陶瓷的显微结构与性能Ⅱ.陶瓷的显微结构对某些性能的影响

陶瓷的力、光、电、声、热、磁学等物理性能在很大程度上取决于其显微结构,在某些情况下甚至是决定性的。由于影响陶瓷显微结构的因素复杂,显微结构与性能间的关联更是千变万化,研究它们之间的关系和内在机制是陶瓷科学中具有广泛和深刻内容的问题,它一方面是属于基础性的研究,同时对生产制备又有着重要的指导作用。列举说明陶瓷的显微结构对以下三种性能的影响。     

实用新型专利

正名称:一种氧化铍陶瓷基板300瓦高功率电阻申请号:CN201621351786.2公开(公告)日:2017.06.30申请日:2016.12.10申请(专利权)人:上海华湘计算机通讯工程有限公司发明(设计)人:周敏;戴林华;周蕾本实用新型公开了一种氧化铍陶瓷基板300瓦高功率电阻,其包括底板和氧化铍基板,所述氧化铍基板背面设有焙银,所述氧化铍基板正面设有电阻膜、接地电极     

多孔陶瓷热导率的影响因素及其有效热导率的数值计算方法

多孔陶瓷因具有孔隙率高、体积密度小、比表面积大等独特的表面物理特性而被广泛应用于保温材料、炉膛材料、热障涂层材料、高温烟气过滤材料等,研究多孔陶瓷导热机制并给出其有效热导率的计算方法既是重点又是难点。本文总结了国内外研究的多孔陶瓷热导率的影响因素,概述了多孔陶瓷有效热导率的计算方法,并重点分析了不同显微结构的不同计算方法。针对不同的应用领域对材料热导率的不同要求,提出通过控制显微结构控制热导率是今后多孔陶瓷热导率研究得发展趋势。     

可加工陶瓷材料的研究进展

工程陶瓷以其优异的性能得到了广泛的应用，但由于其固有的脆硬性，使其难以加工，阻碍了其应用范围的扩大，通过陶瓷自身显微结构设计来增加陶瓷材料的可加工性是解决陶瓷难加工问题的关键。本文简要介绍了陶瓷可加工性与弱界面设计的关系和可加工陶瓷的研究进展。     

世界各国竞相发展新型陶瓷

自古以来,陶瓷与人类的文明与进步有着紧密联系,随着现代科学技术的高速发展,新型陶瓷日益引起世人的广泛关注。日用性很强的传统陶瓷已不断向具有多种工业用途的新型陶瓷方向发展。目前,世界各国特别是发达国家竞相发展新型陶瓷,尤以美国、日本处于领先地位。我国从５０年代开始新型陶瓷的研究与开发,那时的材质以氧化铝陶瓷为主。６０年代为适应电子技术与核技术发展的需要,氧化铝质、氧化铍质、氧化钙质陶瓷以及其它非氧化物陶瓷不断问世。“七五”、“八五”期间,我国高技术陶瓷的开发与应用进入一个新阶段,从事新型陶瓷开发研制的单位…     

钛酸钡半导体陶瓷的显微结构分析

BaTiO_3半导体陶瓷广泛用做PTC热敏电阻和晶界层电容器。BaTiO_3半导体陶瓷是多晶材料,其性能不仅决定于化学组成,而且与其显微结构有着密切关系。BaTiO_3半导体陶瓷的电阻正温度系数效应(PTC效应)最先由W.Heywang提出的晶界势垒模型进行了解释。随后,又有一些作者对Heywang提出的晶界势垒模型进行了修正。为了能从直接的实验数据验证势垒模型,很多人研究了BaTiO_3PTC陶瓷的显微结构。这些有关BaTiO_3陶瓷显微结构     

问:什么是透明陶瓷?其性能如何?制备方法有哪些?

<正>答:1简介一般陶瓷是不透明的,但是光学陶瓷或钠灯灯管等制品像玻璃一样透明,故称透明陶瓷。一般陶瓷不透明的原因是其内部存在杂质和气孔,前者能吸收光,后者令光产生散射,所以就变得不透明。如果选用高纯原料,并通过一定的工艺方法排除气孔就可能获得透明陶瓷。早期就是采用此方法得到透明的氧化铝陶瓷,后来研究出如烧结白刚玉、氧化镁、氧化铍、氧化     

微晶玻璃的显微结构与介电性能

玻璃和陶瓷作为电介质材料具有广泛的实用价值。材料性能的好坏,不仅决定于它们的化学组成,而且在很大程度上决定于材料的显微结构。 微晶玻璃就是通过改变显微结构用玻璃工艺制成的陶瓷。它的电导率、介电系数、介电损耗以及某些特殊的压电、铁电性能,在很大程度上取决于所含晶相的种类、晶粒尺寸和形状、厚宽比以及显微结构缺陷,如微裂纹、气孔等。弄清这些物理因素对电介质材料性能的影响,将有助于新材料的研究和选用,亦可作为控制生产、判断产品质量的理论依据。     

显微结构与相图

讨论了陶瓷学科相图与显微结构的关系,显微结构分析的可信性,同一系统具有多种不同画法的相图以及应用相图的限制等问题;同时指出,完整、准确的显微结构分析结果是建立相平衡图的关键依据。     

反应合成非氧化物陶瓷材料

反应合成是陶瓷材料的重要制备工艺之一,在制备块体陶瓷、纤维增强复合材料基体、复合材料的陶瓷防护涂层等方面具有广泛的应用。本文简要介绍了作者多年来在反应合成复相陶瓷方面的研究结果,包括硼化钛体系、硼化锆体系、碳化物体系、氮化硼体系以及最近发展起来的高熵陶瓷体系。不同的反应体系包含有化学性质完全不同的反应物、化学反应中可能存在较大的放热现象、反应物存在分解后再反应等中间过程、产物中可能存在气相副产物等不同特征,后续致密化过程与前期反应过程的控制具有复杂多样的密切关系,所以深入研究前期反应过程和后期致密化及显微结构形成机理对反应合成具备特殊显微结构和性能的陶瓷材料具有重要的意义。高温化学反应不仅可以用于合成陶瓷材料,在采用非反应合成的常规工艺制备陶瓷材料特别是非氧化物陶瓷的过程中也普遍存在,了解这些化学反应进行的条件有利于设计合理的工艺制度,从而获得性能优越的材料。     

Na_3Zr_2Si_2PO_(12)固体电解质的制备和性能

用固相反应法制备了Na_3Zr_2Si_2PO_(12)(Nasicon)固体电解质陶瓷。研究了各种因素对烧结的影响。用固相反应法制备的Nasicon陶瓷具有细晶显微结构,相对密度达96～98％,在350℃时电阻率为3Ω·cm。这种高的电导率是由于Nasicon在140℃附近发生可逆相变所致。     

掺杂稀土铈对高炉渣陶瓷远红外性能及物理性能的影响

以攀西地区高炉废渣为原料,采用陶瓷烧结工艺制备了不同稀土Ce掺杂量的高炉渣远红外陶瓷。研究了高炉渣陶瓷中稀土Ce的最佳掺入量以及稀土的掺入对陶瓷红外辐射性能的影响机理,考察了稀土的掺入对于高炉渣陶瓷线收缩率、吸水率及抗折强度的影响。采用X射线衍射与扫描电子显微镜研究了样品的晶相组成与显微结构,采用Fourier红外吸收光谱及发射光谱研究了样品红外吸收及发射性能。结果表明:陶瓷红外发射率最高达0.91,样品的抗折强度最高达38.1 MPa。高炉渣远红外陶瓷不仅具备高的远红外辐射能力,而且拥有良好的物理性能。     

掺杂稀土铈对高炉渣陶瓷远红外性能及物理性能的影响EI北大核心CSCD

以攀西地区高炉废渣为原料,采用陶瓷烧结工艺制备了不同稀土Ce掺杂量的高炉渣远红外陶瓷。研究了高炉渣陶瓷中稀土Ce的最佳掺入量以及稀土的掺入对陶瓷红外辐射性能的影响机理,考察了稀土的掺入对于高炉渣陶瓷线收缩率、吸水率及抗折强度的影响。采用X射线衍射与扫描电子显微镜研究了样品的晶相组成与显微结构,采用Fourier红外吸收光谱及发射光谱研究了样品红外吸收及发射性能。结果表明:陶瓷红外发射率最高达0.91,样品的抗折强度最高达38.1 MPa。高炉渣远红外陶瓷不仅具备高的远红外辐射能力,而且拥有良好的物理性能。     

精细陶瓷的生产与应用

精细陶瓷又叫先进陶瓷、特种陶瓷、高性能陶瓷和高技术陶瓷。其可分为结构陶瓷和功能陶瓷两大类。结构陶瓷是指高机械强度、耐磨损、抗腐蚀和高温稳定性良好的材料；功能陶瓷是指应用于特种电气的材料、磁性材料、光学材料、化工材料和生物材料等。总之,精细陶瓷是指由精确控制的化学结构和精确设计的显微结构组成的,具有特殊的力学、光学、热学、化学、电学、磁学和声学等各种特性和功能的材料,是目前应用极为广泛的稀有材料。1精细陶瓷的发展过程表1精细陶瓷的发展过程(从Al2O3的含量变化来看)名称Al2O3(%)材料性能应用领域传统瓷0-10致密、脆性大、强度低日用瓷、卫生瓷耐火材料30多孔、强度低窑炉内衬工业瓷30-40致密、强度低化工产品75高铝瓷75致密、强度一般电子工业95商铝瓷95致密、强度较高电子、化学工业高致密、高强度、电子、机械、99高铝瓷不低于99耐腐蚀、抗磨损化工产品随着科学技术的发展,特别是20世纪50年代以来,高新技术产业的迅速崛起并发展壮大,传统陶瓷已越来越不能满足化工、冶金、能源、通信、电子学、生物工程、军事建设及航空航天等空间技术装备等发展所需的新材料--精细陶瓷。尽管精细陶瓷的整个发展史还不到一个世纪,但由于精细陶瓷的迅猛发展及其     

分散工艺对注凝成型氧化铝陶瓷结构和性能的影响

采用自发凝胶体系注凝成型氧化铝陶瓷,研究了2种分散工艺对浆料的流变性、素坯的气孔率和孔径分布以及陶瓷的体积密度、抗弯强度和显微结构的影响。结果表明:与行星球磨分散的浆料相比,搅拌磨分散的浆料具有较低的黏度,素坯具有较低的气孔率和较小的孔径,烧结后的陶瓷显微结构更加均匀,晶粒尺寸更小,体积密度和抗弯强度更高。由搅拌磨分散的56%(体积分数)固含量浆料制备的坯体经1 600℃烧结后三点抗弯强度达到522 MPa,比相应行星球磨分散所制备的陶瓷高12%。     

非金属晶须增强体

又称陶瓷晶须增强体。由非金属材料及金属氧化物,如二氧化硅、氧化镁、氮化硅、碳化硅、碳化硼、氧化铍及氧化铝、石墨等制成的晶须。     

读者信箱

问：透明陶瓷的应用领域有哪些？其研究进展和发展现状如何？ 答：1简介 一般陶瓷是不透明的，但是光学陶瓷或钠灯灯管等制品像玻璃一样透明，故称透明陶瓷。一般陶瓷不透明的原因是其内部存在杂质和气孔，前者能吸收光，后者令光产生散射，所以就变得不透明。如果选用高纯原料，并通过一定的工艺方法排除气孔就可能获得透明陶瓷。早期就是采用此方法得到透明的氧化铝陶瓷，后来研究出如烧结白刚玉、氧化镁、氧化铍、氧化钇、氧化钇一二氧化锆等多种氧化物系列透明陶瓷。近期又研制出非氧化物透明陶瓷，如砷化镓、硫化锌、硒化锌、氟化镁、氟化钙等。     

双稀土掺杂α-Sialon陶瓷显微结构和力学性能研究

采用热压烧结方法制备了双稀土Sm和Er掺杂的长柱状α-Sialon陶瓷。利用XRD和SEM等手段研究了不同m值下α-Sialon陶瓷的相组成和显微结构变化,并测试了α-Sialon陶瓷显微硬度、抗折强度、断裂韧性等力学性能。结果表明:双稀土掺杂制备α-Sialon晶相为长柱状,表现出较好的力学性能;m值从0.8增至1.2时,由于α-Sialon陶瓷显微结构和晶体组成的改变,导致材料力学性能提高。     

新型陶瓷晶须的制备与性能

晶须作为一种增强材料,由于其优良的性能,使得晶须增强复合材料已成为复合材料领域中的一个重要分支。本文介绍了一些常用晶须,综述了氧化锌、钛酸钾、硼酸铝等新型陶瓷晶须的制备方法、显微结构以及性能与应用。     

国外特种陶瓷发展新动向

1、前言 传统陶瓷是以粘土为主要原料烧制而成，其成分中含硅酸盐。现在人们研制出了不含硅酸盐的化合物陶瓷，如由氧化物、碳化物、氮化物、硼化物、硅化物、硫化物或其它无机非金属材料的陶瓷：此外还有在陶瓷中掺入金属的金属陶瓷和以金属纤维或无机非金属增强的纤维增强陶瓷。这些陶瓷由于其化学组成、显微结构及性能不同于普通陶瓷。故称为特种陶瓷或高技术陶瓷，在日本称为精细陶瓷。