《精细功能陶瓷》PPT课件.ppt

1、精细功能陶瓷Fine Functional Ceramics,2020/9/16,概述,陶瓷是人类最早利用自然界所提供的原料进行加工制造而成的材料。 传统陶瓷：用天然无机物烧结而成 精细陶瓷：以精制的高纯天然无机物或人工合成无机化合物为原料，采用精密控制的制造加工工艺烧结，性能优于传统陶瓷性能陶瓷称为新型陶瓷或精细陶瓷。 传统陶瓷与精细陶瓷的区别：原料、制备工艺、显微结构控制、用途,概述,精细陶瓷分类：结构陶瓷、功能陶瓷 精细功能陶瓷 导电陶瓷 介电铁电陶瓷 铁氧体 气敏陶瓷和湿敏陶瓷 生物陶瓷 高温超导陶瓷,导电陶瓷,电子导电陶瓷：通过加热等方法使外层电子获得足够的能量克服原子核的束缚成为自

2、由电子而导电 氧化锆陶瓷，使用温度2000 氧化钍陶瓷，使用温度2500 铬酸镧陶瓷，使用温度1800 离子导电陶瓷：离子晶体中的带电离子以扩散的形式运动而导电 阴离子导电体，如氧化锆陶瓷，氧气敏感元件 阳离子导电体，如-氧化铝（氧化钠)陶瓷,介电铁电陶瓷,介电性与铁电性 介电性：带电粒子在电场下作微小位移形成电极化而不产生电流 铁电性：材料本身具有自发极化特性。 （相对）介电常数、介质损耗、介电常数温度系数 介电陶瓷的四种极化方式 介电陶瓷材料与铁电陶瓷材料,陶瓷四种极化形式,电子极化：电子云发生变形而引起电荷重心偏移形成电极化 离子极化：正、负离子分别沿电场方向发生位移 偶极子趋向极化：非

3、对称结构的偶极子在电场的作用下，沿电场方向趋向与外电场一致的方向而产生电极化 空间电荷极化：空间电荷在晶粒内和电畴中移动，聚集于边界和表面而产生的极化,铁氧体,铁氧体：铁系元素氧化物，MFe2O4 软磁铁氧体：电阻大、高频损耗小，用作高频磁芯、电子工业应用，Mn、Ni、Zn铁氧体 Mn-Zn铁氧体 Ni-Zn铁氧体 硬磁铁氧体 微波铁氧体,气敏陶瓷和湿敏陶瓷,气敏陶瓷：电阻值将随其所处环境的气氛而变，检测灵敏度通常为百万分之一的量级，个别可达十亿分之一的量级，号称“电子鼻”。常见的气敏陶瓷有SnO2，Fe2O3，ZnO，WO3等。 薄膜型：厚度10-210-1m 厚膜型：厚度为几十微米 多孔烧

4、结体型 湿敏陶瓷,电子极化与离子极化,偶极子趋向极化、空间电荷极化,介电常数(dielectric constant),介电常数即电容率(permittivity) 绝对介电常数0=10c2， 0：真空磁导率 c：光在真空中的速度 介电常数=D/E D：电通量密度 E：电场强度 相对介电常数r=/0,生物陶瓷,生物材料：用于人体组织和器官的修复并代行其功能的人造材料 生物材料的必要条件 生物条件 生物相容性 对人体无毒、无刺激、无致畸 无溶血、凝血反应 化学条件 力学条件 其它,生物陶瓷,生物陶瓷的特点 高温烧制而成 组成范围比较宽 成型容易 加工工艺日渐成熟 生物陶瓷材料 氧化铝 氧化锆 碳

5、素材料 其它：羟基磷灰石，金云母,高温超导陶瓷,高温超导体的发现：1986年，缪勒和柏诺兹 高温超导体的结构和物性特征 晶体结构具有很强的低维特点，三个晶格常数往往相差3-4倍； 输运系数(电导率、热导率等)具有明显的各向异性； 磁场穿透深度远大于相干长度，是第二类超导体； 载流子浓度低，且多为空穴型导电； 同位素效应不显著； 迈斯纳效应不完全； 隧道实验表明能隙存在，且为库柏型配 高温超导材料,高温超导体的结构,K2NiF4 结构 YBa2Cu3O6+x,总 结,介质损耗,单位时间内因发热而消耗的能量 介质损耗是所有应用于交变电场中电介质的重要的品质指标之一,极化模型,习题,纳米材料有哪三个基本效应？分别加以描述。 用图示描述压电晶体产生压电效应的机理。 电光效应有哪两种形式，并对此分别加以叙述。 稳定的氧化锆陶瓷在高温有哪