第8次课-功能陶瓷概要.ppt

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第8次课-功能陶瓷概要

压电超声马达 世界上最小的马达(电机):重36mg,长5mm,直径1mm,可作为人造心脏的驱动器。 原理:当给定子加上电之后,由于逆压电效应,定子表面就会产生超声振动。由于定子和转子之间的摩擦力的作用,转子也会跟着运动起来。 优点:结构简单、启动快、体积小、无电磁干扰。 3.6 磁性陶瓷 磁性陶瓷分为含铁的铁氧体陶瓷和不含铁的磁性陶瓷。多属于半导体材料,因此成为现代电子技术中必不可少的一种材料。 磁性陶瓷的高频磁导率较高,这是其他金属磁性材料所不能比拟的。最大弱点是饱和磁化强度较低,居里温度也不高。 3.6 磁性陶瓷 3.6.1 磁性陶瓷的分类 所要介绍的磁性陶瓷主要是铁氧体陶瓷,它们是以氧化铁和其它铁族或稀土族氧化物为主要成分的复合氧化物。 按铁氧体的晶体结构可把它们分为三大类:尖晶石型、石榴石型和磁铅石型。 按铁氧体的性质及用途又可分为软磁、硬磁、旋磁、矩磁、压磁、磁泡、磁光及热敏等铁氧体等。 按其结晶状态可分为单晶和多晶体铁氧体; 按其外观形态可分为粉末、薄膜和体材等。 3.6.2 铁氧体的生产工艺 多晶铁氧体的生产工艺:多晶铁氧体生产最后都要通过烧结达到致密化,因此,要求获得微细、均匀、具有一定烧结活性的铁氧化粉末,按照其生产方法大体可分为经预烧和不经预烧两种,预烧的目的在于减少烧成收缩或合成铁氧体。 几种铁氧体的粉料制备方法: 其中氧化物法、化学沉淀法、电解沉淀法、低温化学法及部分盐类分解法获得的是微细均匀的原料,需要预烧合成铁氧体。而另一部分盐类分解法及喷雾煅烧法可直接获得微细均匀的铁氧体,不经预烧,就可成型、烧结。 3.6 磁性陶瓷 3.7 陶瓷的金属化和封接 陶瓷金属化的目的之一是为了实现陶瓷与金属、陶瓷与陶瓷之间的牢固封接。 陶瓷与金属的封接流程 陶瓷件与金属的封接实际上是金属件与金属薄膜的焊接。 半导体元件封接 3.7 陶瓷的金属化和封接 3.7.1 被银法 被银法又称烧渗银法,是指在陶瓷表面烧渗一层金属银,作为电容器、滤波器的电极或集成电路基片的导电网络。 此制备技术旨在利用银的导电能力强、抗氧化性能好,在银面上可直接焊接金属等优点。但对于电性能要求较高的材料,如在高温,高湿和直流电场作用下使用,由于银离子容易向介质中扩散,造成电性能恶化,因而不宜采用被银法。 3.7.2 烧结金属粉末法 烧结金属粉末法,是在高温还原气氛中,使金属粉末在陶瓷表面上烧结成金属薄膜,再进行陶瓷——金属封接的一种方法。 上述工艺应遵循以下原则: ① 金属件的熔点应比金属化温度高200℃以上。 ② 金属件的膨胀系数与陶瓷的膨胀系数尽可能地接近、互相匹配。但封包陶瓷的金属应有较高的热膨胀系数;封接于陶瓷内部的金属,则应具有较低的热膨胀系数,这是为了要使陶瓷保持受压状态,封接处的金属壁应做得比较薄。 3.7 陶瓷的金属化和封接 3.7.3 玻璃焊料封接法 随着陶瓷应用的扩大,陶瓷应用于真空技术中的关键——金属与陶瓷的封接,也不断发展。 陶瓷的金属化法,虽然金属化层与陶瓷结合强度高,金属钎焊焊料与金属化层和金属构件皆能牢固焊接,封接强度高(抗折强度一般在100MPa以上),适合与强度要求高的器件封接,但较难满足于抗碱金属腐蚀,热震性好的要求。为此,发展另一种氧化物玻璃焊料的封接法。 常用的玻璃焊料为以氧化铝和氧化钙为基,加入氧化镁、氧化铱等组成的玻璃焊料。 3.7 陶瓷的金属化和封接 * * 特种陶瓷材料及工艺 授课教师:任 帅 绪论 第一章 特种陶瓷生产工艺原理 第二章 结构陶瓷 第三章 功能陶瓷 第七章 薄膜材料 第八章 生物陶瓷 第九章 新能源材料 第十章 环境材料 第四章 特种玻璃 第五章 人工晶体 第六章 无机纤维 功能陶瓷:在材料应用中,主要利用其非力学性能时,则统称此类陶瓷材料为功能陶瓷材料。所谓非力学性能,包括材料的电、磁、光、热、化学、核性能和生物学等方面的性能。 功能陶瓷已在能源开发、空间技术、电子技术、传感技术、激光技术、光电子技术、红外技术、生物技术、环境科学等领域得到广泛的应用。 第三章、功能陶瓷 3.1 电介质陶瓷 3.2 铁电陶瓷 3.3 敏感陶瓷 3.4 导电陶瓷 3.5 超导陶瓷 3.6 磁性陶瓷 3.7 陶瓷的金属化和封接 第三章、功能陶瓷 3.1.1 电介质陶瓷的一般特性 3.1.2 电介质陶瓷的性能及分类 3.1.3 电介质陶瓷陶瓷生产工艺、性能及应用 3.1.4 非铁电电容器陶瓷 3.1 电介质陶瓷 A 绝缘陶瓷 电容器陶瓷 B 压电陶瓷 C 热释电陶瓷 D 铁电陶瓷 电介质陶瓷分类示意图 3.

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