壓法成型，配料可選用兩種不同溫度下穩(wěn)定的 ZrO2料：一種是高于 1700穩(wěn)定的；另一種是在 1450穩(wěn)定的。然后混合均勻，加入適當(dāng)?shù)恼辰Y(jié)劑，壓制成型。 導(dǎo)電陶瓷 ZrO2導(dǎo)電陶瓷的制造工藝 工藝流程 導(dǎo)電陶瓷 超導(dǎo)陶瓷 超導(dǎo)體 超導(dǎo)體： 指當(dāng)某種物質(zhì)冷卻到低溫時(shí) 電阻突然變?yōu)榱?，同時(shí)物質(zhì)內(nèi)部失去磁通成為完全抗磁性的物質(zhì)。 判斷材料是否具有超導(dǎo)性，有兩個(gè)基本的特征：超導(dǎo)電性，指材料在低溫下失去電阻的性質(zhì)；完全抗磁性，指超導(dǎo)體處于外界磁場(chǎng)中，磁力線無法穿透， 超導(dǎo)體內(nèi)的磁通為零 。 超導(dǎo)體的分類，從材料來分，可分為三大類，即元素超導(dǎo)體、合金或化合物超導(dǎo)體、氧化物超導(dǎo)體（即陶瓷超導(dǎo)體）。 超導(dǎo)陶瓷的制造工藝 氧化物超導(dǎo)陶瓷的制備方法普遍采用固態(tài)反應(yīng)法。為使材料均勻，可進(jìn)行粉碎，重新壓片，進(jìn)行第二次，甚至第三次燒結(jié)。 燒結(jié)對(duì)超導(dǎo)陶瓷的性能影響很大。燒結(jié)時(shí)間過長(zhǎng)則出現(xiàn)宏觀的相分凝現(xiàn)象，不同部位呈現(xiàn)不同顏色。燒結(jié)時(shí)，如果爐中的空氣流通性好，不必通氧氣；反之，應(yīng)在通氧氣情況下燒結(jié)。 超導(dǎo)陶瓷 超導(dǎo)陶瓷的應(yīng)用 高溫超導(dǎo)陶瓷的應(yīng)用有以下幾個(gè)方面：電力系統(tǒng)方面的輸配電、超導(dǎo)線圈、超導(dǎo)發(fā)電機(jī)等；交通運(yùn)輸方面的超導(dǎo)磁懸浮列車、超導(dǎo)電磁性推進(jìn)器和空間推進(jìn)系統(tǒng)；在選礦和探礦方面；在環(huán)保和醫(yī)藥方面；在高能核試驗(yàn)和熱核聚變方面。多屬于半導(dǎo)體材料，因此成為現(xiàn)代電子技術(shù)中必不可少的一種材料。 本節(jié)所介紹的磁性陶瓷主要指鐵氧體陶瓷，它們是以氧化鐵和其它鐵族或稀土族氧化物為主要成分的復(fù)合氧化物。按鐵氧體的性質(zhì)及用途又可分為軟磁、硬磁、旋磁、矩磁、壓磁、磁泡、磁光及熱敏等鐵氧體等。 鐵氧體的生產(chǎn)工藝 多晶鐵氧體的生產(chǎn)工藝：多晶鐵氧體生產(chǎn)最后都要通過燒結(jié)達(dá)到致密化，因此，要求獲得微細(xì)、均勻、具有一定燒結(jié)活性的鐵氧化粉末，按照其生產(chǎn)方法大體可分為經(jīng)預(yù)燒和不經(jīng)預(yù)燒兩種，預(yù)燒的目的在于減少燒成收縮或合成鐵氧體。其中氧化物法、化學(xué)沉淀法、電解沉淀法、低溫化學(xué)法及部分鹽類分解法獲得的是微細(xì)均勻的原料，需要預(yù)燒合成鐵氧體。 磁性陶瓷 陶瓷的金屬化和封接 被銀法 被銀法又稱燒滲銀法，是指在陶瓷表面燒滲一層金屬銀，作為電容器、濾波器的電極或集成電路基片的導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)。但對(duì)于電性能要求較高的材料，如在高溫，高濕和直流電場(chǎng)作用下使用，由于銀離子容易向介質(zhì)中擴(kuò)散，造成電性能惡化，因而不宜采用被銀法。 上述工藝應(yīng)遵循以下原則： ① 金屬件的熔點(diǎn)應(yīng)比金屬化溫度高 200℃ 以上。但封包陶瓷的金屬應(yīng)有較高的熱膨脹系數(shù)；封接于陶瓷內(nèi)部的金屬，則應(yīng)具有較低的熱膨脹系數(shù)，這是為了要使陶瓷保持受壓狀態(tài)，封接處的金屬壁應(yīng)做得比較薄。陶瓷的金屬化法，雖然金屬化層與陶瓷結(jié)合強(qiáng)度高，金屬釬焊焊料與金屬化層和金屬構(gòu)件皆能牢固焊接，封接強(qiáng)度高（抗折強(qiáng)度一般在 100MPa以上），適合與強(qiáng)度要求高的器件封接，但較難滿足于抗堿金屬腐蝕，熱震性好的要求。 為了提高封接強(qiáng)度，除調(diào)整焊料性能，嚴(yán)格封接工藝之外，鈮表面涂上一層較鈮活潑活性更強(qiáng)的金屬，涂鈦或鋯，或鈦、鋯的化合物，可以增厚鈮與焊料之間的過渡層，從而提高封接強(qiáng)度。但是，陶瓷脆性難以保證在外應(yīng)力作用下而不破壞。 陶瓷的金屬化和封接 非氧化物系陶瓷的固相封接 非氧化物系陶瓷的封接方法：由于碳化物、氮化物等非金屬陶瓷多由強(qiáng)共價(jià)鍵化合物燒結(jié)而成，而這些化合物與其它物質(zhì)的反應(yīng)能力低，潤(rùn)濕性差，所以很難用粘結(jié)劑封接，目前多采用 熱壓法和擴(kuò)散接合法。第一階段，在壓力和溫度的作用下，初始表面產(chǎn)生屈服和蠕變變形，擴(kuò)大了相互間的接觸面。第三階段，由于體積擴(kuò)散和界面移動(dòng)，消除空隙完成封接。熱膨脹系數(shù)相差較大材料的封接，封接界面易產(chǎn)生應(yīng)力場(chǎng)而降低封接強(qiáng)度。 陶瓷的金屬化和封接
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