功能陶瓷材料总复习题
- 格式:doc
- 大小:1.33 MB
- 文档页数:21
《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。
陶瓷材料考试题及答案一、单项选择题(每题2分,共20分)1. 陶瓷材料的主要原料是()。
A. 金属B. 非金属C. 有机材料D. 复合材料答案:B2. 陶瓷材料的烧结温度通常()。
A. 低于500℃B. 500-1000℃C. 1000-1500℃D. 高于1500℃答案:D3. 下列哪种材料不属于传统陶瓷()。
A. 陶器B. 瓷器C. 结构陶瓷D. 玻璃答案:C4. 陶瓷材料的硬度通常()。
A. 较低B. 一般C. 较高D. 非常高答案:C5. 陶瓷材料的热导率通常()。
A. 非常高B. 较高C. 一般D. 较低答案:D6. 陶瓷材料的电导率通常()。
A. 非常高B. 较高C. 一般D. 较低答案:D7. 陶瓷材料的热膨胀系数通常()。
A. 非常高B. 较高C. 一般D. 较低答案:D8. 陶瓷材料的断裂韧性通常()。
A. 非常高B. 较高C. 一般D. 较低答案:D9. 陶瓷材料的耐腐蚀性通常()。
A. 非常差B. 较差C. 一般D. 非常好答案:D10. 陶瓷材料的抗磨损性通常()。
A. 非常差B. 较差C. 一般D. 非常好答案:D二、多项选择题(每题3分,共15分)11. 陶瓷材料的主要优点包括()。
A. 高硬度B. 低热膨胀系数C. 良好的耐腐蚀性D. 低电导率答案:ABCD12. 陶瓷材料的主要缺点包括()。
A. 低断裂韧性B. 低抗磨损性C. 脆性大D. 热导率低答案:ACD13. 陶瓷材料的主要应用领域包括()。
A. 结构材料B. 电子材料C. 光学材料D. 生物材料答案:ABCD14. 陶瓷材料的主要制造工艺包括()。
A. 干压成型B. 注浆成型C. 热压烧结D. 冷等静压答案:ABCD15. 陶瓷材料的主要性能测试方法包括()。
A. 硬度测试B. 热膨胀系数测试C. 断裂韧性测试D. 电导率测试答案:ABCD三、判断题(每题2分,共20分)16. 陶瓷材料是一种无机非金属材料。
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。
《陶瓷原料准备工》复习题《陶瓷原料准备工》复习题一、选择题1、按照陶瓷概念和用途,我们可将陶瓷制品分为以下两大类。
A、结构陶瓷和功能陶瓷B、陶器和瓷器C、传统陶瓷和新型陶瓷D、日用陶瓷和工业陶瓷2、我国陶瓷内陶器发展到瓷器的过程中,还经历了以下一个阶段。
A、带釉陶瓷B、原始瓷器C、青白瓷D、炻器3、青花和釉里红是我国代在景德镇瓷区首先烧制成的。
A、唐代B、宋代C、元代D、明代4、细瓷器的吸水率一般是。
A、<3% B、<12% C、<1% D、<0.5%5、炻器的吸水率一般是。
A、<3% B、<12% C、<1% D、<5%6、功能陶瓷是具有以下功能的陶瓷材料。
A、电、光、声功能B、耐磨、耐热、高强度、低膨胀C、生物、化学功能D、电、磁、光、声热及生物、化学7、传统陶瓷是以下几种陶瓷材料的通称。
A、粗陶、精陶、瓷器B、日用陶瓷、工业陶瓷C、陶器、炻器和瓷器D、日用的陶瓷、建筑卫生陶瓷8、官、哥、定、钧、汝五大名窑是我国代的重要的瓷工业成就。
A、宋代B、明代C、唐代D、元代9、我国在已经能烧制Fe2O3含量少,胎体致密的青瓷。
A、汉代 B、东汉晚期 C、唐代 D、隋代10、半导体陶瓷、压电陶瓷、铁氧体材料是。
A、结构陶瓷 B、氧化物陶瓷 C、功能陶瓷 D、非氧化物陶瓷11、母岩风化崩解后在原地残留下来的粘土是。
A、次生粘土B、沉积粘土 C、原生粘土 D、高岭土12、膨润土、木节土、球土是。
A、硬质粘土B、低可塑性粘土C、高可塑性粘土D、高岭土13、粘土主要矿物类型有以下三种能。
A、高岭土、膨润土、绢云母B、高岭土、膨润土、白云母C、多水高岭、蒙脱石、伊利石D、高岭石、蒙脱石、伊利石14、粘土原料中主要杂质矿物除碳酸盐及硫酸盐类,铁和钛的化合物,有机质外,还有。
A、长石B、石英C、石英和母岩残渣D、碱石15、影响粘土烧结的主要因素是粘土是。
A、颗粒组成B、化学组成C、颗粒组成和化学组成D、化学组成和矿物组成16、生产日用陶瓷一般选用含钾长石较多的钾钠长石。
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。
【现代陶瓷材料】复习题一.名词解释1.体积电阻率: 体积电阻率,是材料每单位立方体积的电阻。
2.表面电阻率: 平行于通过材料表面上电流方向的电位梯度与表面单位宽度上的电流之比,用欧姆表示。
3.陶瓷中载流子及类型:陶瓷材料中存在着传递电荷的质点,有离子、电子和空穴。
4.介电常数:衡量电介质材料在电场作用下的极化行为或储存电荷能力的参数,通常又叫介电系数或电容率,是材料的特征参数。
5.位移式极化:是电子或离子在电场作用下瞬间完成、去掉电场时又恢复原状态的极化形势。
6.松弛式极化:这种极化不仅与外电场作用有关,还与极化质点的热运动有关。
7.介电损耗:陶瓷材料在电场作用下能储存电能,同时电导和部分极化过程都不可避免地要消耗能量,即将一部分电能转变为热能等消耗掉。
单位时间内消耗的电场能叫做介质损耗。
8.绝缘强度:陶瓷材料和其他介质一样,其绝缘性能和介电性能是在一定电压内具有的性质。
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。
击穿时的电压称之为击穿电压,相应的电场强度称击穿电场强度,也称之为绝缘强度、介电强度、抗电强度等。
9.弹性模量:材料在弹性变形阶段,其应力和应变成正比例关系(即符合胡克定律),其比例系数称为弹性模量。
10.热导率:是单位温度梯度、单位时间内通过单位横截面的热量,是衡量物质热传导能力大小的特征参数。
11.耦合性质:功能陶瓷材料的一些性质相互关联又相互区别的关系称之为这些性能之间的转换和耦合。
12.热容:物体在某一过程中,每升高(或降低)单位温度时从外界吸收(或放出)的热量。
13.超导电现象:有些材料的温度降低到某一温度以下时,其电阻突然消失,这种现象叫做超导电现象。
14.临界磁场HC:通常处于临界温度以下时,若外磁场较低,超导体是超导态的,即电阻为零,但当外磁场高于某一临界值时,它就会从超导态转变为正常态,这种使超导体从超导态转变为正常态的磁场叫做临界磁场。
陶瓷题库[精选5篇]第一篇:陶瓷题库陶瓷的分类:1按陶瓷概念和用途分类⑴普通陶瓷a日用陶瓷(包括艺术陈列陶瓷)b建筑卫生陶瓷c化工陶瓷d化学瓷e电磁及其他工业陶瓷⑵特种陶瓷a结构陶瓷b功能陶瓷 2按坯体的物理性能分类:陶器,炻器,瓷器。
陶与瓷的区别:1使用材料不同:陶器使用的是粘土,瓷器使用的是高岭土、长石等。
2质感不同:陶器敲击发出嗡嗡声,瓷器敲击发出清脆金属般的声音。
3烧制的温度不同:陶只需600,瓷至少需1200。
陶与瓷的共同点:1耐腐蚀2易碎。
宋代五大名窑:定窑,汝窑,钧窑,官窑,龙泉窑。
粘土矿物为高岭石类矿物、蒙脱石类矿物和伊利石类矿物。
根据原料的工艺特性,陶瓷所用原料课分为:塑性原料,瘠性原料,溶剂原料。
可塑性是粘土粉碎后用适量的水调和、混炼后捏成泥团,在一定外力的作用下产生变形但不开裂,去掉外力以后,仍能保持其形状不变的性质。
触变性:粘土泥浆或可塑泥团受到振动或搅拌时,粘度会降低而泥浆的流动性会增加,静置后恢复原状。
反之,相同的泥浆放置一段时间后,在原水分不变的情况下会增加粘度,出现变稠和固化现象。
上述情况可以重复无数次。
这种性质我们叫它为触变性。
粘土的化学组成和矿物组成?评价粘土工艺性能的指标?化学组成在生产中的作用?改变粘土可塑性的方法?1、化学组成:粘土是一种的混合物,其化学成分主要是SiO2、Al2O3和结晶水(H2O),同时含有碱金属氧化物K2O、Na2O,碱土金属氧化物CaO、MgO及着色氧化物Fe2O3、TiO2等。
2、矿物组成:粘土矿物主要为高岭石类矿物(包括高岭石、多水高岭石等)、蒙脱石类矿物(包括蒙脱石、叶腊石等)和伊利石矿物(也称水云母)类矿物。
3、评价粘土工艺性能的指标:a可塑性b结合性c离子交换性d触变性e膨胀性f收缩率g烧结性能h耐火度。
4、化学组成在生产中的作用:化学组成在一定程度上反映其矿物组成和工艺性质a可初步鉴定原料的矿物类型b可估计粘土烧成色泽c 可估计耐火度的高低d可估计粘土的某些工艺性能。
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4000-8000b: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;2Tc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;3120、490、—250;8、对BaTiO3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;9、BaTiO3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Ti4+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10、简述BaTiO3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;3AST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;15、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;16、介电常数分类:1高介电常数,低品质因数BaO-稀土-TiO2 1-3GHz2中介电常数,中品质因数BaO-TiO2系和Ba2Ti9020 3-10GHz3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;17、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PbMg1/3Nb2/3O3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PbZrxTi1-xO3,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PbMg1/3Nb2/3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、tg δ、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;使得部分Ni位于Li 层中,降低了Li离子的扩散效率和循环性能; 尖晶石结构材料LiMn2O4,其特点为:电化学性能好、成本低、资源丰富以及无毒性; 橄榄石型结构材料LiFePO4,其特点为:1优异的安全性能2优异的循环稳定性,8000次高倍率充放电循环,不存在安全问题;3适于大电流放电;温度越高材料的比容量越大;4成本低,环保;5较高的动力学和热力学稳定性;存在的主要问题1结构中没有连续直接的锂离子通道,使得离子迁移率低;2结构中没有连续的FeO6八面体网络,电子只能依靠Fe-O-Fe传导,导电率低25、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; PTC陶瓷:是指陶瓷的电阻率随温度升高而增加的陶瓷;BaTiO3陶瓷产生PTC效应的条件:只有晶粒充分半导化,晶界具有适当绝缘性的BaTiO3系陶瓷才有显着的PTC效应;半导化途径:采用施主掺杂半导化,使晶粒充分半导化;采用氧化性气氛烧结,使晶界及其附近氧化,呈现适当的绝缘性;26、什么是压敏陶瓷简要说明 ZnO压敏陶瓷的压敏机理;压敏陶瓷是指电阻值与外加电压成显着的非直线性关系的陶瓷;压敏机理:半导化ZnO压敏陶瓷中德掺杂物氧化物使晶界有深能级陷阱,即表面态能级;27、SnO2气敏陶瓷为什么希望获得超细的粉料说出4种制备超细SnO2方法;因为SnO2粉料越细,其比表面就越大,对待测气体就越敏感;制备超细SnO2方法:用锡盐制SnO2;在空气中加热Sn,氧化而成SnO2;利用气态Sn和等离子氧反应制超细SnO2;利用SnCl4水解制SnO2;28、说明氧化锆导电陶瓷的导电机理;简述其氧气敏原理及应用;导电机理:氧浓差电池二价或者三价金属离子置换四价锆离子,产生氧空位,氧空位的产生是氧空位作为载流子形成电导;氧气敏基本原理:形成氧浓差,在氧气扩散的条件下氧空位作为载流子形成电导;应用:在工业中使用可燃气体作原料时常用它报警和实施控制,如ZrO2/TiO2,传感器可检测汽车发动机和发电厂锅炉排气中氧的浓度,以控制空气燃料比空燃比A/F等用途29、何谓SOFC画简图说明SOFC的结构,简述SOFC的工作原理;SOFC:固体氧化物燃料电池;SOFC的结构:主要有固体电解质、阳极和阴极组成;工作原理:当空气穿过阴极材料时,由于受到催化发应发生电化学反应:1/2O2+2e﹣→O2-所产生的阳离子电导的固体电解质材料传到阳极,在界面上发生电化学反应,从而产生电子,电子经阳极经外循环电路传输到阴极,从而产生电流;30、SOFC的结构对材料有何性能要求其常用材料有哪些有何性能特点性能要求:要求其具有非常高德阳离子电导率,而电子电导率应极小,要有开放式的结构,必须是致密的,具有高度的气密性;常用材料:电极材料、连接体材料和密封材料;性能特点:1电极材料:很好的电子电导率;多孔性;不与电解质材料反应,热膨胀系数要尽可能接近;阴极材料应具有一定的离子导电率,对O2具有良好的电化学活性;2连接体材料:具有很好的抗高温氧化性和良好的导电性及匹配的热膨胀系数;3高温无机密封材料:具备高温下密封性好、稳定性高以及与固体电解质和连接板材料热膨胀兼容性好等特点;31、软磁铁氧体有哪些特性常见材料有哪些体系硬磁铁氧体有哪些特性常见材料有哪些体系制备各向异性的硬磁铁氧体有什么意义如何制备软磁铁氧体的特性:品种最多,应用最广;在较弱的磁场作用下,很容易被磁化也容易被退磁;起始磁导率μ0高,相同电感量的线圈体积缩小;磁导率温度系数要小;矫顽力Hc要小;比损耗因素tgδ/ μ0要小,电阻率要高,减少损耗,适用于高频下使用;体系:尖晶石结构和平面型六角晶体结构磁铅石型的甚高频铁氧体;硬磁铁氧体的特性:被磁化后不易退磁,能长期保留磁性;残留磁感应强度Br较高~,矫顽力Hc高~;磁能积BHmax高6000~40000J/m3,高于高碳钢;材料体系:钡铁氧体、思铁氧体;32、铁氧体的晶体结构主要有哪些尖晶石、磁铅石、石榴石、钙钛矿型结构33、铁氧体粉料制备工艺有哪几种铁氧体单晶制备工艺有哪几种粉料:化学共沉淀法、氧化物球磨混合法、电解共沉淀法、盐类分解法、喷雾煅烧法;单晶:布里兹曼法熔盐法、提拉法、水热合成法、熔融法34、低介装置瓷对性能有何要求说明其典型材料和应用;要求:1绝缘电阻高室温,ρv>1012Ω·cm 和高介电强度>10kv/mm ;以减少漏导损耗和承受较高的电压;2 εr小<9,可减少不必要的分布电容值,避免在线路中产生恶劣的影响;εr越小,tgδ也越小;低介装置瓷;3高频电场下的tgδ要小2~90×10-4 ,tgδ大会造成材料发热和附加的衰减现象;4较高的机械强度:ζbb=45~300MPa ;ζb=400~2000MPa5良好的化学稳定性;6特殊要求:高频装置瓷要求膨胀系数小,热导率高,抗热冲击;集成电路基片要求高导热系数,合适的膨胀系数、平整、高表面光洁度及易镀膜或表面金属化;典型材料:氧化物单元和多元和非氧化物氮化物为主;多晶和单晶人工合成云母、人造蓝宝石、尖晶石、BeO及石英矿物:块滑石、高铝瓷、钡长石、莫来石瓷、镁橄榄石瓷、堇青石瓷等;应用:电子陶瓷领域的结构陶瓷,用于电子技术、微电子技术和光电子技术中起绝缘、支撑、保护作用的陶瓷装置零件、陶瓷基片以及多层陶瓷封装等的瓷料;35、说明滑石瓷生产和使用中容易出现的问题和原因;问题:老化、开裂、烧结温区过窄;老化的原因:原顽辉石≡斜顽辉石→{密度↑体积↓}→内应力↑→微裂纹、白斑→老化;开裂的原因:内因层状结构各向异性收缩各向异性外因成型过程中的定向排列晶粒结构定向排列密度各向异性36、高导热晶体应具备哪些结构特点典型材料有哪些说明AlN瓷的性能特点和应用;结构特点:共价键很强;结构基元的种类较少单质晶体或二元化合物,原子量或平均原子量较低;非层状结构;高纯和足够致密的材料,同时晶粒应发育良好,并把结构缺陷降到最低限度.典型材料:金刚石昂贵、石墨电子电导、六方BN昂贵、SiC难烧结,需热压、BP对杂质敏感、BeO、AlN;性能特点:Al-N共价键强,平均原子量,热导率高;热膨胀系数与半导体Si接近具有高的绝缘电阻和抗电强度介电常数低,介质损耗小;机械强度高;适合于流延成型工艺;AlN陶瓷的毒性不如BeO瓷;应用:在集成电路、光发射二极管、激光二极管、激光器、电力电子模块、磁流体发电等领域获得广泛的应用37、陶瓷透明化的措施有哪些1采用活性高、细,烧结性好的高纯粉料,常用化学共沉法制备;2适当的添加物:晶界偏析,抑制晶界迁移,排除气孔;液相烧结,促进陶瓷致密化;3烧结温度、时间、气氛:气孔的消除;4减小光学各向异性:将居里温度降至室温38、传统氧化铝陶瓷基片的问题有哪些说明LTCC基片的优点和基本特性;说明LTCC的材料体系;问题氧化铝瓷烧结温度高,只能选择难熔金属Mo、W等作为电极,易导致下列问题:①需在还原气氛中烧结②Mo、W电阻率较高,布线电阻大,信号传输易造成失真,增大损耗,布线微细化受到限制③介电常数偏大约,增大信号延迟④热膨胀系数×10-6/℃与硅×10-6/℃不匹配;优点:不仅可以与Au、Ag、Cu等低电阻率金属同时烧结,且有利于将电阻、电容、电感等无源元件同时制作在基板内部,使产品小型、轻量化;基本特性:高电阻率低介电常数低介电损耗基片的热膨胀系数接近硅的热膨胀系数,减少热应力;高的热导率,防止多层基板过热;足够高的机械强度;化学性能稳定;LTCC的材料体系:结晶玻璃系、玻璃陶瓷复合系、氧化铝中添加物系、单相陶瓷系。
功能陶瓷与结构陶瓷复习提纲7.1 功能陶瓷概论7.2 功能陶瓷的定义和分类功能陶瓷是指那些利用电、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。
7.3 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。
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。
7.4 粉末材料的制备方法1. 机械制粉:通过机械破碎、研磨或气流研磨方法将大块材料或粗大颗粒细化的方法;2. 物理制粉:采用蒸发凝聚成粉或液体雾化的方法使材料的聚集状态发生改变,获得粉末;3. 化学制粉:依靠化学反应或电化学反应过程,生成新的粉态物质。
化学制粉的方法很多,主要有还原法、热分析法、沉淀法、电解法等。
7.5功能陶瓷的粉体成型方法成型:将松散的粉体加工成具有一定尺寸、形状以及一定密度和强度的坯块。
重要性:成型是获得高性能材料的关键。
坯体在成型中形成的缺陷会在固化或烧成后极显著地表现出来。
一般坯体的成型密度越高则烧成中的收缩越小,制品的尺寸精度越容易控制。
高坯体密度、低缺陷的近尺寸成型(烧成前后坯体尺寸变化很小)是当前成型工艺的发展方向。
分类:(1) 传统成型方法有模压成型、等静压成型、挤压成型、轧制成型、注浆成型和热压铸成型六种方法。
(2) 新成型方法有压滤成型、注射成型、流延成型、凝胶铸模成型和直接凝固成型等。
(3) 按粉料成型状态分为三大类,即压力成型、增塑成型和料浆成型。
压力成型1.干压成型(1)定义:又称为模压成形,是将粉料填充到模具内部后,通过单向或双向加压,将粉料压制成所需形状。
09-复习题1、试简述陶瓷三大原料名称及其在陶瓷生产中的作用。
答:1.粘土:赋予泥坯可塑性,使注浆与原料有悬浮性稳定定性,在坯料中结合其它瘠性原料,使具有一定的干坯强度及最大堆集密度,是瓷坯中Al2O3的主要来源,也是烧成时生成莫来石晶体的主要来源。
2.长石:作熔剂使用,降低烧成温度,高温粘度大,可起高温热塑作用与胶结作用,防止高温变形。
液相填充坯体孔隙,减少气孔率,增大致密度,提高坯体机械强度,改善透光性及电学性能。
3.石英:呈尖角状,是生坯水分排出的通道;且能增加生坯渗水性,利于施釉;缩短干燥时间,减小收缩;高温时可溶于液相,提高液相粘度,而未溶石英则起骨架作用,减少变形。
2、试述青花瓷的主要特征。
3、试述一般陶瓷生产的主要工艺流程4、何谓一次粘土,二次粘土?并简述二者区别答:一次粘土:又称残留粘土或原生粘土,即母岩经风化崩碎后就地残留下来的粘土。
此类粘土质地较纯,耐火度较高,但颗粒较粗,可塑性较差。
二次粘土:又称沉积粘土或次生粘土,是由风化而成的一次粘土经雨水、河川的漂流及风力作用,而迁移在低洼的地方沉积形成的粘土层。
二次粘土颗粒细小,可塑性强,耐火度较低,常因混入呈色杂质而带各种颜色。
5、试述“陶”与“瓷”的区别?6、试述何谓粘土的触变性,及其产生原因。
答:触变性:粘土泥浆或可塑泥团受到振动或搅拌时,粘度会降低而流动性增加静置后能恢复原来状态。
反之,相同泥浆放置一段时间后,在维持原有水分的情况下会增加粘度,出现变稠和固化现象,上述现象可重复无数次,统称为触变性。
7、试简要概述陶瓷生产过程中的常见机器、设备及其作用。
8、试述陶瓷常见的成型方法及不同成型方法的主要工艺。
9、谈谈你对唐三彩的认识。
10、何谓氧化气氛烧成,何谓还原气氛烧成,试述不同气氛烧成的产品外观有什么不同?原因何在?答:在烧窑时火焰在不同时期有不同的性质。
火焰的性质大致可分为三种:氧化焰、还原焰和中性焰,不同性质的火焰有不同的作用。
word格式-可编辑-感谢下载支持功能材料概论复习资料第三章超导材料一.概念1. 超过临界磁场便立即转变为正常态的超导体,称为第一类超导体2. 在绝对零度下,处于能隙下边缘以下的各能态全被占据,而能隙上边缘以上的各能态全空着。
这种状态就是超导基态3. 引进声子的概念后,可将声子看成一种准粒子,它像真实粒子一样和电子发生相互作用。
通常把电子与晶格点阵的相互作用,称为电子-声子相互作用4. 产生临界磁场的电流,即超导态允许流动的最大电流,称为临界电流。
5. 在处理与热振动能量相关的一类问题时,往往把晶格点阵的集体振动,等效成若干个不同频率的互相独立的简正振动的叠加。
而每一种频率的简正振动的能量都是量子化的,其能量量子如,(q)就称为声子。
6. 只要两个电子之间有净的吸引作用,不管这种作用多么微弱,它们都能形成束缚态,两个电子的总能量将低于2E F。
此时,这种吸引作用有可能超过电子之间的库仑排斥作用,而表现为净的相互吸引作用,这样的两个电子被称为库柏电子对7. 库柏对有一定的尺寸,反映了组成库柏对的两个电子,不像两个正常电于那样,完全互不相关的独立运动,而是存在着一种关联性.库柏对的尺寸正是这种关联效应的空间尺度.称为BCS相于长度8. 对处于超导态的超导体施加一个磁场,当磁场强度高于H时,磁力线将穿人超导体,超导态被破坏。
C一般把可以破坏超导态的最小磁场强度称为临界磁场。
二•填空1. (电子)与(晶格点阵之间)的相互作用,可能是导致超导电性产生的根源。
2. 超导体的三个临界参数为:(临界温度)、(临界磁场)(临界电流)。
3. 超导材料按其化学组成可分为:(元素超导体)、(合金超导体)、(化合物超导体)。
三•简答1•请简述第一类超导体与第二类超导体的区别H为0K时的临界磁场。
当T=T时,=0;随温度的降低,H增加,至0K时达到最大值H。
H与材料性C0CCC0C质也有关系,上述在临界磁场以下显示超导性,超过临界磁场便立即转变为正常态的超导体,称为第一类超导体。
陶瓷和复合材料复习题名词解释:1、复合材料:两种或两种以上不同性质的单一材料,用物理的或化学的方法经人工复合而成的多相材料。
2、快速烧成:产品性能无变化,而烧成时间大量缩短的烧成方法。
3、二次莫来石:由高岭石分解物形成的粒状或鳞片状莫来石成为一次莫来石;由长石熔体形成的针状莫来石称为二次莫来石。
4、晶界异相偏析效应:在高温条件下的烧结和冷却过程中,异性杂质离子从晶粒内部向晶界扩散和迁移,使之在晶界部位富集的现象。
5、晶界:结晶方向不同的、直接接触的同成分晶粒间的交界处,称为晶界(晶粒间界或粒界)。
6、复合材料增强相:其中一个组分是细丝(连续的或短切的)、薄片或颗粒状,具有较高的强度、模量、硬度和脆性,在复合材料承受外加载荷时是主要承载相。
7、实心注浆:泥浆中的水分被模型吸收,注件在两模之间形成,没有多余泥浆排出的一种注浆方法。
8、空心注浆:将泥浆注入模型,当注件达到要求的厚度时排出多余的泥浆而形成空心注件的方法。
9、陶瓷基复合材料:在陶瓷基体中引入第二相材料,使之增强、增韧的多相材料。
主要以高性能的陶瓷为基体,通过加入颗粒、晶须、连续纤维和层状材料等增强体而形成的复合材料。
10、原料破碎:破碎是对块状固体物料施用机械作用,克服物质的内聚力,使之由大块状物料转变为小块状物料的物理作业过程。
11、釉:指的是覆盖在坯体表面的玻璃状薄层。
12、釉上装饰:在烧成后的制品上进行彩饰加工的方法。
通过彩绘、贴花等方法加彩后,进行低温烧成(750-850),获得丰富多采的效果。
13、釉下装饰:在生坯或素坯上加彩后,施以透明釉经高温1200)一次烧成的装饰方法。
釉中装饰:在釉坯或烧成制品的釉面上加彩后,高温(1100-1200)一次烧成使装饰图案渗入釉层中的方法。
14、烧结范围:软化温度与烧结温度之差。
15、陶瓷烧成:是指多孔状陶瓷坯体在高温条件下,表面积减小、孔隙率降低、机械性能提高的致密化过程。
16、触变性:黏土泥浆或可塑泥团受到振动或搅拌时,黏度会降低而流动性增加,静止后逐渐恢复原状。
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围。
极化机制:电子极化、离子极化、偶极子极化、空间电荷极化频率围:松弛极化铁电体,晶体在某温度围具有自发极化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>Tc 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。
功能材料试题及参考答案功能材料试题及参考答案 篇⼀:功能材料试题参考答案 ⼀、名词解释(共24分,每个3分) 居⾥温度:铁电体失去⾃发极化使电畴结构消失的最低温度(或晶体由顺电相到铁电相的转变温度)。
铁电畴:铁电晶体中许许多多晶胞组成的具有相同⾃发极化⽅向的⼩区域称为铁电畴。
电致伸缩:在电场作⽤下,陶瓷外形上的伸缩(或应变)叫电致伸缩。
介质损耗:陶瓷介质在电导和极化过程中有能量消耗,⼀部分电场能转变成热能。
单位时间内消耗的电能叫介质损耗。
n型半导体:主要由电⼦导电的半导体材料叫n型半导体。
电导率:电导率是指⾯积为1cm2,厚度为1cm的试样所具有的电导(或电阻率的倒数或它是表征材料导电能⼒⼤⼩的特征参数)。
压敏电压:⼀般取I=1mA时所对应的电压作为I随V陡峭上升的电压⼤⼩的标志称压敏电压。
施主受主相互补偿:在同时有施主和受主杂质存在的半导体中,两种杂质要相互补偿,施主提供电⼦的能⼒和受主提供空状态的能⼒因相互抵消⽽减弱。
⼆、简答(共42分,每⼩题6分) 1.化学镀镍的原理是什么? 答:化学镀镍是利⽤镍盐溶液在强还原剂(次磷酸盐)的作⽤下,在具有催化性质的瓷件表⾯上,使镍离⼦还原成⾦属、次磷酸盐分解出磷,获得沉积在瓷件表⾯的镍磷合⾦层。
由于镍磷合⾦具有催化活性,能构成催化⾃镀,使得镀镍反应得以不断进⾏。
2.⼲压成型所⽤的粉料为什么要造粒?造粒有哪⼏种⽅式?各有什么特点? 答:为了烧结和固相反应的进⾏,⼲压成型所⽤粉料颗粒越细越好,但是粉料越细流动性越差;同时⽐表⾯积增⼤,粉料占的体积也⼤。
⼲压成型时就不能均匀地填充模型的每⼀个⾓落常造成空洞、边⾓不致密、层裂、弹性后效等问题。
为了解决以上问题常采⽤造粒的⽅法。
造粒⽅式有两种⽅式:加压造粒法和喷雾⼲燥法。
加压造粒法的特点是造出的颗粒体积密度⼤、机械强度⾼、能满⾜⼤型和异型制品的成型要求。
但是这种⽅法⽣产效率低、⾃动化程度不⾼。
喷雾⼲燥法可得到流动性好的球状团粒,产量⼤、可连续⽣产,适合于⾃动化成型⼯艺。
新材料科学导论期末复习题(有答案版)一、填空题:1.材料性质的表述包括力学性能、物理性质和化学性质。
2.化学分析、物理分析和谱学分析是材料成分分析的三种基本方法。
3.材料的结构包括键合结构、晶体结构和组织结构。
4.材料科学与工程有四个基本要素,它们分别是:使用性能、材料的性质、制备/加工和结构/成分。
5.按组成和结构分,材料分为金属材料,无机非金属材料,高分子材料和复合材料。
6.高分子材料分子量很大,是由许多相同的结构单元组成,并以共价键的形式重复连接而成。
7.复合材料可分为结构复合材料和功能复合材料两大类。
8.聚合物分子运动具有多重性和明显的松弛特性。
9.功能复合材料是指除力学性能以外,具有良好的其他物理性能并包括部分化学和生物性能的复合材料。
如有光,电,热,磁,阻尼,声,摩擦等功能。
10.材料的物理性质表述为光学性质、磁学性质、电学性质和热学性质。
11.由于高分子是链状结构,所以把简单重复(结构)单元称为链节,简单重复(结构)单元的个数称为聚合度。
12.对于脆性的高强度纤维增强体与韧性基体复合时,两相间若能得到适宜的结合而形成的复合材料,其性能显示为增强体与基体的互补。
(ppt-复合材料,15页)13.影响储氢材料吸氢能力的因素有:(1)活化处理;(2)耐久性(抗中毒性能);(3)抗粉末化性能;(4)导热性能;(5)滞后现象。
14.典型热处理工艺有淬火、退火、回火和正火。
15.功能复合效应是组元材料之间的协同作用与交互作用表现出的复合效应。
复合效应表现线性效应和非线性效应,其中线性效应包括加和效应、平均效应、相补效应和相抵效应。
16.新材料发展的重点已经从结构材料转向功能材料。
17.功能高分子材料的制备一般是指通过物理的或化学的方法将功能基团与聚合物骨架相结合的过程。
功能高分子材料的制备主要有以下三种基本类型:①功能小分子固定在骨架材料上;②大分子材料的功能化;③已有功能高分子材料的功能扩展;18.材料的化学性质主要表现为催化性能和抗腐蚀性。
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。
1、居里区与相变扩张: 热起伏相变扩张、应力起伏相变扩张、成分起伏相变扩散、结构起伏相变扩张2、铁电陶瓷居里峰的展宽效应:展宽效应是指铁陶瓷的ε与温度关系中的峰值扩张的尽可能的宽旷,平坦,即不仅使居里峰压低,而且要使峰的肩部上举,从而使材料具有较小的温度系数α,又具有较大的ε值。
固溶缓冲型展宽效应和粒界缓冲型展宽效应。
3、铁电陶瓷居里峰移动效应:铁电体居里点及其他转折点,随着组成成分的变化,作有规律地移动现象。
移动效应仅仅指T c及其它转变点位置移动,而ε-T曲线形状不变。
对BaTiO3来说,主要指Tc的移动(居里峰的移动)。
4、铁电陶瓷重叠效应:重叠效应表象上是转变点的重合,ε峰值的重叠,而本质上是结构上的相互重叠。
半导体介质:按其结构、工艺可分为三类:表面阻挡层型,表面还原再氧化和电价补偿型晶界层型反铁电体:反铁电体是这样一些晶体,晶体结构与同型铁电体相近,但相邻离子沿反平行方向产生自发极化,净自发极化强度为零,不存在类似于铁电中的电滞回线。
MLCC:多层片式陶瓷元器件,MLCC的主要趋势是发展微型化、大容量的以贱金属镍为内电极的BME、MLCC, 介质层。
微波介质陶瓷定义:是指应用于微波频段(主要是UHF、SHF频段)电路中作为介质材料并完成一种或多种功能的陶瓷主要性能要求:1、高的介电常数,以利于器件的小型化、2、高的品质因子,保证优良的选频特性、3、尽可能低小的谐振频率温度系数,以确保搞定频率稳定性。
微波介质陶瓷大致可以分为以下三大类:低介电常数类、中介电常数类、高介电常数类1、低介电常数类微波介质陶瓷的介电常数为25~30,Q=(1~3)×104 (在f≥10GHz下),τƒ=0。
主要应用于厘米、毫米波段使用的卫星通讯以及军事应用等通讯系统。
如钡基复合钙钛矿陶瓷Ba(B'1/3B"2/3)O32、2、中等介电常数类是指其介电常数介于30-70之间的微波介质陶瓷,主要应用于4GHz~8GHz 频率范围内的卫星通信及移动通讯基站。
这类材料主要有BaTi4O9、3、高介电常数类指其介电常数大于80的微波介质陶瓷,主要用于工作在f<2GHz的低频波段的民用移动通讯系统中作为介质谐振器件。
这类材料主要包括简称为BLT的BaO-Ln2O3-nTiO2 系列、CaO-Li2O-Ln2O3-TiO2系列和铅基钙钛矿系列。
压电陶瓷:压电陶瓷是指经直流高压极化后,具有压电效应的铁电陶瓷材料压电效应:当给晶体施加应力则电荷发生位移,如果电荷分布不在保持对称就会出现净极化,并将伴随产生一个电场,这个电场就表现为压电效应。
正压电效应:晶体受到机械力的作用时,表面产生束缚电荷,其电荷密度大小与施加外力大小成线性关系,这种由机械效应转换成电效应的过程称为正压电效应。
力→形变→电压逆压电效应:晶体在受到外电场激励下产生形变,且二者之间呈线性关系,这种由电效应转换成机械效应的过程称为逆压电效应。
电压→形变极化工艺:极化工艺是指在压电陶瓷上加一个强直流电场,使陶瓷中的电畴沿电场方向取向排列。
只有经过极化工艺处理的陶瓷,才能够显示压电效应压电陶瓷材料应用:振子方面、换能器方面准同型相界:四方铁电相与三方铁电相的交界,并不是一个明确的成分分界线,而是具有一定的成分范围,在此区域内,陶瓷体内三方相和四方相共存掺杂改性:为了满足不同的使用目的,我们需要具有各种性能的PZT压电陶瓷,为此我们可以添加不同的离子来取代A位的Pb2+离子或B位的Zr4+,Ti4+离子,从而改进材料的性能。
等价取代:等价取代是指用Ca2+、Sr2+、Mg2+ 等半径较Pb2+ 离子小的二价离子取代Pb2+ 离子,结果使PZT陶瓷的介电常数ε增大↑,机电耦合系数KP增大↑,压电常数d增大↑,从而提高PZT瓷的压电性能。
异价取代软性取代改性:所谓“软性取代改性”是指加入这些添加物后能使矫顽场强EC 减小↓,极化容易,因而在电场或应力作用下,材料性质变“软”。
经软性取代改性后的PZT瓷性能有如下变化:矫顽场强EC 减小↓,机械品质因数Qm减小↓;介电常数ε增加↑,介电损耗tanδ增加↑,机电耦合系数KP增加↑, 抗老化性增加,绝缘电阻率ρ增加↑。
硬性取代改性:所谓“硬性取代改性”是指加入这些添加物后能使矫顽场强EC 增加↑,极化变难,因而在电场或应力作用下,材料性质变“硬”。
经硬性取代改性后的PZT瓷性能有如下变化:矫顽场强EC增加↑,机械品质因数Qm增加↑;介电常数ε减小↓,介电损耗tanδ减小↓,机电耦合系数KP减小↓, 抗老化性降低,绝缘电阻率ρ减小↓其它取代改性:非软非硬添加剂如Ce4+、Cr3+和Si4+等,兼具软性和硬性的特征。
无铅压电陶瓷材料体系迄今为止,可被考虑的无铅压电陶瓷体系有:BaTiO3基无铅压电陶瓷;Bi1/2Na1/2TiO3(BNT)基无铅压电陶瓷;铌酸盐NaNbO3系无铅压电陶瓷;铋层状结构压电陶瓷;钨青铜结构无铅压电陶瓷。
具体为:敏感陶瓷:敏感陶瓷是根据某些陶瓷的电阻率、电动势等物理量对热、湿、光、电压及某种气体、某种离子的变化特别敏感的特性而制得的敏感陶瓷分类:1、物理敏感陶瓷:光敏陶瓷、热敏陶瓷、磁敏陶瓷、声敏陶瓷、压敏陶瓷、力敏陶瓷2、化学敏感陶瓷氧敏陶瓷湿敏陶瓷生物敏感陶瓷也在积极开发之中,也获得了不少骄人的成绩。
敏感陶瓷的结构与性能:陶瓷是由晶粒、晶界、气孔组成的多相系统,通过人为的掺杂,可以造成晶粒表面的组分偏离,在晶粒表层产生固溶、偏析及晶格缺陷等。
另外,在晶界处也会产生异质相的析出、杂质的聚集、晶格缺陷及晶格各向异性等。
这些晶粒边界层的组成、结构变化,显著改变了晶界的电性能,从而导致整个陶瓷电学性能的显著变化。
***热敏陶瓷:热敏陶瓷是一类电阻率、磁性、介电性等性质随温度发生明显变化的材料,主要用于制造温度传感器、线路温度补偿及稳频的元件--热敏电阻(thermistor)。
PTC热敏电阻的温度曲线半导化:由于在常温下是绝缘体,要使它们变成半导体,需要一个半导化。
所谓半导化,是指在禁带中形成附加能级:施主能级或受主能级。
在室温下,就可以受到热激发产生导电载流子,从而形成半导体。
PTC电阻温度特性及电压-电流特性与电流-时间特性电流-时间特性是指PTC热敏电阻在施加电压的过程中,电流随时间变化的特性。
开始加电瞬间的电流称为起始电流,达到热平衡时的电流称为残余电流PTC的应用:柜机空调用PTC器件、分体挂机空调PTC器件、暖风机用PTC器件PTC效应机理:PTC热敏电阻器有两大系列:一类是采用BaTiO3为基材料制作的;另一类是以氧化钒为基的材料。
1、BaTiO3系PTC热敏电阻陶瓷(1)BaTiO3陶瓷产生PTC效应的条件当BaTiO3陶瓷材料中的晶粒充分半导化,而晶界具有适当绝缘性时,才具有PTC效应。
PTC效应完全是由其晶粒和晶界的电性能决定,没有晶界的单晶不具有PTC效应NTC:是Negative Temperature coefficient (负温度系数)的缩写,是以尖晶石结构为主的半导体功能陶瓷,具有电阻值随着温度升高而减小的特性.导电机理:(1)化学计量比偏离采用氧化或还原气氛烧结,分别产生p型和n型半导体,形成电子或空穴导电。
(2)掺杂在主成分中引入少量与主成分金属离子种类不同、电价不等的金属离子,产生不等价置换,从而产生产生p型和n型半导体,实现电子或空穴导电。
跳跃导电模型理论可以解释大部分关于尖晶石结构的NTC热敏电阻材料的性质和现象。
NTC热敏电阻的电压电流特性NTC热敏电阻的应用1)温度补偿:用于石英振荡器(2~3个NTC)2)抑制浪涌电流:用于控制开关电源、电机、变压器等在接通瞬时产生的大电流。
3)温度检测:用于热水器、空调、厨房设备、办公用品、汽车电控等。
气敏陶瓷:是一种对气体敏感的陶瓷材料,陶瓷气敏元件(或称陶瓷气敏传感器)由于其具有灵敏度高、性能稳定、结构简单、体积小、价格低廉、使用方便等优点,得到迅速发展。
分类:气敏陶瓷大致可分为半导体式、固体电解质式及接触燃烧式三种气敏陶瓷的性能:半导体表面吸附气体分子时,半导体的电导率将随半导体类型和气体分子种类的不同而变化。
***压敏陶瓷压敏陶瓷是指电阻值随着外加电压变化有一显著的非线性变化的半导体陶瓷压敏陶瓷的基本特性压敏电阻陶瓷具有非线性伏-- 安特性,对电压变化非常敏感。
在某一临界电压以下,压敏电阻陶瓷电阻值非常高,几乎没有电流;但当超过这一临界电压时,电阻将急剧变化,并且有电流通过。
随着电压的少许增加,电流会很快增大。
压敏电阻陶瓷的这种电流-电压特性曲线如图所示。