《电子材料工艺原理》第1章粉料表征与加工.pptx

第一章;1.概述;原料是基础-原料化学结构、组成、纯度、粒度及其分布

成型是条件-成型方法、特点及应用

烧结是关键-烧结方式、烧结制度与材料显微结构与电磁性能关系;陶瓷显微结构示意图:

;电子材料的性能可区分为两大类:一类为本征或固有性能,主要取决于结晶化合物的性质及晶形结构;另一类为非本征性质,与显微结构有关.显微结构包括晶粒和气孔的尺寸大小及分布,相组成及分布,晶界特性、缺陷及裂纹,组成均匀性及畴结构等。

电子材料性能的优劣取决于二方面的影响：首先是内因，主要指原料的纯度（含杂量）、组成、形貌（颗粒尺寸及分布、外形）等，影响化学反应的进度、晶体的生长情况及显微结构的均匀性，并进而影响到最终产品的电磁性能；其次是外因，主要指制备工艺，影响化学反应和显微结构(晶粒和气孔的尺寸大小及分布,相组成及分布,晶界特性、缺陷及裂纹,组成均匀性及畴结构等)。只有从两方面入手，充分发挥内、外因的潜力，才有可能实现低成本、高品质的目的。;典型实例分析:

例1.上海某新建变电站，有一年炎夏，高压电瓷制造的容器内，油压因温度上升而增高，造成爆炸破损，掉落巨大瓷块，既易伤人，也会引起大片地区停电(幸好该事故发生在试运行之前)。

事后对碎瓷进行分析，发现高压电瓷显微结构中的石英颗粒，轮廓清晰，证明在烧成过程中，它未与长石等玻璃相熔入和充分反应(正常瓷坯中石英颗粒边界应已与玻璃相作用而呈现融蚀状态)，说明该瓷坯为欠烧或生烧，抗张强度低于要求的强度，不能承受高压，因而发生破损。;典型实例分析

例2.浙江慈溪某PTC发热片生产厂,瓷片经耐电压试验后,发现当时瓷片并未击穿,装入箩筐中,经运输振动,大批破裂,损失数十万片.

检查发现,PTC陶瓷显微结构中,存在大量异常生长的大晶粒,在耐压通电过程中,该晶粒沿晶轴方向收缩及膨胀,使粗晶粒与周围细晶粒间产生极大差异从而导致微裂.调整第二相,抑制了异常晶粒生长,就可消除这类缺陷.;;2.粉料表征与加工;一级颗粒：单一颗粒——结晶、实体颗粒

;二级颗粒：单一粒子的聚结物——造粒物;粉体??基本性质;超细粉体分类;Concept;粒度：颗粒在空间范围所占大小的线性尺寸。

粒度的表示方法：体积直径，Stoke’s直径等。

体积直径：某种颗粒所具有的体积用同样体积的球来与之相当，这种球的直径，就代表该颗粒的大小，即体积直径。

斯托克斯径：也称为等沉降速度相当径，斯托克斯假设：当速度达到极限值时，在无限大范围的粘性流体中沉降的球体颗粒的阻力，完全由流体的粘滞力所致。这时可用下式表示沉降速度与球径的关系：

由此式确定的颗粒直径即为斯托克斯直径。;;

真密度：ρp=W/Vp

粒密度：ρg=W/Vg

堆密度：ρb=W/Vb

;真密度;粒密度;堆密度(松密度）;粉体颗粒的粒度分布;粒径

（μm）;累积粒度分布表;粉体颗粒晶态的表征;粉体化学成分确定

(1)分析化学方法

(2)X射线荧光技术(X-rayfluorescencetechnique)(XRF)

(3)质谱(massspectroscopy)(MS)

(4)中子激活分析(neutronactivationanalysis)

(5)电子微探针(electronprobemicroanalyzer)(EPMA)

(6)离子微探针(ionprobemicroanalyer)(IPMA)

上面所介绍的探针技术在样品内的穿透深度大约是1?m。;颗粒形状、表面积和扫描技术;;测量方法

;;球磨制粉的基本方式

滚筒式行星式振动式搅动式

滚筒式球磨;球磨

在球磨过程中，球磨筒将机械能传递到筒内的球磨物料及介质上，相互间产生正向冲击力、侧向挤压力、摩擦力等，当这些复杂的外力作用到脆性粉末颗粒上时，细化过程实质上就是大颗粒的不断解理过程；如果粉末的塑性较强，则颗粒的细化过程较为复杂，存在着磨削、变形、加工硬化、断裂和冷焊等行为，不论何种性质的研磨物料，提高球磨效率的基本原则是一致的。;（1）转速较低时，球料混合体与筒壁做相对滑动运动并保持一定的斜度。随转速的增加，球料混合体斜度增加，抬升高度加大，这时磨球并不脱离筒壁；

（2）转速达一临界值V临1时，磨球开始抛落下来，形成了球与筒及球与球间的碰撞；

（3）转速增加到某一值时，磨球的离心力大于其重力，这时磨球、粉料与磨筒处于相对静止状态，此时研磨作用停止，这个转速被称为临界转速V临2。;影响球磨效率的因素分析

球磨机的转速;