功能陶瓷复习题

《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。

21. 说明氧化锆导电陶瓷的导电机理。简述其制备方法。简述其氧气敏原理及应用。

22. 说明高磁导率铁氧体的晶粒大小和磁导率的关系。超高磁导率陶瓷的显微结构有什么特点？矫顽力与晶粒大小什么关系？

23. 软磁铁氧体有哪些特性？常见材料有哪些体系？常用的掺杂组分有哪些？

24. 锰铁氧体在冷却时容易出现什么问题？应采取什么措施？

25. 硬铁氧体有哪些特性？常见材料有哪些体系？

26. 制备各向异性的铁氧体有什么意义？如何制备？ 27. 叙述绝缘陶瓷的基本性能有哪些．对其微观结构有什么要求?

28. 滑石瓷在生产中存在什么问题．如何解决？

29. 热压铸法生产的95瓷（氧化铝)加入油酸的目的是什么?

30. 分析95瓷为何既作绝缘陶瓷又作为电真空瓷的原因。

31. 电容器陶瓷按其铁电性可分为哪几种?

32. 非铁电电容器陶瓷中，含钛陶瓷的生产过程中应注意哪些问题?

33. 铁电电容器陶瓷与反铁电电容器陶瓷有什么不同?

34. 实现BaTiO3半导体的方法有哪几种?

35. 写出施主杂质和受主杂质对BaTiO3瓷半导化影响反应方程式。

36. 何谓MLCC它属于什么结构?采用什么成型工艺?

37. 什么是正压电效应，什么是逆压电效应?

38. 压电常数有哪些?

39. 叙述PZT压电陶瓷的配方点为什么一般选在Zr/Ti=55/45处?

40. 压电陶瓷制造工艺中为什么要人工极化?

41. 怎样理解压电陶瓷的改性添加剂中“软性”和“硬性”?

42. 何谓热释电效应?

43. 压电陶瓷按应用按原理可分为哪两大类?

44. PZT热释电陶瓷配方为何选在锆钛比为100/0-94/6的狭小范围?

45. 敏感陶瓷为什么要进行半导化?半导化的途径主要有哪些?

46. 影响热敏电阻瓷(PTC)的因素有哪些?

47. SnO2既可制成导电陶瓷,又可制成气敏陶瓷。对SnO2气敏陶瓷而言，其主要性能要求与导电陶瓷有何区别？

48. ZnO气敏陶瓷和压敏陶瓷有何不同？

49. 什么是磁畴?

50. 磁滞回线所包围面积的大小代表什么?

51. 铁氧体的晶体结构主要有哪些?

52. 铁氧体材料备料工艺有哪六种?

53. 叙述铁氧体的微观结构与性能的关系。

54. 磁性陶瓷按性质和用途来分有哪七种?

55. 陶瓷材料在什么条件下电导率增加?有何方法改善氧化物陶瓷的导电性，作为发热元件使用的导电陶瓷一般应在什么条件下使用?

56. 试比较α-Al2O3，β-Al2O3，γ-Al2O3三者之间结构和性能有何异同。

57. 超导陶瓷(氧化物超导体)的主要类型有哪些?有何重要特性? 电子陶瓷部分

填空题：

1. 电子陶瓷的显微结构是指________的陶瓷内部的组织结构，包括________、________、________等的大小与分布。

2. BaTiO3晶体存在的同质异晶相有________、________、________、________。

3. 金属导热的主要机制是通过________的运动来迅速实现热量的交换；电介质材料的热传导机理是由_______________来实现的。

4. 影响固溶度的因素有________、________、________、________以及________等。

5. BaTiO3陶瓷的半导化方法有：________、________、________。

6. Ca2+取代BaTiO3中的Ba2+所形成的缺陷可标记为________ ，Nb5+取代Ti4+所形成的缺陷标记为________ 。

7. 晶体中常见的点缺陷有：________、________、________；常见的电子缺陷有：________、________。

8. 金属与半导体的接触形式有________、________、________。

9. BaTiO3陶瓷的半导化方法有：________、________、________。

10.影响Ⅰ类瓷具有零、正、负温度系数的内在因素有________、________。

11. 软性取代主要是通过 ________ 来实现；硬性取代主要是通过________ 来实现。

1. 何为电畴？

2. 何为压电效应？

3. 含钛陶瓷中钛离子易变价，在配方及工艺上可采取哪些措施来防止？

4. 高导热晶体材料应具有哪些结构特点？常见的高导热基片材料有哪些？

5. 为什么民用MLCC多以Ni内电极MLC为主流产品，试分析其优点、难点及解决方案？

6. 展宽效应、移峰效应的定义？

7. 何为铁电陶瓷?

8. 含钛陶瓷常常出现瓷体“黑心”现象，试提出解决方案？

9. 电容器的分类及其各自的特点？

10. BaTiO3陶瓷有哪几种晶型相变？为什么BaTiO3陶瓷最适合做低频电容器介质？

11. 压电陶瓷为什么要进行预极化？如何进行预极化

12. 固溶体的分类及影响固溶度的因素。

电子陶瓷部分答案

填空题

1. 用各类显微镜所能观察到、晶相、玻璃相、气相（或气孔）

2. 立方相、四方相、正交相、三方相

3. 电子 、晶格振动的格波（或声子）

4. 结构（或晶格类型）、离子大小、电负性、温度、离子电价

5. 强制还原法 、施主掺杂法（或原子价控制法）、AST法

6. 、

7. 晶格空位 、 填隙原子 、 置换原子、电子 、 空穴

8. 阻挡接触 、 欧姆接触 、 中性接触

9. 施主掺杂法（或原子价控法） 、 强制还原法 、 AST法

10. 质点的极化程度 、 单位体积的质点数

11. 高价取代、 低价取代

问答题

1.答：在铁电体中，固有电偶极矩在一定的子区域内取向相同的这些区域就称为电畴。

2.答：在没有对称中心的晶体上施加机械作用时，发生与机械应力成比例的介质极化，同时在晶体的两端面出现正负电荷，称为正压电效应。当在晶体上施加电场时，则产生与电场强度成比例的变形或机械应力，称为逆压电效应。二者统称为压电效应。

3.答：（1）采用氧化气氛烧结，抑制还原；（2）降低烧结温度，抑制高温失氧；（3）在低于烧结温度20 ~ 40oC，在强氧化气氛中回炉；（4）掺入低价杂质，抑制高价杂质；（5）加入La2O3等稀土氧化物：改善电化学老化特性。（6）加入ZrO2：阻挡电子定向移动，阻碍Ti4+变价。

4.答：高导热晶体材料应具有的结构特点是: (1) 共价键很强的晶体； (2) 结构单元种类较少； (3) 原子量或平均原子量均较低； (4) 不是层状结构；常见的高导热基片有Al2O3，AlN，BeO，SiC等。

5.答：优点：降低成本。难点：镍在空气中加热易氧化，这种镍内电极的MLCC就必须在强还原气氛的保护下烧成。含钛陶瓷在还原性气氛中往往会产生Ti4+→Ti3+还原，而使其丧失绝缘性能，甚至变成半导体，故需要对BaTiO3系瓷料进行改性，使之具有一定的抗还原性。解决方法：受主掺杂。

6.答：展宽效应：指铁电陶瓷的ε与温度关系中的峰值扩张得尽可能的宽旷，平坦，即不仅使居里峰压低，而且要使峰的肩部上举，从而使材料既具有较小的温度系数αε，又具有较大的ε值。移动效应：铁电体居里点及其他转变点，随着组成成分的变化，作有规律地移动现象。 7.答：在一定温度范围内具有自发极化，且自发极化能为外电场所转向的陶瓷称为铁电陶瓷。

8.解决方案：（1）采用氧化气氛烧结，抑制还原；（2）降低烧结温度，抑制高温失氧；（3）在低于烧结温度20 ~ 40oC，在强氧化气氛中回炉；（4）掺入低价杂质，抑制高价杂质；（5）加入La2O3等稀土氧化物：改善电化学老化特性。（6）加入ZrO2：阻挡电子定向移动，阻碍Ti4+变价。

9.答： I类（高频瓷）：介电常数较小，介电损耗小，介电常数温度系数小（系列化）。

II类（低频瓷）：介电常数高，介电损耗较大，介电常数温度系数较大。 III类（半导体电容器瓷）：介电常数超高，晶粒半导化，晶界绝缘化。

10.答： BaTiO3陶瓷有立方相、四方相、正交相和三方相 四种晶型。由于频率增大，BaTiO3陶瓷的介电常数降低，而损耗大幅增加，因此BaTiO3陶瓷最适合做低频电容器介质。

11.答： 对于铁电陶瓷来说，各个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，使宏观极化强度为零，对外不显示压电效应，故必须经过人工预极化，使宏观极化强度不为零，对外才能显示压电效应。在涂有电极的铁电陶瓷两面加上直流电场进行预极化。

12.答：分类： ① 按溶解度或溶质原子在溶剂晶体中的位置来分类：置换型固溶体；填隙型固溶体；缺位型固溶体； ② 按照溶解度：无限固溶体；有限固溶体。影响溶质原子在溶剂晶格中的溶解度的因素： ① 结构因素 ② 离子大小因素 ③ 电负性 ④ 温度 ⑤ 离子电价的影响