功能陶瓷复习题解答
- 格式:docx
- 大小:23.46 KB
- 文档页数:8
《功能陶瓷》复习题1.电容器陶瓷与电绝缘陶瓷在性能要求上有何不同?2.简述莫来石、刚玉一莫来石电绝缘陶瓷配方中粘土、丄业氧化铝、氧化钙、氧化镁、猾石、白云石和碳酸钡的作用。
3.简述滑石瓷生产屮滑石预烧的g的。
4.电容器陶瓷有哪几类?举出典型材料。
5.温度补偿电容器陶瓷与温度稳定电容器陶瓷的性能特点有何不同?6.微波介质陶瓷具奋什么性能特点?列出以上典型的陶瓷材料体系,说明其应川背景。
微波介质陶瓷的低温烧结工艺柯哪些方法?柯何意义?7.说明金红石电容器陶瓷的配方中各组成的作用及在生产中应该注意的问题。
8.什么是介电常数的温度系数a,?为什么在高频稳定屯容器陶瓷钛酸镁瓷和锡酸钙中加入钛酸钙可以调节a t?有什么实际意义?9.为什么PZT压电陶瓷中PbZrOs含量在53%mol时(Zr/Ti=53/47)时,压电性能最好? 三元系压电陶瓷PMN-PT-PZ的组成如何?相对于二元系压电陶瓷,有何特点?10.什么是PZT陶瓷?软性添加物和硬性添加物对材料的性能和烧结工艺有哪些影响?11.什么是热释电陶瓷?热释电系数P的物理意义是什么?具有压电性的晶体-定有热释电性吗?为什么?吊出你所知道的热释电陶瓷材料。
12.什么是PTC陶瓷?简述BaTiCb陶瓷产牛PTC效应的条件和半导化途径。
说明移峰剂对PTC陶瓷的店里温度的影响。
其烧成工艺有何要求?13.简要说明Co-MnO-O2MNTC热敏电阻陶瓷的导电机理。
在NTC陶瓷生产中为什么要进行敏化处理和老练处理?14.列出典型的四种气敏陶瓷材料,说明它们各有何特点?15.ZnO系气敏陶瓷元件主耍特点是什么?如何实现其对气体的选择性?。
16.简要说明Y -Fe2O3的气敏机理。
17.常见的湿敏陶瓷有哪些?宥何特点?18.简述Si-Na20-V205系和Zn0-Li20-V205系湿敏陶瓷各组分的作用和感湿机理。
19.什么是压敏陶瓷?简要说明ZnO压敏陶瓷的压敏机理。
20.什么是导电陶瓷?简述常见材料及其应川。
1、举出3种以上的典型的超导陶瓷(氧化物超导体),定义及其应用。
LaBaCuo、SrBaCuo、NbBaCuo;2、说明Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ电容器陶瓷的典型材料、性能特点和用途。
I类陶瓷主要用于高频电路中使用的陶瓷电容器。
性能特点a:一般具有负温度系数,有时为正温度系数;b:介电常数较高为飞铁电电容陶瓷;c:温度系数值稳定且高频下及高温时具有低的介质损耗。
典型材料:MgTiO3瓷。
II类陶瓷主要用于制造低频电路中使用的陶瓷电容器。
性能特点:a:介电常数值高(4000-8000)b:温度稳定性好;c:居里点在工作温度范围内且能方便的调整。
典型材料:BaTiO3系、反铁电系。
III类陶瓷介质的半导体主要用于制造汽车、电子计算机等电路中要求体积非常小的电容器,性能特点a:介电常数非常大7000-几十万以上b:主要用于低频下典型材料:半导化BaTiO33、何为铁电陶瓷? BaTiO3铁电陶瓷老化的含义是什么?是一类在某一温度范围内具有自发极化且极化强度随电场反向而反向,具有与铁磁回线相仿的电滞回线的陶瓷材料老化意义:铁电陶瓷烧成后其介电常数和介电损耗随时间的推移而逐渐减少4、BaTiO3陶瓷有哪几种晶型相变?画出BaTiO3陶瓷的介电常数-温度特性曲线示意图。
立方相、四方相、斜方相和三方相;5、何谓移峰效应和压峰效应?改性加入物可以有效的移动居里温度,即移动介电常数的居里峰,但对介电常数的陡度一般不呈现明显的压抑作用,这时所引起的效应为移峰效应;有的改性加入物可使介电常数的居里峰受到压抑并展宽所引起的效应为压峰效应。
6、为什么BaTiO3陶瓷最适合做低频电容器介质?由于频率f升高,ε降低,Tanδ升高性能恶化,所以要在低频下使用由于新畴的成核与生长需要一定的时间内,所以ε和f有关。
损耗产生的原因是:1、电畴运动:畴壁运动是克服杂质、气孔、晶界的摩擦阻力;2、自发极化反转时。
伴随着集合形变的换向,必须克服晶胞间与晶粒间应力作用的反复过程。
功能陶瓷复习题功能陶瓷复习题功能陶瓷是一种特殊的陶瓷材料,具有优异的物理、化学和机械性能,被广泛应用于各个领域。
本文将通过一系列复习题,帮助读者巩固对功能陶瓷的理解和知识。
一、选择题1. 功能陶瓷的特点不包括:A. 高温稳定性B. 低热导率C. 超导性D. 耐磨性2. 下列哪种功能陶瓷常用于制作航空发动机部件?A. 氧化铝陶瓷B. 碳化硅陶瓷C. 氮化硅陶瓷D. 钛酸锆陶瓷3. 以下哪种功能陶瓷常用于制作电子元件?A. 铝酸锶陶瓷B. 铝酸镁陶瓷C. 铝酸钛陶瓷D. 铝酸锌陶瓷4. 功能陶瓷的应用领域不包括:A. 医疗器械B. 电子设备C. 航空航天D. 建筑材料5. 下列哪种功能陶瓷常用于制作陶瓷刀具?A. 氧化锆陶瓷B. 氧化铝陶瓷C. 碳化硅陶瓷D. 氮化硅陶瓷二、判断题1. 功能陶瓷的热膨胀系数与金属相似。
( )2. 功能陶瓷具有良好的耐腐蚀性能。
( )3. 氧化锆陶瓷具有优异的断裂韧性。
( )4. 碳化硅陶瓷是一种透明陶瓷材料。
( )5. 功能陶瓷的制备工艺主要包括烧结和热处理。
( )三、简答题1. 功能陶瓷的定义是什么?它与传统陶瓷有何不同之处?2. 请简要介绍功能陶瓷的主要分类及其应用领域。
3. 功能陶瓷的制备工艺包括哪些步骤?请简要描述其中一个制备工艺。
4. 功能陶瓷的优点是什么?为什么它在各个领域得到广泛应用?5. 功能陶瓷的未来发展趋势是什么?请简要阐述。
四、综合题功能陶瓷具有广泛的应用前景,但也面临一些挑战。
请结合你对功能陶瓷的理解,从材料性能、制备工艺、应用领域等方面,分析功能陶瓷面临的挑战,并提出相应的解决方案。
总结:通过这些复习题,我们回顾了功能陶瓷的特点、分类、应用领域以及制备工艺等方面的知识。
功能陶瓷作为一种具有特殊功能和优异性能的材料,其应用前景广阔。
然而,功能陶瓷在材料性能的优化、制备工艺的改进以及应用领域的拓展等方面仍然面临一些挑战。
只有不断深化研究,解决这些挑战,才能更好地推动功能陶瓷的发展和应用。
陶瓷复习题答案一、单项选择题(每题2分,共20分)1. 陶瓷的主要成分是()。
A. 金属氧化物B. 硅酸盐C. 碳酸盐D. 氧化物答案:B2. 陶瓷的烧制温度通常在()摄氏度以上。
A. 800B. 1000C. 1200D. 1500答案:D3. 陶瓷制品的硬度通常是由()决定的。
A. 烧制温度B. 原料种类C. 烧制时间D. 冷却速度答案:B4. 下列哪种物质不是陶瓷制品的常用原料?()A. 高岭土B. 长石C. 石英D. 石膏5. 陶瓷釉料的主要作用是()。
A. 增加强度B. 提高光泽C. 防止吸水D. 增加重量答案:C6. 陶瓷制品的成型方法不包括()。
A. 注浆成型B. 干压成型C. 挤压成型D. 焊接成型答案:D7. 陶瓷制品的装饰方法中,釉下彩是指()。
A. 在釉料上绘画B. 在釉料下绘画C. 在坯体上绘画后上釉D. 在成品上绘画答案:C8. 陶瓷制品的烧成过程包括()。
A. 干燥、烧结、冷却B. 干燥、烧制、冷却C. 烧制、烧结、冷却D. 干燥、烧结、烧制答案:A9. 陶瓷制品的吸水率通常低于()。
B. 1%C. 3%D. 5%答案:B10. 陶瓷制品的热稳定性是指()。
A. 抗热冲击能力B. 热传导能力C. 热膨胀系数D. 热稳定性能答案:A二、多项选择题(每题3分,共15分)1. 陶瓷制品的原料主要包括()。
A. 高岭土B. 长石C. 石英D. 石膏答案:ABC2. 陶瓷制品的釉料可以由以下哪些物质组成?()A. 石英B. 长石C. 氧化铝D. 氧化铁答案:ABCD3. 陶瓷制品的成型方法包括()。
A. 手工成型B. 机械成型C. 干压成型D. 注浆成型答案:ABCD4. 陶瓷制品的装饰方法有()。
A. 釉下彩B. 釉上彩C. 浮雕D. 镂空答案:ABCD5. 陶瓷制品的烧成过程包括哪些阶段?()A. 干燥B. 烧结C. 冷却D. 退火答案:ABC三、简答题(每题5分,共20分)1. 简述陶瓷制品的烧制过程。
功能陶瓷材料总复习绪论什么是功能陶瓷?常见的功能陶瓷的分类、特性与用途。
1、定义:指具有电、磁、光、声、超导、化学、生物等特性,且具有相互转化功能的一类陶瓷。
2、分类:电容器陶瓷、压电、铁电陶瓷、敏感陶瓷、磁性陶瓷、导电、超导陶瓷、生物与抗菌陶瓷、发光与红外辐射陶瓷、多孔陶瓷。
3、特性:性能稳定性高、可靠性好、资源丰富、成本低、易于多功能转化和集成化等4用途:在自动控制、仪器仪表、电子、通讯、能源、交通、冶金、化工、精密机械、航空航天、国防等部门均发挥着重要作用。
举例:电容器陶瓷、谐振器元器件基材料、压电式动态力传感器、压电式振动加速度传感器。
介电陶瓷以感应的方式对外电场作出响应,即沿着电场方向产生电偶极矩或电偶极矩的改变,这类材料称为电介质各种极化机制以及频率范围。
极化机制:电子极化、离子极化、偶极子极化、空间电荷极化松弛极化频率范围:铁电体,晶体在某温度范围内具有自发极化Ps,且自发极化Ps的方向能随外电场而取向,称为铁电体。
材料的这种性质称为铁电性。
电畴:铁电体中自发极化方向一致的微小区域铁电体的特性:铁电体特性包括电滞回线Hysteresis loop、电畴Domains、居里点Tc及居里点附近的临界特性。
电滞回线: 铁电体的P 滞后于外电场E而变化的轨迹(如图居里点Tc:顺电相→铁电相的转变温度T>T c 顺电相T<Tc铁电相居里点附近的临界特性:介电常数随温度的变化显示明显的非线性,室温介电常数一般为3000~5000,在居里温度处(120℃)发生突变,可达10000以上。
驰豫铁电体:复合钙钛矿(Complex Perovskite):晶胞中某一个或几个晶格位置被2种以上离子所占据。
弥散相变(Diffuse Phase Transition DPT):顺电——铁电为渐变:介电峰宽化,T>Tc存在Ps和电滞回线。
频率色散(Frequency Dispersion)高介电常数,大的应变复合钙钛矿:晶胞中某一个或几个晶格位置被2种以上离子所占据介电陶瓷的改性机理。
第四章功能材料一、填空题:1、这种由于形变而产生的电效应,称为压电效应。
材料的压电效应取决于晶体结构的不对称性,晶体必须有极轴,才有压电效应。
2、制造透明陶瓷的关键是消除气孔和控制晶粒异常长大。
二、判断题:1、压电陶瓷材料不管在什么温度下均有压电效应。
(×)2、压敏电阻陶瓷材料,电压提高,电阻率下降。
(√)三、简答题:1、什么是功能陶瓷,功能陶瓷的分类主要有哪些?答:功能陶瓷是指具有电、光、磁以及部分化学功能的多晶无机固体材料。
其功能的实现主要来自于它所具有的特定的电绝缘性、半导体性、导电性、压电性、铁电性、磁性、生物适应性等。
主要有,电子陶瓷,超导陶瓷,磁性陶瓷,敏感陶瓷,生物陶瓷,光学陶瓷等。
2、什么是超导材料?超导材料的两个基本特征?答:超导材料:在一定温度以下,材料电阻为零,物体内部失去磁通成为完全抗磁性的物质。
超导材料的两个基本特征:零电阻效应、迈斯纳效应。
3、什么是纳米材料?简述纳米材料的主要制备方法和工艺。
答:纳米材料:通常定义为材料的显微结构中,包括颗粒直径、晶粒大小、晶界、厚度等特征尺寸都处于纳米尺寸水平的材料。
(指材料块体中的颗粒、粉体粒度在10-100nm之间,使其某些性质发生突变的材料)主要制备方法和工艺:气相冷凝法、球磨法、非晶晶化法、溶胶-凝胶法。
4、什么是正温度系数热电材料、负温度系数热电材料?答:正温度系数热电材料:温度升高,材料的电导率增加。
这类材料多半时具有半导性的金属氧化物和过渡金属的复合氧化物。
负温度系数热电材料:温度升高,材料的电导率下降。
这类材料主要是掺杂半导体陶瓷如镧掺杂钛酸钡,钛酸锶陶瓷等。
5、什么是生物陶瓷材料?它应具有哪些要求?答:生物陶瓷材料:用于人体器官替换、修补以及外科矫形的陶瓷材料。
要求:具有良好的力学性能,在体内难于溶解,不易氧化,不易腐蚀变质,热稳定性好,耐磨且有一定的润滑性,和人体组织的亲和性好,组成范围宽,易于成形等。
陶瓷材料考试题及答案一、选择题(每题2分,共20分)1. 陶瓷材料的主要化学成分是什么?A. 硅酸盐B. 碳酸盐C. 氧化物D. 硫化物答案:A2. 下列哪项不是陶瓷材料的特点?A. 高熔点B. 良好的化学稳定性C. 低热导率D. 易加工性答案:D3. 陶瓷材料的烧结温度通常在什么范围内?A. 500°C - 1000°CB. 1000°C - 1500°CC. 1500°C - 2000°CD. 2000°C - 2500°C答案:C4. 陶瓷材料的抗腐蚀性能主要取决于什么?A. 材料的硬度B. 材料的化学稳定性C. 材料的热导率D. 材料的导电性答案:B5. 陶瓷材料在工业上应用最广泛的领域是哪一个?A. 航空航天B. 电子工业C. 建筑行业D. 医疗设备答案:C6. 陶瓷材料的断裂韧性通常用哪个指标来衡量?A. 硬度B. 弹性模量C. 抗拉强度D. KIC答案:D7. 陶瓷材料的热膨胀系数通常比金属材料:A. 大B. 小C. 相同D. 无法比较答案:B8. 下列哪种陶瓷材料具有优良的电绝缘性能?A. 氧化铝陶瓷B. 碳化硅陶瓷C. 氮化硅陶瓷D. 氧化锆陶瓷答案:A9. 陶瓷材料的抗磨损性能主要取决于哪种特性?A. 硬度B. 韧性C. 强度D. 弹性模量答案:A10. 陶瓷材料的制备过程中,哪个步骤是最关键的?A. 原料选择B. 成型C. 烧结D. 后处理答案:C二、填空题(每空2分,共20分)1. 陶瓷材料的______性使其在高温环境下具有广泛的应用。
答案:高温稳定性2. 陶瓷材料的______性是其在电子工业中应用的关键。
答案:电绝缘3. 陶瓷材料的______性使其在化学工业中具有重要应用。
答案:耐腐蚀4. 陶瓷材料的______性是其在生物医学领域应用的基础。
答案:生物相容性5. 陶瓷材料的______性使其在机械加工中具有一定的局限性。
《功能陶瓷》复习题1.电容器陶瓷与电绝缘陶瓷在性能要求上有何不同?2.简述莫来石、刚玉-莫来石电绝缘陶瓷配方中粘土、工业氧化铝、氧化钙、氧化镁、滑石、白云石和碳酸钡的作用。
3.简述滑石瓷生产中滑石预烧的目的。
4.电容器陶瓷有哪几类?举出典型材料。
5.温度补偿电容器陶瓷与温度稳定电容器陶瓷的性能特点有何不同?6.微波介质陶瓷具有什么性能特点?列出以上典型的陶瓷材料体系,说明其应用背景。
微波介质陶瓷的低温烧结工艺有哪些方法?有何意义?7.说明金红石电容器陶瓷的配方中各组成的作用及在生产中应该注意的问题。
8.什么是介电常数的温度系数αε?为什么在高频稳定电容器陶瓷钛酸镁瓷和锡酸钙中加入钛酸钙可以调节αε?有什么实际意义?9.为什么PZT压电陶瓷中PbZrO3含量在53%mol时(Zr/Ti=53/47)时,压电性能最好?三元系压电陶瓷PMN-PT-PZ的组成如何?相对于二元系压电陶瓷,有何特点?10.什么是PZT陶瓷?软性添加物和硬性添加物对材料的性能和烧结工艺有哪些影响?11.什么是热释电陶瓷?热释电系数P的物理意义是什么?具有压电性的晶体一定有热释电性吗?为什么?举出你所知道的热释电陶瓷材料。
12.什么是PTC陶瓷?简述BaTiO3陶瓷产生PTC效应的条件和半导化途径。
说明移峰剂对PTC陶瓷的居里温度的影响。
其烧成工艺有何要求?13.简要说明Co-MnO-O2系NTC热敏电阻陶瓷的导电机理。
在NTC陶瓷生产中为什么要进行敏化处理和老练处理?14.列出典型的四种气敏陶瓷材料,说明它们各有何特点?15.ZnO系气敏陶瓷元件主要特点是什么?如何实现其对气体的选择性?。
16.简要说明γ-Fe2O3的气敏机理。
17.常见的湿敏陶瓷有哪些?有何特点?18.简述Si-Na2O-V2O5系和ZnO-Li2O-V2O5系湿敏陶瓷各组分的作用和感湿机理。
19.什么是压敏陶瓷?简要说明 ZnO压敏陶瓷的压敏机理。
20.什么是导电陶瓷?简述常见材料及其应用。
第一章绪论1如何区别结构陶瓷和功能陶瓷材料?利用陶瓷对声、光、电、磁、热等物理性能所具有的特殊功能而制造的陶瓷材料称为功能陶瓷。
在工程结构上使用的陶瓷称为工程陶瓷,它主要在高温下使用,也称高温结构陶瓷。
这类陶瓷具有在高温下强度高、硬度大、抗氧化、耐腐蚀、耐磨损、耐烧蚀等优点。
★★★2功能陶瓷的耦合效应有哪些?课件P36答:热电效应、压电效应、磁电效应、光电效应、声光效应、磁光效应。
第二章功能陶瓷的基本性质3功能陶瓷的热学性能有哪些?了解其含义。
P19-23答:(1)功能陶瓷的热学性质有热容、热膨胀系数、热导率和抗热冲击性。
(2)热容:物体温度升高1K所需要增加的热量。
热膨胀系数:温度升高1℃而引起的体积和长度的相对变化。
热导率:单位时间内单位面积上通过的热量与温度梯度的比例系数。
抗热冲击性:指物体能承受温度剧烈变化而不被破坏的能力。
4什么是绝缘强度?P15答:当作用于陶瓷材料上的电场强度超过某一临界值时,它就丧失了绝缘性能,由介电状态转变为导电状态,这种现象称之为介电强度的破坏或介质的击穿,击穿时的电场强度称绝缘强度。
5功能陶瓷的电学性质有哪些?了解其含义。
P7-15答:(1)功能陶瓷的电学性质有电导率、介电常数、介电损耗角正切值和击穿电场强度。
(2)电导率:指在介质中该量与电场强度之积等于传导电流密度。
介电常数:是衡量电介质材料在电场作用下的极化行为或存储电荷能力的参数。
介质损耗角正切值:表示电介质在交流电压下的有功损耗和无功损耗之比,值越大,介质损耗越大,反映了电介质在交流电压下的损耗性能。
[额外知识点介质损耗:绝缘材料在电场作用下,由于介质电导和介质极化的滞后效应,在其内部引起的能量损耗。
介质损耗角:δ在交变电场作用下,电介质内流过的电流相量和电压相量之间的夹角。
]击穿电场强度:当作用于陶瓷材料上的电场强度超过某一临界值时,它就丧失了绝缘性能,由介电状态转变为导电状态,这种现象称之为介电强度的破坏或介质的击穿,击穿时的电场强度称击穿电场强度。
陶瓷大学考试题目及答案一、选择题(每题2分,共20分)1. 陶瓷的主要成分是?A. 硅酸盐B. 碳酸盐C. 氧化物D. 硫化物答案:A2. 中国最早的瓷器出现在哪个时期?A. 秦朝B. 汉朝C. 唐朝D. 宋朝答案:B3. 下列哪种陶瓷烧制技术属于高温烧制?A. 低温烧制B. 中温烧制C. 高温烧制D. 超高温烧制答案:C4. 陶瓷釉料中添加哪种元素可以增加釉面的光泽?A. 铁B. 铜C. 钴D. 锌答案:B5. 陶瓷成型中常用的手工成型方法是什么?A. 拉坯B. 压坯C. 注浆D. 吹制答案:A6. 陶瓷制品中,哪种类型的陶瓷具有最高的硬度?A. 骨瓷B. 石英瓷C. 陶器D. 瓷器答案:B7. 陶瓷艺术中,哪种颜色的釉料最难烧制?A. 白色B. 红色C. 蓝色D. 黑色答案:B8. 下列哪种陶瓷器型属于传统中国陶瓷?A. 茶壶B. 酒杯C. 碗D. 所有选项答案:D9. 陶瓷制品在烧制过程中,温度控制的重要性是什么?A. 影响颜色B. 影响硬度C. 影响形状D. 所有选项答案:D10. 陶瓷装饰中,哪种技术是通过在釉下绘画来实现的?A. 釉上彩B. 釉下彩C. 釉中彩D. 釉面彩答案:B二、填空题(每空1分,共20分)1. 陶瓷的烧制温度通常在______℃到______℃之间。
答案:1000;13002. 陶瓷的成型方法包括手工成型和______成型。
答案:机械3. 陶瓷釉料的主要成分是______和______。
答案:玻璃质;着色剂4. 陶瓷制品的表面处理技术包括上釉、______和雕刻。
答案:彩绘5. 陶瓷的分类可以根据其______、______和用途来划分。
答案:材质;烧制温度三、简答题(每题10分,共30分)1. 简述陶瓷与陶器的区别。
答案:陶瓷和陶器的主要区别在于烧制温度、原料和硬度。
陶瓷通常在更高的温度下烧制,使用更精细的原料,并且硬度更高。
而陶器烧制温度较低,原料较粗,硬度相对较低。
1、举出3种以上的典型的超导陶瓷(氧化物超导体),定义及其应用。
LaBaCuo、SrBaCuo、NbBaCuo;2、说明Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ电容器陶瓷的典型材料、性能特点和用途。
I类陶瓷主要用于高频电路中使用的陶瓷电容器。
性能特点a:一般具有负温度系数,有时为正温度系数;b:介电常数较高为飞铁电电容陶瓷;c:温度系数值稳定且高频下及高温时具有低的介质损耗。
典型材料:MgTiO3瓷。
II类陶瓷主要用于制造低频电路中使用的陶瓷电容器。
性能特点:a:介电常数值高(4000-8000)b:温度稳定性好;c:居里点在工作温度范围内且能方便的调整。
典型材料:BaTiO3系、反铁电系。
III类陶瓷介质的半导体主要用于制造汽车、电子计算机等电路中要求体积非常小的电容器,性能特点a:介电常数非常大7000-几十万以上b:主要用于低频下典型材料:半导化BaTiO33、何为铁电陶瓷 BaTiO3铁电陶瓷老化的含义是什么是一类在某一温度范围内具有自发极化且极化强度随电场反向而反向,具有与铁磁回线相仿的电滞回线的陶瓷材料老化意义:铁电陶瓷烧成后其介电常数和介电损耗随时间的推移而逐渐减少4、BaTiO3陶瓷有哪几种晶型相变画出BaTiO3陶瓷的介电常数-温度特性曲线示意图。
立方相、四方相、斜方相和三方相;5、何谓移峰效应和压峰效应改性加入物可以有效的移动居里温度,即移动介电常数的居里峰,但对介电常数的陡度一般不呈现明显的压抑作用,这时所引起的效应为移峰效应;有的改性加入物可使介电常数的居里峰受到压抑并展宽所引起的效应为压峰效应。
6、为什么BaTiO3陶瓷最适合做低频电容器介质由于频率f升高,ε降低,Tanδ升高性能恶化,所以要在低频下使用由于新畴的成核与生长需要一定的时间内,所以ε和f有关。
损耗产生的原因是:1、电畴运动:畴壁运动是克服杂质、气孔、晶界的摩擦阻力;2、自发极化反转时。
伴随着集合形变的换向,必须克服晶胞间与晶粒间应力作用的反复过程。
都要消耗电场能,并以热的形式相空间散逸。
反转愈剧烈,次数愈频繁,则Tanδ愈大。
7、BaTiO3,PbTiO3,SrTiO3为什么具有铁电性它们为什么具有不同的居里温度其居里点分别是多少BaTiO3,PbTiO3,SrTiO3具有铁电性的原因:这三种化合物都属于钙钛矿结构。
由A与O离子共同作立方密堆积,B离子处于O八面体中心,所有[BO6]八面体共顶点联结,当温度低于Tc时,B离子偏离八面体中心而产生离子位移极化,从而使B-O线上的O2-离子产生电子位移极化,互相耦合,使内电场Ei↑→[BO6]八面体沿B-O线方向伸长,另外两方向收缩,带动相邻[BO6]八面体在相同方向极化→电畴。
2)Tc是自发极化稳定程度的量度。
Tc反映了B4+偏离氧八面体中心后的稳定程度高低,B-O间互作用能较大,需要较大的热运动能才能使B离子恢复到对称平衡位置,从而摧毁晶体的铁电性(铁电相→顺电相),因此Tc高。
反之亦然。
3)120、490、—250。
电容器的要求如何在使用温度范围内,具有尽可能高的介电常数,尽可能低的8、对BaTiO3介电常数变化率或容量变化率,尽可能高的Ej,尽可能低的tgδ ,介电常数随交直流电场的变化尽可能小和尽可能小的老化率。
陶瓷为什么要在采用氧化气氛下烧结保持氧化气氛防止由于还原气氛使部分9、BaTiO3Ti4+转化为Ti3+产生氧空位从而导致BaTio3陶瓷介质的电性能恶化,损耗显着增加陶瓷产生半导化途径和机理。
1)原子价控制法(施主掺杂法),用离于半10、简述BaTiO3径与Ba2+相近的La3+、Y3+、Sb3+等三价离子置换Ba2+离子;用离于半径与Ti 4+相近的Nb5+ 、Ta5+等五价离子置换Ti 4+离子.在室温下,上述离子电离而成为施主,向BaTiO3提供导带电子(使部分Ti4++e→Ti3+),从而ρV下降(102Ωcm),成为半导瓷。
2)强制还原法,BaTiO3陶瓷在真空、惰性气氛或还原气氛中烧成时,将生成氧空位而使部分Ti4+→Ti3+,可制得ρv为102~106Ω·cm 的半导体陶瓷。
3)AST法,当材料中含有Fe、K 等受主杂质时,不利于晶粒半导化。
加入SiO2或AST玻璃(Al2O3·SiO2·TiO2)可以使上述有害半导的杂质从晶粒进入晶界,富集于晶界,从而有利于陶瓷的半导化。
4)对于工业纯原料,原子价控制法的不足,对于工业纯原料,由于含杂量较高,特别是含有Fe3+、Mn3+(或Mn2+)、Cu+、Cr3+、Mg2+、Al3+(K+、Na+)等离子,它们往往在烧结过程中取代BaTiO3中的Ti4+离子而成为受主,防碍BaTiO3的半导化。
11、高频电容器陶瓷产生高介电系数的原因。
金红石型和钙钛矿型结构的陶瓷具有特殊的结构,离子位移极化后,产生强大的局部内电场,并进一步产生强烈的离子位移极化和电子位移极化,使得作用在离子上的内电场得到显着加强,故ε大。
钛酸锶铋也是利用SrTiO3钙钛矿型结构的内电场,而加入钛酸铋等,使之产生锶离子空位,产生离子松弛极化,从而使ε增大。
12、说明金红石电容器陶瓷在生产和使用中应该注意的问题。
1、防止sio2杂质的引入2、由于Tio2可塑性差,坯料还需要适当的陈腐时间,是氧化钛水解提高了可塑性3、严格控制烧结温度4、严格控制气氛保证氧化气氛烧结因为tio2高温下发生分解,Nb5+/Sb5+存在会是Tio2还原5、Tio2陶瓷电容器使用银电极且长期在高温和直流电场下工作时会发生电化学反应使Ti4+被还原为Ti3+(直流老化)是金红石陶瓷性能恶化。
13、什么是介电常数的温度系数αε说明高频电容器陶瓷介电系数的温度系数不同的原因。
何谓温度补偿电容器陶瓷和温度稳定电容器陶瓷,有何应用为什么在高频稳定电容器陶瓷钛酸镁瓷加入钛酸钙可以调节αε有什么实际意义1)介电常数温度系数:在一定温度范围内,温度每升高一摄氏度时介电常数的相对平均变化率。
2)实际意义:正钛酸镁和偏钛酸镁都有小的正αε,其与负的αε,晶相钛酸钙适当配比,制的具有系列αε,的瓷料14、微波介质陶瓷的性能要求如何有何意义按其介电常数分类有哪些列出以上典型的陶瓷材料体系,说明其应用背景。
微波介质陶瓷(MWDC):是指应用于微波频段(主要是UHF/SHF 频段,300MHz—300GHz)电路中作为介质材料并完成一种或多种功能的陶瓷。
它在微波器中作介质谐振器。
性能特点:高介电常数,高品质因数,近零的谐振频率温度系数。
工作稳定,不产生漂移。
介电常数分类:(1)高介电常数,低品质因数BaO-稀土-TiO2 1-3GHz(2)中介电常数,中品质因数BaO-TiO2系和Ba2Ti9020 3-10GHz(3)低品质因数,高品质因数。
BZT>10GHz 应用背景:高介电常数f1-3GHz用于移动通信;中介电常数f3-10GHz用于卫星基站;低介电常数f>10GHz用于卫星雷达。
15、说明微波介质陶瓷的低温烧结工艺的方法和特点,其说明其意义。
方法:(1)加助烧剂(低软化点玻璃、低熔点氧化物陶瓷)(2)湿化学方法制备超细粉纳米颗粒(3)采用燃烧温度本来就很低的燃料。
意义:MLCC使多层陶瓷电容器,它用铅-钯做电极,成本高,是高温共烧,而为了降低成本,采用Ltcc,用纯银是低温共烧16、何谓MLCC说明其特点和应用。
简述MLCC的制造工艺。
MLCC独石电容器是印有内电极的陶瓷膜以一定方式重叠形成的生胚经共同烧结后形成一个整体的“独石结构”。
特点:体积小、比容大、等效串联电阻小、无极性、固有电感小、抗湿性好、可靠性高等优点。
可有效缩小电子信息终端产品(尤其是便携式产品)的体积和重量,提高产品可靠性,顺应了IT 产业小型化、轻量化、高性能、多功能的发展方向。
应用:大量用于混合集成电路中作为贴装元件和其他对可靠性要求较高的小型化电子设备中。
MLCC独石电容器生产工艺:17、简述含铋层状结构化合物系的MLCC的性能特点。
18、分析添加PbTiO3和Bi2O3的Pb(Mg1/3Nb2/3)O3系陶瓷的组成和性能。
19、什么是PZT陶瓷何谓PZT压电陶瓷准同型相界(MPB)PZT陶瓷:PbZrO3和PbTiO3的结构相同,Zr4+与Ti4+的半径相近,两者可形成无限固溶体,可表示为Pb(ZrxTi1-x)O3,简称PZT瓷。
PZT压电陶瓷准同型相界(MPB):四方铁电相和三方铁电相的共存区域,其电畴的极化方向为两相极化方向之和。
20、为什么PZT压电陶瓷中PbZrO3含量在53%mol时(Zr/Ti=53/47)时,压电性能最好三元系压电陶瓷PMN-PT-PZ的组成如何相对于二元系压电陶瓷,有何特点随着Zr含量的增加,铁电相变得越来越不稳定,当Zr含量超过一定限度是(Ti大于53/47)就发生了质变,出现了菱面结构。
同样,随着Ti含量的增加,菱面结构显得越来越不稳定。
在Zr/Ti小于53/47便出现四方结构。
所以说在Zr/Ti=53/47时,PZT压电陶瓷的压电性能最好。
三元系电陶瓷PMN-PT-PZ的组成为Pb(Mg1/3Nb2/3)瓷相比,其易烧结,铅挥发少,相界由PZT的点扩展为线,性能可有更大的选择余地。
21、何谓软性添加物和硬性添加物它们对材料的性能和烧结工艺有哪些影响“软性”添加物是指加入这些添加物后能使矫顽场强EC↓,因而在电场或应力作用下,材料性质变“软”。
“硬性”添加物是指加入这些添加物后能使陶瓷的介电常数,介电损耗,体积电阻率,弹性柔性系数和压电性能能降低。
“软件”添加物对材料的性能和烧结工艺的影响:ε、s、tgδ、ρυ和Kp增大。
Qm和Ec变小,电滞回线近于矩形。
老化性能好。
颜色浅,多为黄色。
“硬性”添加物对材料的性能和烧结工艺的影响:使ε、tgδ、ρv、s和压电性能Kp ↓;使Qm↑,Ec↑,极化和去极化作用困难且颜色较深。
22、压电陶瓷制备工艺中为什么要人工极化对于铁电陶瓷来说,虽然各晶粒都有较强的压电效应,但由于晶粒和电畴分布无一定规则,各方向几率相同,使∑P=0,因而不显压电效应,故必须经过人工预极化处理,使∑P≠0,才能对外显示压电效应。
23、简述锂离子电池的结构。
锂离子电池有哪些特性24、目前锂离子电池的正极材料有哪几类各有什么优缺点锂离子电池的正极材料可分为:层状结构材料(LiCoO2),其特点为:合成方法比较简单;工作电压高,充放电电压平稳,循环性能好;实际容量较低,只有理论容量的一半;钴资源有限,价格昂贵;钴毒性较大,环境污染大。
层状结构材料(LiNiO2),其特点为:相对于LiCoO2而言,镍的储量比钴大,价格便宜,而且环境污染小。
缺点:制备困难;结构不稳定,易生成Li1-yNi1+yO2。