第三章功能陶瓷ppt課件

1、特種陶瓷材料及工藝特種陶瓷材料及工藝授課教師：蔣百靈授課教師：蔣百靈 教授教授材料科學與工程學院3.1、電解質陶瓷3.2、鐵電陶瓷3.3、敏感陶瓷3.4、導電陶瓷3.5、超導陶瓷3.6、磁性陶瓷3.7、陶瓷的金屬化和封接第三章、功能陶瓷第三章、功能陶瓷功能材料：在材料應用中，主要利用其非力學性能時，則統(tǒng)稱此類材料為功能材料。所謂非力學性能，包括材料的電、磁、光、熱、化學、核性能和生物學等方面的性能。功能陶瓷不僅在功能材料中占有十分重要的地位，且功能陶瓷占整個特種陶瓷制品銷售量的80%，而電磁功能陶瓷又要占到功能陶瓷的80%以上。功能陶瓷已在能源開發(fā)、空間技術、電子技術、傳感技術、激光技術、光電

2、子技術、紅外技術、生物技術、環(huán)境科學等領域得到廣泛的應用。第三章、功能陶瓷第三章、功能陶瓷3.1 3.1 電介質陶瓷電介質陶瓷 電介質陶瓷：從電性能的角度分類，可將固體材料分為超導體、導體、半導體和絕緣體各自的電阻率界限是多少？各寫出三個物質的名稱留為作業(yè)自查資料?。?，絕緣體資料亦稱電介質。電介質陶瓷即是指電阻率大于1088次方m的陶瓷材料，能承受較強的電場而不被擊穿。3.1.13.1.1電介質陶瓷的一般特性電介質陶瓷的一般特性 1 1電絕緣與極化電絕緣與極化電介質陶瓷中的分子正負電荷彼此強烈地束縛，電介質陶瓷中的分子正負電荷彼此強烈地束縛，在弱電場的作用下，雖然正電荷沿電場方向移動，在弱電場

3、的作用下，雖然正電荷沿電場方向移動，負電荷逆電場方向移動，但它們并不能掙脫彼此負電荷逆電場方向移動，但它們并不能掙脫彼此的束縛而形成電流，因而具有較高的體積電阻率，的束縛而形成電流，因而具有較高的體積電阻率，具有絕緣性。由于電荷的移動，造成了正負電荷具有絕緣性。由于電荷的移動，造成了正負電荷中心不重合，在電介質陶瓷內部形成偶極距，產中心不重合，在電介質陶瓷內部形成偶極距，產生了極化。生了極化。2 2極化與介電損耗極化與介電損耗電介質陶瓷的另一特性是介電損耗。任何電介電介質陶瓷的另一特性是介電損耗。任何電介質在電場作用下，總會或多或少的把部分電能轉質在電場作用下，總會或多或少的把部分電能轉變成熱

4、能使介質發(fā)熱，在單位時間內因發(fā)熱而消變成熱能使介質發(fā)熱，在單位時間內因發(fā)熱而消耗的能量稱為損耗功率或簡稱介電損耗。耗的能量稱為損耗功率或簡稱介電損耗。3.1 3.1 電介質陶瓷電介質陶瓷 3.1.23.1.2電介質陶瓷的性能及分類電介質陶瓷的性能及分類電介質陶瓷在靜電場或交變電場中使用，評價電介質陶瓷在靜電場或交變電場中使用，評價其特性主要指標有體積電阻率、介電常數和介電其特性主要指標有體積電阻率、介電常數和介電損耗等參數。根據這些參數的不同，可把電介質損耗等參數。根據這些參數的不同，可把電介質陶瓷分為電絕緣陶瓷即裝置陶瓷和電容器陶瓷。陶瓷分為電絕緣陶瓷即裝置陶瓷和電容器陶瓷。按性質分別稱為壓

5、電陶瓷、熱釋電陶瓷和鐵電陶按性質分別稱為壓電陶瓷、熱釋電陶瓷和鐵電陶瓷。瓷。1 1電絕緣陶瓷電絕緣陶瓷電絕緣陶瓷又稱為裝置陶瓷，是在電子設備中電絕緣陶瓷又稱為裝置陶瓷，是在電子設備中作為安裝、固定、支撐、維護、絕緣、隔離及連作為安裝、固定、支撐、維護、絕緣、隔離及連接各種無線電子原件及器件的陶瓷材料。具有以接各種無線電子原件及器件的陶瓷材料。具有以下性質；下性質；a a 高的體積電阻率，高的體積電阻率，b b 介電常數小介電常數小 ，c c 高頻電場下的介電損耗要小，高頻電場下的介電損耗要小， d d 機械強度高機械強度高 ，e e 良好的化學穩(wěn)定性良好的化學穩(wěn)定性3.1 3.1 電介質陶瓷電

6、介質陶瓷 3.1.23.1.2電介質陶瓷的性能及分類電介質陶瓷的性能及分類2) 2) 電容器陶瓷電容器陶瓷 根據陶瓷電容器所采用陶瓷材料的特點，根據陶瓷電容器所采用陶瓷材料的特點，電容器分為溫度補償，溫度穩(wěn)定，高介電常數和電容器分為溫度補償，溫度穩(wěn)定，高介電常數和半導體系四種類型。半導體系四種類型。 若按制造這些陶瓷電容器的材料性質也可若按制造這些陶瓷電容器的材料性質也可分為四大類。第一類為非鐵電電容器陶瓷，其特分為四大類。第一類為非鐵電電容器陶瓷，其特點是高頻損耗小，在使用的溫度范圍內介電常數點是高頻損耗小，在使用的溫度范圍內介電常數隨溫度變化而呈線性變化。因此又稱熱補償電容隨溫度變化而呈線

7、性變化。因此又稱熱補償電容器陶瓷。第二類為鐵電電容器陶瓷，其特點是介器陶瓷。第二類為鐵電電容器陶瓷，其特點是介電常數呈非線性且值高。又稱強介電常數電容器電常數呈非線性且值高。又稱強介電常數電容器陶瓷。第三類為反鐵電電容器陶瓷。第四類為半陶瓷。第三類為反鐵電電容器陶瓷。第四類為半導體電容器陶瓷。導體電容器陶瓷。3.1 3.1 電介質陶瓷電介質陶瓷 3.1.23.1.2電介質陶瓷的性能及分類電介質陶瓷的性能及分類2) 2) 電容器陶瓷電容器陶瓷 用于制造電容器的陶瓷材料在性能上有如下要求；用于制造電容器的陶瓷材料在性能上有如下要求； 介電常數應盡可能高。介電常數越高，陶瓷電介電常數應盡可能高。介電

8、常數越高，陶瓷電容器的容器的 體積可以做得越小。體積可以做得越小。 在高頻、高溫、高壓以及其它惡劣環(huán)境下穩(wěn)定在高頻、高溫、高壓以及其它惡劣環(huán)境下穩(wěn)定可靠?？煽?。 介質損耗角正切值小。這樣可以在高頻電路中介質損耗角正切值小。這樣可以在高頻電路中充分發(fā)揮作用，對于高功率陶瓷電容器，能提高無充分發(fā)揮作用，對于高功率陶瓷電容器，能提高無功功率。功功率。 比體積電阻高于比體積電阻高于1010m1010m，這樣可保證在高溫，這樣可保證在高溫下工作。下工作。 高的介電強度，陶瓷電容器在高壓和高功率條高的介電強度，陶瓷電容器在高壓和高功率條件下，往往由于擊穿而不能工作。因此提高它的耐件下，往往由于擊穿而不能工

9、作。因此提高它的耐壓性能，對充分發(fā)揮陶瓷的功能有重要的作用。壓性能，對充分發(fā)揮陶瓷的功能有重要的作用。3.1 3.1 電介質陶瓷電介質陶瓷 3.1.2 3.1.2 電介質陶瓷的性能及分類電介質陶瓷的性能及分類3 3壓電陶瓷壓電陶瓷概念：概念： 壓電效應壓電效應 、熱釋電效應、鐵電效應、熱釋電效應、鐵電效應電介質陶瓷中的第三大類即為壓電陶瓷，它包括電介質陶瓷中的第三大類即為壓電陶瓷，它包括壓電陶瓷、熱釋電陶瓷和鐵電陶瓷三種。壓電陶瓷、熱釋電陶瓷和鐵電陶瓷三種。3.1 3.1 電介質陶瓷電介質陶瓷 3.1.33.1.3電介質陶瓷陶瓷生產工藝、性能及應用電介質陶瓷陶瓷生產工藝、性能及應用1 1電絕緣

10、陶瓷的生產特點電絕緣陶瓷的生產特點電絕緣陶瓷的性能，主要強調三個方面，即電絕緣陶瓷的性能，主要強調三個方面，即高體積電阻率、低介電常熟和低介電損耗。除高體積電阻率、低介電常熟和低介電損耗。除此之外，還要求具有一定的機械強度。此之外，還要求具有一定的機械強度。陶瓷材料是晶相、玻璃相及氣相組成的多相陶瓷材料是晶相、玻璃相及氣相組成的多相系統(tǒng)，其電學性能主要取決于晶相和玻璃相的系統(tǒng)，其電學性能主要取決于晶相和玻璃相的組成和結構，尤其是晶界玻璃相中的雜質濃度組成和結構，尤其是晶界玻璃相中的雜質濃度較高，且在組織結構形成連續(xù)相，所以陶瓷的較高，且在組織結構形成連續(xù)相，所以陶瓷的電絕緣性和介電損耗性主要受

11、玻璃相的影響。電絕緣性和介電損耗性主要受玻璃相的影響。3.1 3.1 電介質陶瓷電介質陶瓷 3.1.33.1.3電介質陶瓷陶瓷生產工藝、性能及應用電介質陶瓷陶瓷生產工藝、性能及應用1)1)電絕緣陶瓷的生產特點電絕緣陶瓷的生產特點 通常陶瓷材料的導電機制為離子導電。離通常陶瓷材料的導電機制為離子導電。離子導電又可分為本征離子導電、雜質離子導電和子導電又可分為本征離子導電、雜質離子導電和玻璃離子導電。要獲得高體積電阻率的陶瓷材料，玻璃離子導電。要獲得高體積電阻率的陶瓷材料，必須在工藝上考慮以下幾點；必須在工藝上考慮以下幾點； 選擇體積電阻率高的晶體材料為主要相。選擇體積電阻率高的晶體材料為主要相。

12、 嚴格控制配方，避免雜質離子，尤其是堿金屬和嚴格控制配方，避免雜質離子，尤其是堿金屬和堿土金屬離子的引入，在必須引入金屬離子時，堿土金屬離子的引入，在必須引入金屬離子時，充分利用中和效應和壓抑效應，以降低材料中玻充分利用中和效應和壓抑效應，以降低材料中玻璃相的電導率。璃相的電導率。 由于玻璃的電導活化能小，由于玻璃的電導活化能小，因此應盡可能控制玻璃相的數量，甚至達到無玻因此應盡可能控制玻璃相的數量，甚至達到無玻璃相燒結。璃相燒結。 避免引入變價金屬離子，以免產避免引入變價金屬離子，以免產生自由電子和空穴，引起電子式導電，使電性能生自由電子和空穴，引起電子式導電，使電性能惡化。惡化。 嚴格控制

13、溫度和氣氛，以免產生氧化嚴格控制溫度和氣氛，以免產生氧化還原反應而出現自由電子可空穴。還原反應而出現自由電子可空穴。 當材料中當材料中已引入了產生自由電子或空穴的離子時，可引入已引入了產生自由電子或空穴的離子時，可引入另一種產生空穴或自由電子的不等價雜質離子，另一種產生空穴或自由電子的不等價雜質離子，以消除自由電子和空穴，提高體積電阻率這種方以消除自由電子和空穴，提高體積電阻率這種方法稱作雜質補償。法稱作雜質補償。3.1 3.1 電介質陶瓷電介質陶瓷 3.1.33.1.3電介質陶瓷陶瓷生產工藝、性能及應用電介質陶瓷陶瓷生產工藝、性能及應用1)1)電絕緣陶瓷的生產特點電絕緣陶瓷的生產特點 另外，

14、對于絕緣陶瓷還要求低介電損耗，陶另外，對于絕緣陶瓷還要求低介電損耗，陶瓷損耗的瓷損耗的 主要來源是漏導損耗、松弛質點的極主要來源是漏導損耗、松弛質點的極化損耗及結構損耗。因此，降低材料的介電損耗化損耗及結構損耗。因此，降低材料的介電損耗主要從降低漏導損耗和極化損耗入手：主要從降低漏導損耗和極化損耗入手： 選擇合適的主晶相。選擇合適的主晶相。 在改善主晶相性質時在改善主晶相性質時盡量避免產生缺位固溶體或填隙固溶體，最好形盡量避免產生缺位固溶體或填隙固溶體，最好形成連續(xù)固溶體。成連續(xù)固溶體。 盡量減小玻璃相含量。盡量減小玻璃相含量。 防防止產生多晶轉換，因為多晶轉變時晶格缺陷多，止產生多晶轉換，因

15、為多晶轉變時晶格缺陷多，電性能下降，損耗增加。電性能下降，損耗增加。 注意燒結氣氛，尤注意燒結氣氛，尤其對含有變價離子的陶瓷的燒結。其對含有變價離子的陶瓷的燒結。 控制好最控制好最終燒結溫度，使產品終燒結溫度，使產品“正燒正燒”。3.1 3.1 電介質陶瓷電介質陶瓷 3.1.4 3.1.4 鎂質瓷鎂質瓷 鎂質瓷是以含鎂質瓷是以含MgOMgO的鋁硅酸鹽為主晶相的陶瓷。的鋁硅酸鹽為主晶相的陶瓷。按照瓷坯的主晶相不同，它可分為以下四類：滑石按照瓷坯的主晶相不同，它可分為以下四類：滑石瓷、鎂橄欖石瓷、尖晶石瓷及董青石瓷。滑石瓷用瓷、鎂橄欖石瓷、尖晶石瓷及董青石瓷?；捎糜谝话愀哳l無線電設備中，如雷達

16、、電視機常用它于一般高頻無線電設備中，如雷達、電視機常用它來制造絕緣零件。鎂橄欖石瓷的介質損耗低，比體來制造絕緣零件。鎂橄欖石瓷的介質損耗低，比體積電阻大，可作為高頻絕緣材料。董青石瓷上午膨積電阻大，可作為高頻絕緣材料。董青石瓷上午膨脹系數很低，熱穩(wěn)定性好，用于要求體積不隨溫度脹系數很低，熱穩(wěn)定性好，用于要求體積不隨溫度變化、耐熱沖擊的絕緣材料或電熱材料。變化、耐熱沖擊的絕緣材料或電熱材料。3.1 3.1 電介質陶瓷電介質陶瓷 3.1.4 3.1.4 鎂質瓷鎂質瓷( (以滑石瓷為例以滑石瓷為例) ) 滑石瓷因介電損耗小，是重要的高頻裝置瓷之滑石瓷因介電損耗小，是重要的高頻裝置瓷之一。由于膨脹系

17、數大，熱穩(wěn)定性差，耐熱性低，常一。由于膨脹系數大，熱穩(wěn)定性差，耐熱性低，常用于機械強度及耐熱性無特殊要求之處。滑石為層用于機械強度及耐熱性無特殊要求之處?；癁閷訝罱Y構，滑石粉為片狀，有滑膩感，易擠壓成型，狀結構，滑石粉為片狀，有滑膩感，易擠壓成型，燒結后尺寸精度高，制品已進行研磨加工，價格低燒結后尺寸精度高，制品已進行研磨加工，價格低廉。廉。滑石瓷的配方滑石瓷的配方 主要原料是滑石。為改進生坯加工性能及瓷件主要原料是滑石。為改進生坯加工性能及瓷件質量，常引入一些外加劑。如：質量，常引入一些外加劑。如： 粘土粘土-為增加塑性及降低燒結溫度。為增加塑性及降低燒結溫度。 堿土金屬氧化物堿土金屬氧化

18、物-改善滑石瓷的電性能。改善滑石瓷的電性能。 硼酸鹽硼酸鹽-大幅度降低燒結溫度。大幅度降低燒結溫度。 氧化鋯和氧化鋅氧化鋯和氧化鋅-提高材料機械強度。提高材料機械強度。 3.1 3.1 電介質陶瓷電介質陶瓷 3.1.5 3.1.5 非鐵電電容器陶瓷非鐵電電容器陶瓷非鐵電高介電電容器陶瓷的品種繁多。按照材料介非鐵電高介電電容器陶瓷的品種繁多。按照材料介電系數和溫度系數的大小，可分為溫度補償電容器電系數和溫度系數的大小，可分為溫度補償電容器陶瓷及溫度穩(wěn)定電容器陶瓷兩類。陶瓷及溫度穩(wěn)定電容器陶瓷兩類。1 1溫度補償電容器陶瓷溫度補償電容器陶瓷高頻溫度補償電容器陶瓷的介電系數在高頻溫度補償電容器陶瓷的

19、介電系數在650650以下，以下，介電常數的溫度系數較小，而且可通過組成的調整，介電常數的溫度系數較小，而且可通過組成的調整，使介電常數的溫度系數靈活地變化。介電常數的溫使介電常數的溫度系數靈活地變化。介電常數的溫度系數常為負值，用來補償回路中電感的正溫度系度系數常為負值，用來補償回路中電感的正溫度系數，使回路的諧振頻率保持穩(wěn)定。數，使回路的諧振頻率保持穩(wěn)定。 a a 金紅石瓷金紅石瓷金紅石瓷是一種利用較早的高介電材料，其主晶相金紅石瓷是一種利用較早的高介電材料，其主晶相為金紅石為金紅石TiO2TiO2TiO2TiO2的活性、晶粒大小及燒結溫的活性、晶粒大小及燒結溫度與于燒溫度有關。另外加入的

20、高齡土、膨潤土一度與于燒溫度有關。另外加入的高齡土、膨潤土一方面可增加可塑性，另一方面降低燒結溫度。方面可增加可塑性，另一方面降低燒結溫度。3.1 3.1 電介質陶瓷電介質陶瓷 3.1.5 3.1.5 非鐵電電容器陶瓷非鐵電電容器陶瓷1 1溫度補償電容器陶瓷溫度補償電容器陶瓷 b b 鈦酸鈣陶瓷鈦酸鈣陶瓷 鈦酸鈣陶瓷是目前大量使用的材料，它具有較鈦酸鈣陶瓷是目前大量使用的材料，它具有較高的介電常數和負溫度系數，可以制成小型高容量高的介電常數和負溫度系數，可以制成小型高容量的高頻陶瓷電容器，用作容量穩(wěn)定性要求不高的高的高頻陶瓷電容器，用作容量穩(wěn)定性要求不高的高頻電容器，如耦合、旁路、貯能、隔直流

21、電容器等。頻電容器，如耦合、旁路、貯能、隔直流電容器等。 在燒結過程中加入少量二氧化鋯不僅能降低燒在燒結過程中加入少量二氧化鋯不僅能降低燒結溫度、擴大燒結范圍，且能有效阻止鈦酸鈣高溫結溫度、擴大燒結范圍，且能有效阻止鈦酸鈣高溫下晶粒長大。下晶粒長大。3.1 3.1 電介質陶瓷電介質陶瓷 3.1.5 3.1.5 非鐵電電容器陶瓷非鐵電電容器陶瓷2 2熱穩(wěn)定型電容器陶瓷熱穩(wěn)定型電容器陶瓷 熱穩(wěn)定性電容器陶瓷按用途可分為兩類：熱穩(wěn)定性電容器陶瓷按用途可分為兩類：高頻熱穩(wěn)定性電容器陶瓷和微波電介質陶瓷。前者高頻熱穩(wěn)定性電容器陶瓷和微波電介質陶瓷。前者的主要特點是介電系數的溫度系數絕對值很小，有的主要特

22、點是介電系數的溫度系數絕對值很小，有的甚至接近于零。后者主要用于制作微波濾波器。的甚至接近于零。后者主要用于制作微波濾波器。A A、高頻熱穩(wěn)定型電容器陶瓷、高頻熱穩(wěn)定型電容器陶瓷鈦酸鎂陶瓷鈦酸鎂陶瓷B B、微波電解質陶瓷、微波電解質陶瓷鈦酸鋇陶瓷鈦酸鋇陶瓷P191P191表表3-1-3-1-2323）3.1 3.1 電介質陶瓷電介質陶瓷 3.2 3.2 鐵電陶瓷鐵電陶瓷 鐵電陶瓷是具有鐵電性的陶瓷材料。在鐵電陶瓷材料中，所含有的永久偶極子彼此相互作用，結果形成許多電疇。在一個電疇的范圍內，偶極子的取向均相同；對于不同的電疇，偶極子則有不同的取向。因此，在無電場存在時，整個晶體沒有凈偶極距。但在

23、施加足夠的電場時，那些取向和電場方向一致的疇生長變大，而其它方向的 疇收縮變小，隨后產生凈極化強度。鐵電陶瓷與其它的電介質陶瓷不同，它的極化強度不與施加電場成線性關系，并具有明顯的滯后效應。鐵電陶瓷在高溫下失去自發(fā)極化性能，在低溫時具有自發(fā)極化性能而成為鐵電相。此相變溫度稱為居里溫度或居里點。3.2.13.2.1壓電陶瓷的結構與性能壓電陶瓷的結構與性能 在沒有對稱中心的晶體上施加壓力、張力或在沒有對稱中心的晶體上施加壓力、張力或切向力時，則發(fā)生與應力成比例的介質極化，同時切向力時，則發(fā)生與應力成比例的介質極化，同時在晶體兩端將出現正負電荷。反之，當在晶體上施在晶體兩端將出現正負電荷。反之，當在

24、晶體上施加電場引起極化時，則將產生與電場強度成比例的加電場引起極化時，則將產生與電場強度成比例的變形或機械應力。正、逆效應統(tǒng)稱為壓電效應。陶變形或機械應力。正、逆效應統(tǒng)稱為壓電效應。陶瓷材料是由粉粒之間的固相反應燒結而獲得的微晶瓷材料是由粉粒之間的固相反應燒結而獲得的微晶不規(guī)則集合多晶體，整體上表現不出壓電效應。但不規(guī)則集合多晶體，整體上表現不出壓電效應。但經過人工極化后，陶瓷的各個晶粒內的自發(fā)極化方經過人工極化后，陶瓷的各個晶粒內的自發(fā)極化方向將趨向于電場方向，具有近似于單晶的極性，可向將趨向于電場方向，具有近似于單晶的極性，可呈現出明顯的壓電效應。呈現出明顯的壓電效應。 由于壓電陶瓷在極化

25、后具有壓電性，因此，由于壓電陶瓷在極化后具有壓電性，因此，構成陶瓷的晶體必須是鐵電體。構成陶瓷的晶體必須是鐵電體。3.2 3.2 鐵電陶瓷鐵電陶瓷3.2.13.2.1壓電陶瓷的結構與性能壓電陶瓷的結構與性能壓電陶瓷的性能壓電陶瓷的性能 彈性常數彈性常數elastic coefficientelastic coefficient）：根據）：根據壓電效應，壓電陶瓷在交變電場的作用下，會產生壓電效應，壓電陶瓷在交變電場的作用下，會產生交替的伸長和收縮，從而形成與激勵電場頻率相一交替的伸長和收縮，從而形成與激勵電場頻率相一致的受迫機械振動。對于具有一定形狀、大小和被致的受迫機械振動。對于具有一定形狀、

26、大小和被覆工作電極的壓電陶瓷體稱為壓電陶瓷振子。彈性覆工作電極的壓電陶瓷體稱為壓電陶瓷振子。彈性常數是反映材料在彈性形變范圍內應力與應變關系常數是反映材料在彈性形變范圍內應力與應變關系的物理量。的物理量。 機械品質因數機械品質因數mechanical quality mechanical quality factorfactor）：機械品質因數也是衡量壓電陶瓷材料的）：機械品質因數也是衡量壓電陶瓷材料的一個重要參數。它表示在振動轉換時，材料內部能一個重要參數。它表示在振動轉換時，材料內部能量消耗的程度。機械品質因數越大，能量的損耗越量消耗的程度。機械品質因數越大，能量的損耗越小。產生損耗的原因

27、在于內摩擦。小。產生損耗的原因在于內摩擦。3.2 3.2 鐵電陶瓷鐵電陶瓷3.1.2 3.1.2 壓電陶瓷的生產工藝壓電陶瓷的生產工藝 壓電陶瓷生產的主要工藝流程：配料壓電陶瓷生產的主要工藝流程：配料-球磨球磨-過濾、枯燥過濾、枯燥-預燒預燒-二次球磨二次球磨-過濾、枯燥過濾、枯燥-過篩過篩-成型成型-排塑排塑-燒結燒結-精修精修-上電極上電極-燒銀燒銀-極化極化-測試。測試。 原料處理原料處理 首先，根據化學反應式配料。所用的原料大多首先，根據化學反應式配料。所用的原料大多數是金屬氧化物，少數也可用碳酸鹽。為使生成壓數是金屬氧化物，少數也可用碳酸鹽。為使生成壓電陶瓷的化學反應順利進行，要求原

28、料細度一般不電陶瓷的化學反應順利進行，要求原料細度一般不超過超過2 2m m平均直徑）。提高原料純度，有利于提平均直徑）。提高原料純度，有利于提高產品質量。高產品質量。3.2 3.2 鐵電陶瓷鐵電陶瓷3.1.2 3.1.2 壓電陶瓷的生產工藝壓電陶瓷的生產工藝 預燒中的反應過程預燒中的反應過程預燒過程一般需經過四個階段：線性膨脹室溫預燒過程一般需經過四個階段：線性膨脹室溫-400400），固相反應），固相反應400-750400-750），收縮），收縮750-750-850850），和晶粒生長），和晶粒生長800-900800-900以下）。以下）。 成型和排塑成型和排塑原料經預燒后，就合成了

29、固溶體化合物。再經一次原料經預燒后，就合成了固溶體化合物。再經一次粉碎，便可成型。成型可根據不同的要求采用軋膜、粉碎，便可成型。成型可根據不同的要求采用軋膜、壓型或等靜壓等方式。成型之前需加入粘合劑。對壓型或等靜壓等方式。成型之前需加入粘合劑。對軋膜的情況，粘合劑一般是粉料質量的軋膜的情況，粘合劑一般是粉料質量的15-20%15-20%；對壓型的情況，只需加對壓型的情況，只需加5%5%左右。過多的粘合劑會使左右。過多的粘合劑會使制品的致密度降低。成型后生坯中的粘合劑、水分制品的致密度降低。成型后生坯中的粘合劑、水分等必須加溫排去，成為排塑或排膠。等必須加溫排去，成為排塑或排膠。3.2 3.2

30、鐵電陶瓷鐵電陶瓷3.1.2 3.1.2 壓電陶瓷的生產工藝壓電陶瓷的生產工藝 上電極上電極排塑后的生坯重新裝爐燒結。燒成的陶瓷經精修、排塑后的生坯重新裝爐燒結。燒成的陶瓷經精修、研磨、清潔后，就可以被覆上電極。被覆電極一般研磨、清潔后，就可以被覆上電極。被覆電極一般采用涂布銀漿烘干，然后裝爐，加熱到采用涂布銀漿烘干，然后裝爐，加熱到750750，保，保溫溫10-2010-20分鐘，使銀漿中的氧化銀還原為銀，并燒分鐘，使銀漿中的氧化銀還原為銀，并燒滲到陶瓷表面，形成牢固結合層。也可采用真空蒸滲到陶瓷表面，形成牢固結合層。也可采用真空蒸鍍或化學沉積等辦法來被電極。被上電極的產品便鍍或化學沉積等辦法

31、來被電極。被上電極的產品便可進行人工極化處理?？蛇M行人工極化處理。 影響燒結的因素影響燒結的因素影響燒結的因素很多。首先是配方的化學組成，當影響燒結的因素很多。首先是配方的化學組成，當配方組成中有足夠的活動離子時，燒結容易進行。配方組成中有足夠的活動離子時，燒結容易進行。 極化極化壓電陶瓷必須經過極化后才有壓電性。極化就是在壓電陶瓷必須經過極化后才有壓電性。極化就是在直流電場作用下使電疇沿電場方向取向。直流電場作用下使電疇沿電場方向取向。3.2 3.2 鐵電陶瓷鐵電陶瓷3.1.3 3.1.3 壓電陶瓷的應用壓電陶瓷的應用 目前，壓電陶瓷的應用已日益廣泛，但仍可目前，壓電陶瓷的應用已日益廣泛，但

32、仍可大致分為壓電振子和壓電換能器兩大類。前者主要大致分為壓電振子和壓電換能器兩大類。前者主要是利用振子本身的諧振特性，要求壓電、介電、彈是利用振子本身的諧振特性，要求壓電、介電、彈性等性能穩(wěn)定，機械品質因數高。后者主要是將一性等性能穩(wěn)定，機械品質因數高。后者主要是將一種能量形式轉換成另一種能量形式，要求機電耦合種能量形式轉換成另一種能量形式，要求機電耦合系數和品質因數高。系數和品質因數高。 典型的壓電陶瓷有鈦酸鋇系、鈦酸鉛等。典型的壓電陶瓷有鈦酸鋇系、鈦酸鉛等。3.2 3.2 鐵電陶瓷鐵電陶瓷3.3 3.3 敏感陶瓷敏感陶瓷3.3.1 3.3.1 敏感陶瓷的分類及應用敏感陶瓷的分類及應用 敏感

33、陶瓷是某些傳感器中的關鍵材料之一，敏感陶瓷是某些傳感器中的關鍵材料之一，用于制作敏感元件，敏感陶瓷多屬半導體陶瓷，用于制作敏感元件，敏感陶瓷多屬半導體陶瓷，是繼單晶半導體材料之后，又一類新型多晶半導是繼單晶半導體材料之后，又一類新型多晶半導體電子陶瓷。敏感陶瓷用于制造敏感元件，是根體電子陶瓷。敏感陶瓷用于制造敏感元件，是根據某些陶瓷的電阻率、電動勢等物理量對熱、濕、據某些陶瓷的電阻率、電動勢等物理量對熱、濕、光、電壓及某種氣體、某種離子的變化特別敏感光、電壓及某種氣體、某種離子的變化特別敏感這一特性，按其相應的特性，可把這些材料分別這一特性，按其相應的特性，可把這些材料分別稱作熱敏、濕敏、光敏

34、、壓敏、氣敏及離子敏感稱作熱敏、濕敏、光敏、壓敏、氣敏及離子敏感陶瓷。此外，還有具有壓電效應的壓力、位置、陶瓷。此外，還有具有壓電效應的壓力、位置、速度、聲波敏感陶瓷，具有鐵氧體性質的磁敏感速度、聲波敏感陶瓷，具有鐵氧體性質的磁敏感陶瓷及具有多種敏感特性的多功能敏感陶瓷等。陶瓷及具有多種敏感特性的多功能敏感陶瓷等。這些陶瓷已廣泛應用于工業(yè)檢測、控制儀器、交這些陶瓷已廣泛應用于工業(yè)檢測、控制儀器、交通運輸系統(tǒng)、汽車、機器人、防止公害、防災、通運輸系統(tǒng)、汽車、機器人、防止公害、防災、公安及家用電器等領域。公安及家用電器等領域。3.3.2 3.3.2 敏感陶瓷的結構與性能敏感陶瓷的結構與性能陶瓷是由

35、晶粒、晶界、氣孔組成的多相系陶瓷是由晶粒、晶界、氣孔組成的多相系統(tǒng)，通過人為摻雜，造成晶粒表面的組分偏統(tǒng)，通過人為摻雜，造成晶粒表面的組分偏離，在晶粒表面產生固溶、偏析及晶格缺陷；離，在晶粒表面產生固溶、偏析及晶格缺陷；在晶界處產生異質相的析出、雜質的聚集、在晶界處產生異質相的析出、雜質的聚集、晶格缺陷及晶格各種異性等。這種晶粒邊界晶格缺陷及晶格各種異性等。這種晶粒邊界層的組成、結構變化，顯著改變了晶界的電層的組成、結構變化，顯著改變了晶界的電性能，從而導致整個陶瓷電氣性能的顯著變性能，從而導致整個陶瓷電氣性能的顯著變化產生敏感特性的機理）?；a生敏感特性的機理）。3.3 3.3 敏感陶瓷敏感

36、陶瓷3.3.2 3.3.2 敏感陶瓷的結構與性能敏感陶瓷的結構與性能目前已獲得實用的半導體陶瓷可分為：目前已獲得實用的半導體陶瓷可分為：（1 1主要利用晶粒本身的性質，（主要利用晶粒本身的性質，（2 2主要主要利用晶界和晶粒間析出的性質，（利用晶界和晶粒間析出的性質，（3 3主要利用主要利用陶瓷的表面性質等三種類型。有代表性的應用陶瓷的表面性質等三種類型。有代表性的應用舉例如下：舉例如下：（1 1主要利用晶體本身的性質：主要利用晶體本身的性質：NTCNTC熱敏電阻、高溫熱敏電阻、氧氣傳感器。熱敏電阻、高溫熱敏電阻、氧氣傳感器。（2 2主要利用晶界性質的：主要利用晶界性質的：PTCPTC熱敏電阻

37、、熱敏電阻、ZnOZnO系壓敏電阻。系壓敏電阻。（3 3主要利用表面性質的：主要利用表面性質的：各種氣體傳感器、溫度傳感器。各種氣體傳感器、溫度傳感器。3.3 3.3 敏感陶瓷敏感陶瓷3.3.3 3.3.3 敏感陶瓷的半導體化過程敏感陶瓷的半導體化過程 敏感陶瓷絕大部分是由各種氧化物組成的，敏感陶瓷絕大部分是由各種氧化物組成的，由于這些氧化物多數具有比較寬的禁帶，在常由于這些氧化物多數具有比較寬的禁帶，在常溫下它們都是絕緣體，要使它們變?yōu)榘雽w，溫下它們都是絕緣體，要使它們變?yōu)榘雽w，需要一個半導體化的過程。所謂半導化，就是需要一個半導體化的過程。所謂半導化，就是指在禁帶中形成附加能級：施主能

38、級或受主能指在禁帶中形成附加能級：施主能級或受主能級。一般來說，這些施主能級多數是靠近導帶級。一般來說，這些施主能級多數是靠近導帶底的，而受主能級多數是靠近價帶頂的。即它底的，而受主能級多數是靠近價帶頂的。即它們的電離能一般比較小，在室溫下就可以受到們的電離能一般比較小，在室溫下就可以受到熱激發(fā)產生導電載流子，從而形成半導體。形熱激發(fā)產生導電載流子，從而形成半導體。形成附加能級主要有兩個途徑：不含雜質的氧化成附加能級主要有兩個途徑：不含雜質的氧化物主要通過化學計量比偏離來形成；而含雜質物主要通過化學計量比偏離來形成；而含雜質的氧化物附加能級的形成還與雜質缺陷有關。的氧化物附加能級的形成還與雜質

39、缺陷有關。3.3 3.3 敏感陶瓷敏感陶瓷3.3.4 3.3.4 熱敏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、線路溫度補償的材料，用于制作溫度傳感器、線路溫度補償及穩(wěn)頻的元件及穩(wěn)頻的元件-熱敏電阻。其優(yōu)點是品種熱敏電阻。其優(yōu)點是品種繁多，可以滿足不同用途的需要；靈敏度高、繁多，可以滿足不同用途的需要；靈敏度高、穩(wěn)定性好、容易制造、價格便宜。穩(wěn)定性好、容易制造、價格便宜。按照熱敏陶瓷的阻溫特性，可把熱敏陶瓷分按照熱敏陶瓷的阻溫特性，可把熱敏陶瓷分為負溫度系數為負溫度系數NTCNTC熱敏陶瓷：正溫度系數熱敏陶瓷：正溫度系數

40、PTCPTC熱熱敏陶瓷；臨界溫度熱敏電阻敏陶瓷；臨界溫度熱敏電阻CTRCTR及線性阻溫特性及線性阻溫特性熱敏陶瓷陶瓷四大類。熱敏陶瓷陶瓷四大類。3.3 3.3 敏感陶瓷敏感陶瓷3.3.5 3.3.5 氣敏陶瓷氣敏陶瓷氣敏陶瓷可分為半導體式和固體電解質式兩大類。氣敏陶瓷可分為半導體式和固體電解質式兩大類。其中半導體氣敏陶瓷又分為表面效應和體效應兩種其中半導體氣敏陶瓷又分為表面效應和體效應兩種類型。按制造方法和結構形式可分為燒結型、厚膜類型。按制造方法和結構形式可分為燒結型、厚膜型及薄膜型。但通常還是按照使用材料的成分分類，型及薄膜型。但通常還是按照使用材料的成分分類，如如SnO2SnO2、ZnO

41、ZnO、Fe2O3Fe2O3、ZrO2ZrO2等系列。等系列。3.3.6 3.3.6 濕敏陶瓷濕敏陶瓷濕敏元件通常可以分為三種類型：高濕型，適用濕敏元件通?？梢苑譃槿N類型：高濕型，適用于相對濕度大于于相對濕度大于70%RH70%RH之處；低濕型，適用于相對之處；低濕型，適用于相對濕度小于濕度小于40%RH40%RH之處，全濕型，適用于測量之處，全濕型，適用于測量00100%RH100%RH之濕度。按導電類型分，濕敏元件可分為：之濕度。按導電類型分，濕敏元件可分為：質子導電型，電子導電型及質子電子導電型和電子質子導電型，電子導電型及質子電子導電型和電子導電綜合型。導電綜合型。3.3 3.3 敏

42、感陶瓷敏感陶瓷3.4 3.4 導電陶瓷導電陶瓷 在一定條件溫度、壓力等下具有電子或空穴電導或離子電導的陶瓷叫導電陶瓷。 電子電導(包括空穴電導)有氧化物或碳化物半導體等。離子電導有固體電介質陶瓷，如ZrO2、-Al2O3等。這些都是離子晶體的氧化物或復合物。在固體介質中，帶電離子的運動比在液體中倍受限制，但仍然能以擴散的形式發(fā)生，從而產生離子電導。陶瓷的電導率是橫穿晶界的電導率和沿表面晶體的電導率之和。離子在晶體中擴散通過取代晶格空位的方式進行，在一般情況下，這類運動取向混亂，不給出凈的電荷運動，從而產生了離子導電流。3.4.1 ZrO23.4.1 ZrO2導電陶瓷導電陶瓷1) ZrO21)

43、ZrO2的結晶形態(tài)與穩(wěn)定的結晶形態(tài)與穩(wěn)定 實踐證明，用單純的實踐證明，用單純的ZrO2ZrO2是很難進行生產，是很難進行生產，由于發(fā)生晶型轉變，且伴隨著由于發(fā)生晶型轉變，且伴隨著7%7%左右的體積左右的體積變化，一般都會開裂。變化，一般都會開裂。 通過實踐，發(fā)現加入某些適量的氧化物通過實踐，發(fā)現加入某些適量的氧化物如如Y2O3Y2O3、CaOCaO、MgOMgO、CeOCeO等后，可以穩(wěn)定等后，可以穩(wěn)定ZrO2ZrO2，而且形成穩(wěn)定的立方型結晶固溶體，而且形成穩(wěn)定的立方型結晶固溶體，這種立方固溶體的這種立方固溶體的ZrO2ZrO2就稱穩(wěn)定就稱穩(wěn)定ZrO2ZrO2，上述，上述加入的氧化物稱為穩(wěn)定

44、劑，制備穩(wěn)定加入的氧化物稱為穩(wěn)定劑，制備穩(wěn)定ZrO2ZrO2的的過程就叫過程就叫ZrO2ZrO2的穩(wěn)定化。的穩(wěn)定化。 對穩(wěn)定劑的要求：即加入氧化物離子半徑對穩(wěn)定劑的要求：即加入氧化物離子半徑與與Zr4+Zr4+離子半徑之比相差在離子半徑之比相差在12%12%以內。如果添以內。如果添加進去的離子半徑太大，不能進到加進去的離子半徑太大，不能進到ZrO2ZrO2的晶的晶格中去，不能發(fā)生固溶體形成穩(wěn)定型立方結格中去，不能發(fā)生固溶體形成穩(wěn)定型立方結構。反之，如果添加的離子半徑太小，雖然構。反之，如果添加的離子半徑太小，雖然易于進入晶格，但又容易失掉，也不能形成易于進入晶格，但又容易失掉，也不能形成穩(wěn)定的

45、立方結構。穩(wěn)定的立方結構。3.4 3.4 導電陶瓷導電陶瓷3.4.2 ZrO23.4.2 ZrO2陶瓷的導電機理陶瓷的導電機理 穩(wěn)定穩(wěn)定ZrO2ZrO2，由于穩(wěn)定劑的金屬離子會與，由于穩(wěn)定劑的金屬離子會與Zr4+Zr4+進行不等價置換，產生氧離子缺位。以進行不等價置換，產生氧離子缺位。以Ca2+Ca2+為例，當為例，當Ca2+Ca2+取代了取代了Zr4+Zr4+之后，使正電荷之后，使正電荷減少了減少了+2+2價，于是在價，于是在Ca2+Ca2+周圍必須失掉一個在周圍必須失掉一個在正常位置上的正常位置上的O2-O2-離子，才能保持晶格中的電中離子，才能保持晶格中的電中性，于是便產生一個氧空位。同

46、樣，用性，于是便產生一個氧空位。同樣，用Y3+Y3+取代取代Zr4+Zr4+使正電荷少了使正電荷少了+1+1價。所以在兩個釔離子周價。所以在兩個釔離子周圍存在一個氧空位。從而保持了穩(wěn)定圍存在一個氧空位。從而保持了穩(wěn)定ZrO2ZrO2晶格晶格的電中性。因此在穩(wěn)定的的電中性。因此在穩(wěn)定的ZrO2ZrO2晶格內存在大量晶格內存在大量的氧空位，使的氧空位，使ZrO2ZrO2陶瓷成為導電陶瓷。陶瓷成為導電陶瓷。 3.4 3.4 導電陶瓷導電陶瓷3.4.3 ZrO23.4.3 ZrO2導電陶瓷的制造工藝導電陶瓷的制造工藝粉料制備，由于穩(wěn)定粉料制備，由于穩(wěn)定ZrO2ZrO2的硬度較大，一般在的硬度較大，一般

47、在鋼球磨機中球磨，球磨后進行酸洗，然后用水清鋼球磨機中球磨，球磨后進行酸洗，然后用水清洗至中性，烘干。采用注漿成型，用上述在瓷球洗至中性，烘干。采用注漿成型，用上述在瓷球磨筒內配制中性泥漿，料：球：水：膠液磨筒內配制中性泥漿，料：球：水：膠液=1=1：1.51.5：0.60.6：0.150.15，具有較好的懸浮性和流動性。，具有較好的懸浮性和流動性。用模壓法成型，配料可選用兩種不同溫度下穩(wěn)用模壓法成型，配料可選用兩種不同溫度下穩(wěn)定的定的ZrO2ZrO2料：一種是高于料：一種是高于17001700穩(wěn)定的；另一種是穩(wěn)定的；另一種是在在14501450穩(wěn)定的。其比例，前者為穩(wěn)定的。其比例，前者為60

48、-70%60-70%，后者為，后者為30-40%30-40%。然后混合均勻，加入適當的粘結劑，壓。然后混合均勻，加入適當的粘結劑，壓制成型。制成型。原料要求原料要求ZrO2ZrO2采用超細粉末（采用超細粉末（0.050.05），純度），純度為為99.5%99.5%，穩(wěn)定劑采用，穩(wěn)定劑采用Y2O3Y2O3或或Al2O3Al2O3純度為試劑級。純度為試劑級。3.4 3.4 導電陶瓷導電陶瓷3.4.3 ZrO23.4.3 ZrO2導電陶瓷的制造工藝導電陶瓷的制造工藝工藝流程工藝流程3.4 3.4 導電陶瓷導電陶瓷3.5 3.5 超導陶瓷超導陶瓷3.5.1 3.5.1 超導體超導體超導體：指當某種物質

49、冷卻到低溫時電阻突然變超導體：指當某種物質冷卻到低溫時電阻突然變?yōu)榱?，同時物質內部失去磁通成為完全抗磁性的物為零，同時物質內部失去磁通成為完全抗磁性的物質。每一種超導體都有一定的超導轉變溫度，即物質。每一種超導體都有一定的超導轉變溫度，即物質由常態(tài)轉變?yōu)槌瑢B(tài)的溫度稱其為超導臨界溫度，質由常態(tài)轉變?yōu)槌瑢B(tài)的溫度稱其為超導臨界溫度，TcTc表示。表示。判斷材料是否具有超導性，有兩個基本的特征：判斷材料是否具有超導性，有兩個基本的特征：超導電性，指材料在低溫下失去電阻的性質；完全超導電性，指材料在低溫下失去電阻的性質；完全抗磁性，指超導體處于外界磁場中，磁力線無法穿抗磁性，指超導體處于外界磁場中，

50、磁力線無法穿透，超導體內的磁通為零?？傊?，超導體呈現的超透，超導體內的磁通為零?？傊?，超導體呈現的超導現象取決于溫度、磁場、電流密度的大小。導現象取決于溫度、磁場、電流密度的大小。超導體的分類，從材料來分，可分為三大類，即超導體的分類，從材料來分，可分為三大類，即元素超導體、合金或化合物超導體、氧化物超導體元素超導體、合金或化合物超導體、氧化物超導體即陶瓷超導體）。從低溫處理方法來分，可分為即陶瓷超導體）。從低溫處理方法來分，可分為液氦溫區(qū)超導體液氦溫區(qū)超導體4.2K4.2K以下），液氫溫區(qū)超導體以下），液氫溫區(qū)超導體20K20K以下）、液氮溫區(qū)超導體以下）、液氮溫區(qū)超導體77K77K以下和常

51、溫以下和常溫超導體。超導體。3.5.2 3.5.2 超導陶瓷的制造工藝超導陶瓷的制造工藝 氧化物超導陶瓷的制備方法普遍采用固態(tài)反應氧化物超導陶瓷的制備方法普遍采用固態(tài)反應法。即將組成粉料按配比混合壓制，置于氧化鋁坩法。即將組成粉料按配比混合壓制，置于氧化鋁坩堝中，放在電爐中進行燒結，燒結溫度為堝中，放在電爐中進行燒結，燒結溫度為900-900-960960，時間至少為，時間至少為4 4小時，一般為自然冷卻。為使小時，一般為自然冷卻。為使材料均勻，可進行粉碎，重新壓片，進行第二次，材料均勻，可進行粉碎，重新壓片，進行第二次，甚至第三次燒結。甚至第三次燒結。 成型可在一般壓機上進行，也可采用等靜壓

52、成成型可在一般壓機上進行，也可采用等靜壓成型。型。 燒結對超導陶瓷的性能影響很大。燒結溫度過燒結對超導陶瓷的性能影響很大。燒結溫度過低，反應不完全；過高又會出現相分解。燒結時間低，反應不完全；過高又會出現相分解。燒結時間過長則出現宏觀的相分凝現象，不同部位呈現不同過長則出現宏觀的相分凝現象，不同部位呈現不同顏色。燒結時的氧分壓是很重要的控制參數，氧分顏色。燒結時的氧分壓是很重要的控制參數，氧分壓過低或過高都不利，都會導致四方相出現。燒結壓過低或過高都不利，都會導致四方相出現。燒結時，如果爐中的空氣流通性好，不必通氧氣；反之，時，如果爐中的空氣流通性好，不必通氧氣；反之，應在通氧氣情況下燒結。應

53、在通氧氣情況下燒結。 降溫速度也是重要的控制參數，一般低溫淬火降溫速度也是重要的控制參數，一般低溫淬火都會使超導性破壞。都會使超導性破壞。3.5 3.5 超導陶瓷超導陶瓷3.5.3 3.5.3 超導陶瓷的應用超導陶瓷的應用高溫超導陶瓷的應用有以下幾個方面：電力系高溫超導陶瓷的應用有以下幾個方面：電力系統(tǒng)方面的輸配電、超導線圈、超導發(fā)電機等；交統(tǒng)方面的輸配電、超導線圈、超導發(fā)電機等；交通運輸方面的超導磁懸浮列車、超導電磁性推進通運輸方面的超導磁懸浮列車、超導電磁性推進器和空間推進系統(tǒng)；在選礦和探礦方面；在環(huán)保器和空間推進系統(tǒng)；在選礦和探礦方面；在環(huán)保和醫(yī)藥方面；在高能核試驗和熱核聚變方面。和醫(yī)藥

54、方面；在高能核試驗和熱核聚變方面。3.5 3.5 超導陶瓷超導陶瓷3.6 3.6 磁性陶瓷磁性陶瓷3.6.1 3.6.1 磁性陶瓷的分類磁性陶瓷的分類 磁性陶瓷分為含鐵的鐵氧體陶瓷和不含鐵磁性陶瓷分為含鐵的鐵氧體陶瓷和不含鐵的磁性陶瓷。多屬于半導體材料，因此成為現代的磁性陶瓷。多屬于半導體材料，因此成為現代電子技術中必不可少的一種材料。磁性陶瓷的高電子技術中必不可少的一種材料。磁性陶瓷的高頻磁導率也較高，這是其他金屬磁性材料所不能頻磁導率也較高，這是其他金屬磁性材料所不能比擬的。比擬的。 本節(jié)所介紹的磁性陶瓷主要指鐵氧體陶瓷，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

55、族氧化物為主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合氧化物。按鐵氧體的晶體結構可把要成分的復合氧化物。按鐵氧體的晶體結構可把它們分為三大類：尖晶石型、石榴石型和磁鉛石它們分為三大類：尖晶石型、石榴石型和磁鉛石型。按鐵氧體的性質及用途又可分為軟磁、硬磁、型。按鐵氧體的性質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旋磁、矩磁、壓磁、磁泡、磁光及熱敏等鐵氧體等。按其結晶狀態(tài)可分為單晶和多晶體鐵氧體；等。按其結晶狀態(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。按其外觀形態(tài)可分為粉末、薄膜和體材等。3.6.2 3.6.2 鐵氧體的生產工藝鐵氧體

56、的生產工藝 多晶鐵氧體的生產工藝：多晶鐵氧體生產多晶鐵氧體的生產工藝：多晶鐵氧體生產最后都要通過燒結達到致密化，因此，要求獲得最后都要通過燒結達到致密化，因此，要求獲得微細、均勻、具有一定燒結活性的鐵氧化粉末，微細、均勻、具有一定燒結活性的鐵氧化粉末，按照其生產方法大體可分為經預燒和不經預燒兩按照其生產方法大體可分為經預燒和不經預燒兩種，預燒的目的在于減少燒成收縮或合成鐵氧體。種，預燒的目的在于減少燒成收縮或合成鐵氧體。 幾種鐵氧體的粉料制備方法。其中氧化物幾種鐵氧體的粉料制備方法。其中氧化物法、化學沉淀法、電解沉淀法、低溫化學法及部法、化學沉淀法、電解沉淀法、低溫化學法及部分鹽類分解法獲得的

57、是微細均勻的原料，需要預分鹽類分解法獲得的是微細均勻的原料，需要預燒合成鐵氧體。而另一部分鹽類分解法及噴霧煅燒合成鐵氧體。而另一部分鹽類分解法及噴霧煅燒法可直接獲得微細均勻的鐵氧體，不經預燒，燒法可直接獲得微細均勻的鐵氧體，不經預燒，就可成型、燒結。就可成型、燒結。3.6 3.6 磁性陶瓷磁性陶瓷3.7 3.7 陶瓷的金屬化和封接陶瓷的金屬化和封接3.7.1 3.7.1 被銀法被銀法 被銀法又稱燒滲銀法，是指在陶瓷表面燒滲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電網絡。此制備技術旨在利用銀的電路基片的

58、導電網絡。此制備技術旨在利用銀的導電能力強、抗氧化性能好，在銀面上可直接焊導電能力強、抗氧化性能好，在銀面上可直接焊接金屬等優(yōu)點。但對于電性能要求較高的材料，接金屬等優(yōu)點。但對于電性能要求較高的材料，如在高溫，高濕和直流電場作用下使用，由于銀如在高溫，高濕和直流電場作用下使用，由于銀離子容易向介質中擴散，造成電性能惡化，因而離子容易向介質中擴散，造成電性能惡化，因而不宜采用被銀法。不宜采用被銀法。 陶瓷金屬化的目的之一是為了實現陶瓷與金屬、陶瓷與陶瓷之間的牢固封接3.7.2 3.7.2 燒結金屬粉末法燒結金屬粉末法燒結金屬粉末法，是在高溫還原氣氛中，使金屬燒結金屬粉末法，是在高溫還原氣氛中，使金屬粉末在陶瓷表面上燒結成金屬薄膜，再進行陶粉末在陶瓷表面上燒結成金屬薄膜，再進行陶瓷瓷金屬封接的一種方法。金屬封接的一種方法