電子陶瓷工藝原理1圖文(共13頁)

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上電子陶瓷第三章電子陶瓷工藝原理1第三章電子陶瓷工藝原理一電子陶瓷工藝概述二電子陶瓷原料與粉碎三電子瓷料合成原理四電子陶瓷成型原理五電子陶瓷燒結(jié)原理六電子陶瓷表面加工2一電子陶瓷工藝概述1 電子陶瓷基本工藝:通常,從性能的改進(jìn)來改善陶瓷材料的功能,需要從兩方面入手:內(nèi)部組成:從材料的組成上直接調(diào)節(jié),優(yōu)化其內(nèi)在品質(zhì)外界條件:改變工藝條件以改善和提高陶瓷材料性能,達(dá)到獲得優(yōu)質(zhì)電子陶瓷材料的目的。電子陶瓷基本工藝一般包括如下過程:原料處理和加工、電子瓷料合成、成型、燒結(jié)、表面加工等基本單元操作。3 (a(b (c(d(e(g(f(h一電子陶瓷工藝概述2 電子陶瓷工業(yè)化流程:造

2、粒與成型噴霧造粒干壓成型6一電子陶瓷工藝概述2 電子陶瓷工業(yè)化流程:燒結(jié)與表面金屬化陶瓷燒結(jié)印刷電極7一電子陶瓷工藝概述2 電子陶瓷工業(yè)化流程:測試與包裝測試分選編帶包裝8二電子陶瓷原料與粉碎1 電子陶瓷原料2原料粒度與粉碎3球磨法原理9二電子陶瓷原料與粉碎1 電子陶瓷原料原料對(duì)電子陶瓷的性能至關(guān)重要,對(duì)于電子陶瓷的粉料,必須了解下列三方面情況:¾化學(xué)成分包括純度、雜質(zhì)的種類與含量、化學(xué)計(jì)量比¾顆粒度包括粉粒直徑、粒度分布與顆粒外形等¾結(jié)構(gòu)包括結(jié)晶形態(tài)、穩(wěn)定度、裂紋與多孔性等10二電子陶瓷原料與粉碎1 電子陶瓷原料原料的化學(xué)成分,直接關(guān)系到電子陶瓷的各項(xiàng)物理性能是

3、否能夠得到保證,而顆粒度與結(jié)構(gòu)主要決定坯體的密度及其可成型性。粒度越細(xì),結(jié)構(gòu)越不完整,則其活性(不穩(wěn)定性、可燒結(jié)性越大,越有利于燒結(jié)的進(jìn)行。電子陶瓷原料有天然原料和化工原料兩類。11二電子陶瓷原料與粉碎1 電子陶瓷原料¾天然原料:直接來源于大自然,如粘土,石英,菱鎂礦,剛玉礦等。特點(diǎn)是含雜質(zhì)較多,但價(jià)格便宜。只要產(chǎn)品性能符合相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)和使用要求,生產(chǎn)中往往挑選和使用純度盡可能高的天然原料,以降低生產(chǎn)成本。12二電子陶瓷原料與粉碎1 電子陶瓷原料¾天然原料:粘土是自然界中存在的松散的、膏狀、多種微細(xì)礦物的混合體,其主要成份是含水的鋁硅酸鹽礦物O3·y SiO2

4、83;zH2O。(化學(xué)組成:xAl2粘土具有良好的可塑性和粘合性,加水后成為軟泥,能進(jìn)行塑性成型,燒后又變得致密堅(jiān)硬。Fe2O3、TiO2等是粘土類原料中的有害雜質(zhì),使坯體在燒成時(shí)產(chǎn)生熔洞、斑點(diǎn)等缺陷,同時(shí)影響瓷體的電絕緣性。13二電子陶瓷原料與粉碎1 電子陶瓷原料¾天然原料:礦物,存在的形態(tài)很石英是一種結(jié)晶狀的SiO2多,有水晶、瑪瑙、石英巖(石英多晶體等?；ハ嘁皂旤c(diǎn)連接而成的三維空間石英是由SiO4架狀結(jié)構(gòu)。由于以共價(jià)鍵連接,結(jié)構(gòu)緊密,空隙小,其它離子不易侵入網(wǎng)穴中,因而硬度與強(qiáng)度高,熔融溫度也高。石英在陶瓷制備中起著骨架作用、提高陶瓷的機(jī)械強(qiáng)度,絕緣性能及化學(xué)穩(wěn)定性,抗腐蝕性等

5、。1415二電子陶瓷原料與粉碎1 電子陶瓷原料¾化工原料:化學(xué)方法提煉,提純而得,由專業(yè)廠家完成,有多等級(jí),標(biāo)明含雜量,是電子陶瓷生產(chǎn)中最常用的原料。如:氧化物TiO 2、ZrO 2、PbO 、Al 2O 3等氫氧化物Mg(OH2、NaOH 等鹽CaCO 3、BaTiO 3、Mn(NO 32等雜質(zhì)并非都有害,有的能與主成分形成低共熔物促進(jìn)燒結(jié);有的能作為離子補(bǔ)償提高電學(xué)性能特點(diǎn)是純度和物理特性可控。二電子陶瓷原料與粉碎2 原料粒度與粉碎¾粒度:指粉粒直徑大小,作為陶瓷的粉料,其粒度通常在0.150微米之間。一般而言,粉料的粒度越細(xì),則其工藝性能越佳。例如,當(dāng)采用擠制、扎膜、

6、流延等方法成型時(shí),只有當(dāng)粉料達(dá)到一定細(xì)度,才能使?jié){料達(dá)到必要的流動(dòng)性、可塑性,才能保證制出的坯體具有足夠的光潔度、均勻性和好的機(jī)械強(qiáng)度。此外,粒度越細(xì),燒結(jié)溫度越低。1617二電子陶瓷原料與粉碎 ¾ 粒度與形貌評(píng)價(jià):粒度分析儀電子顯微鏡二電子陶瓷原料與粉碎2 原料粒度與粉碎¾粉碎:機(jī)械能轉(zhuǎn)換為表面能的能量轉(zhuǎn)化過程,即粉碎機(jī)械的動(dòng)能或所做的機(jī)械功,通過粉料之間的撞擊、碾壓、摩擦,將粉料砸碎、破裂或磨去棱角等,使粉碎的比表面增加,因而表面自由能增加。幾種典型的粉碎技術(shù):球磨、振動(dòng)磨、攪拌磨、砂磨、膠體磨、氣流磨18 二電子陶瓷原料與粉碎3 球磨法原理¾球磨機(jī):影響球磨

7、效率的因素:球磨機(jī)的轉(zhuǎn)速低于臨界轉(zhuǎn)速球磨機(jī)裝載量一般裝載量占磨罐容積的70%80%大小球配比、磨球形狀、硬度及質(zhì)量料、球、溶劑(水或乙醇等之比球磨時(shí)間的選擇20二電子陶瓷原料與粉碎3 球磨法原理¾行星磨機(jī):行星磨機(jī)是球磨機(jī)的一種,也稱微粒球磨機(jī)。行星磨機(jī)采用四只相同重量的球磨罐,置于同一旋轉(zhuǎn)的圓盤上,使球磨罐“公轉(zhuǎn)”,同時(shí)各個(gè)球磨罐又繞自身軸線“自轉(zhuǎn)”。當(dāng)公轉(zhuǎn)速度足夠大時(shí),離心力大大超過地心引力,自轉(zhuǎn)角速度也相應(yīng)提高,磨球不置于貼附罐壁不動(dòng),從而克服了舊式球磨機(jī)之臨界轉(zhuǎn)速的限制,大大提高球磨效率。21 二電子陶瓷原料與粉碎3 球磨法原理¾高能球磨機(jī)(機(jī)械合金化:a 晶粒細(xì)化

8、:粉末在碰撞中反復(fù)破碎和焊合,缺陷密度增加,很快使顆粒細(xì)化至納米級(jí),產(chǎn)生晶格缺陷、晶格畸變,并具有一定程度的無定形化。表面化學(xué)鍵斷裂而產(chǎn)生不飽和鍵、自由離子和電子等原因,使礦物晶體內(nèi)能增高,導(dǎo)致物質(zhì)反應(yīng)的平衡常數(shù)和反應(yīng)速度常數(shù)顯著增大。23二電子陶瓷原料與粉碎3 球磨法原理¾高能球磨機(jī)(機(jī)械合金化:b 局部碰撞點(diǎn)升溫:雖然磨罐內(nèi)溫度一般不超過70,但局部碰撞點(diǎn)的溫度要大大高于70,這樣的溫度將引起納米尺寸的化學(xué)反應(yīng)。在碰撞點(diǎn)處,產(chǎn)生極高的碰撞力,有助于晶體缺陷擴(kuò)散和原子的重排。2425250o C-hydrotherm 750o C-calcing惰性氣體保護(hù)球磨系統(tǒng)高能球磨機(jī)設(shè)備示例 ¾ 高能球磨機(jī)研究實(shí)