1电子材料工艺原理
这是目前国内外研究的热门课题。国外已有低位存贮容量的商品 出售,它有望取代现有的半导体及磁芯存贮器。
1. 铁电材料的铁电性 例如,锆钛酸铅铁电材料Pb(ZrXTi1—X)O3简称PZT具有自发极化,
自发极化在交变外电场的激励下可随着电场而转向,表现出电滞回线。 铁电材料的铁电性表征便是电滞回线,一种材料是否具有铁电性就看 它是否具有电滞回线,由电滞回线可以获得三个典型的参数即Pr、Ec 和Ps(饱和自发极化)。
电子瓷原料
天然矿物原料(硬质原矿,软质原矿) 人工合成、提纯原料(化学试剂,电子级粉料)
化学试剂(化工原料): 电子陶瓷常用原料,一般化工原料采用化学组成分级。
工业纯(IR) Industrial Reagent
98.0%
化学纯(CP) Chemical Purity
99.0%
分析纯(AR) Analytical Reagent
7.1. 正温度系数热敏电阻器(PTCR)
1. PTC特性 室温时呈现低电阻率,当温度超过Tc时其电阻率可增加几个数
量级。
2. PTC 热敏电阻器应用实例 家用灭蚊器 — 现在人人几乎都用它,PTCR起着即恒温又加热的
双重作用,就功能而言,它具有测温、控温和加热的三重作用。
7.2. 铁电存储器(FRAM)
机理主要是晶界的效应,而晶界在很大程度上由制备工艺决定。例如 生烧使晶粒过小,主晶相合成不完全;过烧产生二次晶长使个别晶粒 粗大,它们均使ZnO压敏半导瓷压敏性能变坏。 一般陶瓷工艺的主要流程:
原料准备—坯体成型—烧结—瓷件加工
本章目的:弄清原料准备步骤的物理、化学原理及整个工艺过程。
第一节 电子瓷原料 一、原料分类
(8)加强新型陶瓷精密加工的研究
6、新型陶瓷展望
信息、能源、材料被誉为当代科学的三大支柱,新型陶瓷作为 一种新材料,以其优异的性能在材料领域独树一帜,在未来社会中 将越益发挥显著作用 。展望未来,新型陶瓷材料将会在下面几个方 面获得进展和突破。 (1)气相凝聚法制备超微(纳米)粉体 (2)用微波加热代替传统烧结 (3)陶瓷脆性的致命弱点将得到改变 (4)纳米材料的应用 (5)智能陶瓷的发展
5、新型陶瓷的工艺技术现状
粉体制备 — 成型 — 烧结 — 精加工 (1)粉体制备 ······ (2)成型 ······ (3)烧结 ······ (4)精加工 ······
作为一名学本专业的工程技术人员和科技工作者有必要研究、 探索和解决以下重点课题:
(5)工艺—结构—性能设计的研究 (6)开发标准化、系列化粉体的研究 (7)提高产品的重复性、可靠性与使用寿命的研究
2、新型陶瓷与传统陶瓷的区别
区别
传统陶瓷
新型陶瓷
原材料
天然矿物原料
人工精制合成原料
成型
可塑、注浆、挤压
干压、等静压、挤压、轧膜、 流延、热压铸
烧 成 温油度、在气1为35主0℃。以下,燃料以煤、(控1结60制0构℃温陶)度,瓷,功需燃能很料陶高以瓷温电需度为精烧主确结。的
加工
一般不需加工
切割、打孔、研磨、抛光等
2. 铁电存储器的特点 ① 速度快;② 抗辐射;③ 非挥发性。
3. 铁电存储器工作原理
能够存贮信息的主体是铁电电容器。
第一章 电子瓷瓷料制备原理
1.晶相结构
电子陶瓷的优良特性主要决定于 2.制备工艺
例如:ZnO 压敏半导瓷 主晶相性能方面—六方纤锌矿结构,本征特性为半导性。 制备工艺方面—ZnO压敏半导瓷对外加电压有一定的响应,追其
杂质
利:能对影响产品的不利因素进行克制,能与产品的某成份形 成共熔物或固溶体从而促进烧结,降低烧结温度,使瓷 件致密。
害:产生各种不必要的晶相及晶格缺陷,影响产品性能。
在实验研究中,对功能陶瓷(电子陶瓷)主晶相原料一般采用化 学纯(CP99%)或电子级粉料,而掺杂(也称小料)原料则应采用光 谱纯(GR99.9%)。
99.5%
光谱纯(GR) Guarateend Reagent 99.9%
电子级原料
专用
二、原料的评价(化学成份、结构、颗粒度、形貌) 1、化学成份 2、结构 3、颗粒度 4、形貌 原料的评价:
化学成份、结构、颗粒度、形貌四个方面。
三、电子瓷原的选择
1、在保证产品性能的前提下,尽量选择低纯度原料; 2、各种杂质及种类对产品的影响要具体分析。
性能
以外观效果为主
以内在性能为主:耐磨、耐 温、耐腐蚀、高强度及各种 敏感性。
用
途
日用、建筑、卫生装饰和艺术品
宇航、能源、冶金、化工、 交通、电子、家电等行业
3、新型陶瓷的分类
新型陶瓷
结构陶瓷
氧化物系列 非氧化物系列
功能陶瓷
电功能陶瓷 磁功能陶瓷 光功能陶瓷 生物及化学功能陶瓷
4、新型陶瓷的特性与应用 (1)高度绝缘性和良好的导热性 (2)铁电性、压电性和热释电性 (3)半导性或敏感性
1电子材料工艺原理
引言
当代三大固体材料
陶瓷材料 金属材料 有机高分子材料
现代科学的三大支柱
材料 能源
信息
1、新型陶瓷的概念
日本—精细陶瓷、精密陶瓷 美国—高级陶瓷、先进陶瓷、现代陶瓷 英国—技术陶瓷 我国—工业陶瓷、新型陶瓷,大多数国家统一称为新型陶瓷
新型陶瓷的定义:
采用人工精制的无机粉末为原料,通过结构上的设计,精确的化 学计量、合适的成型方法和烧成制度而达到特定的性能,经过加工处 理使之符合要求尺寸精度的无机非金属材料制品。
要求的电子陶瓷产品。
7、新型陶瓷的主要研究任务 (1)研究现有陶瓷性能及改良途径; (2)发掘原有材料的新性能; (3)探索和发展新材料及新应用; (4)研究制备材料的最佳工艺(本课程的主要内容); (5)对烧结后制品的精加工技术进行研究。 参考书目:
(1)《电子陶瓷工艺基础》上海科技大学编 (2)《陶瓷工艺学》华南工学院、南京化工学院、武汉建材学院合编 (3)《特种陶瓷工艺学》李世普编 (4)《日用陶瓷工艺学》李家驹主编
(6)陶瓷的晶界工程设计
功能陶瓷材料是一种多晶材料。研究结果表明,晶界对材料性 能的影响极大。在电子陶瓷的设计中,我们常常利用晶界特性。晶 界—晶粒界区:它包含晶粒表层部分、晶粒界、析出相和气孔等的 边界区域。
晶界工程设计: 研究晶界的作用,晶界的组成及它对材料性能的影响,然后设
计所需的晶界来达到人们所要求的材料性能,进而制备出符合实用