第7章功能陶瓷.ppt

材料合成与制备李亚伟赵雷无机非金属材料系*/*功能陶瓷制备、磁、声、光、热、力等直接效应及其耦合效应所提供的一种或多种性质来实现某种使用功能的先进陶瓷。特点:品种多、产量大、价格低应用广、功能全、技术高、更新快。功能陶瓷的定义和分类与传统陶瓷相比,具有以下差异:1)在原料上,主要是利用化工、电子级原料,甚至是高纯物,而不是天然产物;2)在制备工艺上,采用新的工艺技术,如:成型上有等静压、离心注浆、流延等,烧结上有热压、气氛、微波、快速烧结等;3)陶瓷科学理论上,已发展成在一定程度上可根据实际要求进行特定的材料设计;4)通过对陶瓷显微结构的分析,精确地了解陶瓷材料的结构及其组成,从而可人为控制工艺-显微结构-性能的关系;5)功能陶瓷材料性能的研究使新的性能不断出现和优化,大大开拓了它的应用范围;6)功能陶瓷材料无损评价技术的发展,加强功能陶瓷材料使用上的可靠性。功能陶瓷材料的分类:按功能和主要用途分类(见书中图5-1):1)电功能陶瓷:绝缘陶瓷、介电陶瓷、铁电陶瓷、压电陶瓷、半导体陶瓷、高温超导陶瓷、快离子导体陶瓷;2)磁功能陶瓷:软磁铁氧体、硬磁铁氧体、记忆用铁氧体;3)光功能陶瓷:透明Al2O3陶瓷、透明MgO陶瓷、透明Y2O3-ThO2陶瓷、透明铁电陶瓷;4)生物及化学功能陶瓷:湿敏陶瓷、气敏陶瓷、催化用陶瓷、生物陶瓷。功能陶瓷的定义和分类功能陶瓷的性能与工艺特征要实现功能陶瓷材料的功能,需要从性能的改进,一般从两方面入手:1)从材料的组成上直接调节,优化其内在品质;2)改变工艺条件以改善和提高陶瓷材料的性能。功能陶瓷的工艺技术和性能检测可用下图表示:功能陶瓷的性能与工艺特征多晶体的陶瓷一般均是通过高温烧结法而制成的,也称为烧结陶瓷。由于组成陶瓷的物质不同,种类繁多,制造工艺因而多种多样,一般工艺可按下列流程图进行,这也是功能陶瓷的制造工艺。功能陶瓷的性能与工艺特征在功能陶瓷制备过程中还应具备下列技术要素:(1)原材料:高纯超细、粒度分布均匀;(2)化学组成:可以精确调整和控制;(3)精密加工:精密可靠,而且尺寸和形状可根据需要进行设计(4)烧结:可根据需要进行温度、湿度、气氛和压力控制。,通常以化学计量进行配料,要求高纯超细(<1μm),其具体要求:(1)粉末组成和化学计量比可以精确地调节和控制,粉料成分有良好地均一性;(2)粒子地形状和粒度要均匀,并可控制在适当水平;(3)粉料具有较高的活性,表面洁净,不受污染;(4)能制成掺杂效果、成形和烧结性能都较好的粉料;(5)使用范围较广、产量大、成本低;(6)操作简便、条件适宜、能耗小、原来来源充分方便。为此,传统的通过机械粉碎和分级的固相已不能完全满足要求,。功能陶瓷的性能与工艺特征