第7章-功能陶瓷.pptVIP

*/* 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”。 （a） K+，Na+等取代A位Pb+2离子（受主掺杂）； （b） Fe2+、Co2+、Mn2+(或Fe3+、Co3+、Mn3+)、Ni2+、Mg2+、Al3+、Cr3+等取代B位的Zr4+、Ti4+离子（受主掺杂）。 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↓。 */* 7.5 磁性陶瓷 由于金属和合金磁性材料的电阻率低,损耗大，因而无法适用于高频。陶瓷质的磁性材料电阻率高，可以从商用频率到毫米波范围以多种形态得到应用，而且具有较高的高频磁导率，这是其他磁性材料难以比拟的。 磁性陶瓷分为含铁的铁氧体陶瓷材料和不含铁的磁性陶瓷材料。 */* 铁氧体的组成与分类 1.组成 主要成分Fe2O3，还含有二价或一价的金属，如：Mn、Zn、Cu、Ni、Mg、Ba、Pb、Sr、Li等氧化物；三价稀土金属，如：Y、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho及Er氧化物；颜色深，黑色陶瓷；还出现一些不含铁离子，但却具有铁磁性的氧化物材料，如：NiMnO3及CoMnO3等。 */* 2. 铁氧体陶瓷的晶体结构及其分类 (1)主晶相：三类 尖晶石型(MFe2O4，密堆立方) 磁铅石型(MFe12O19，三方) 石榴石型(R3Fe5O12，体心立方) (M为铁族元素，R为稀土元素) 此外还有钙钛矿和钨青铜型等； (2)按其性质和用途分类： 软磁、硬磁、旋磁、矩磁、压磁、磁泡、磁光和热敏铁氧体等8大类型。 */* 铁氧体的制备工艺 1.制备方法 （粉末冶金方法） (1)干法 采用氧化物作原料，活性较差，固相反应，不易完全，但工艺简单，应用普遍； (2)湿法(化学方法) 采用硫酸盐、硝酸盐和草酸盐等作原料，制成含Fe3+(或Fe2+)以及其它金属离子水溶液，再用碱(NaOH)、草酸(H2C2O4)或草酸铵[(NH4)2C2O4.H2O]混合共沉淀，然后经冲洗→烘干→成型→烧结等工序得到铁氧体产品； 湿法制备的原料化学活性较高，磁特性较好，是一种有发展前途的方法。 */* (3)喷射燃烧法 按比例配好料后，用高压喷成雾状进入燃烧室，烧成铁氧体。 (4)电解共沉淀法 配方金属——阳极，另一种金属——阴极，电解沉淀得到混合物原料。 */* 2. 制备工艺过程 配料→混合→预烧(800～1000℃，1～4h)→成型→烧结(1000～1400℃，1～10h)→降温热处理(获得所需磁性能，消除热应力)。 高μ值材料：缓冷；记忆元件：淬火。 还应注意减少气孔相，它有消磁作用。 新工艺技术：热压结法、喷雾法、浆铸法、冰冻法等。 */* （5）影响PTC热敏陶瓷性能的影响 A、组成对居里温度的影响 不同的PTC热敏陶瓷对Tc(开关温度)有不同的要求。通过控制BaTiO3的居里点可以解决。改变Tc称“移峰”，通过改变组成，即加入某些化合物可以达到“移峰”的目的，这些加入的化合物称为“移峰剂”。 “移峰剂”具有与Ba2+、Ti4+离子大小、价态相似的金属离子，可以取代Ba2+、Ti4+离子，形成连续固溶体。如PbTiO3 （高于120℃，Tc=490℃）、 SrTiO3（低于120℃，Tc=-150℃）。 */* B、晶粒大小的影响 晶粒大小与正温度系数、电压系数及耐压值有密切的关系。一般说来，晶粒越细小，晶界的比重越大，外加电压分配到每个晶粒界面层的电压就越小。因此，晶粒细小可降低电压系数，提高耐压值。 BaTiO3热敏陶瓷的PTC特性的高低，与陶瓷的晶粒大小密切相关。研究表明，晶粒在5um左右的细晶陶瓷具有极高的正温度系数。 要获得细晶陶瓷，首先要求原料细、纯、匀、来源稳定，其次可通过添加一些晶粒生长抑制剂，达到均匀细小净粒结构的目的。此外，加入玻璃形成剂和控制升温速度也可以抑制晶粒长大。 */* C、化学计算比（Ba/Ti）的影响 在TiO2稍微过量时通常会呈现最低体积电阻率；在Ba过量时体积电阻率往往会增高，且使瓷料易于实现细晶化。 D、Al2O3对PTC陶瓷的影响 Al3+在BaTiO3基陶瓷中有三种存在位置：①当TiO2高度过量时，Al3+有可能被挤到BaTiO3晶格的Ba2+位置，这时Al3+的作用是