電子陶瓷概述

1、電子陶瓷工藝原理電子陶瓷工藝原理主講教師：張顯主講教師：張顯電子陶瓷工藝原理電子陶瓷工藝原理課程內(nèi)容課程內(nèi)容課程分為四部分內(nèi)容：課程分為四部分內(nèi)容：第一部分：原料制備第一部分：原料制備第二部分：電子陶瓷成型第二部分：電子陶瓷成型第三部分：電子陶瓷燒結(jié)第三部分：電子陶瓷燒結(jié)第四部分：電子陶瓷表面及加工第四部分：電子陶瓷表面及加工教學(xué)參考書：教學(xué)參考書：使用教材：李標(biāo)榮使用教材：李標(biāo)榮 編著編著電子陶瓷工藝原理電子陶瓷工藝原理 華中科技大學(xué)出版社華中科技大學(xué)出版社下載課件：請登錄下載課件：請登錄 校園網(wǎng)教務(wù)系統(tǒng)，在其中尋找校園網(wǎng)教務(wù)系統(tǒng)，在其中尋找該門課程該門課程成績由兩部分組成：成績由兩部分組成

2、：1 考試考試2 讀書報告（具體要求在教務(wù)系統(tǒng)讀書報告（具體要求在教務(wù)系統(tǒng)的本門課程討論中）的本門課程討論中）陶瓷的概念陶瓷的概念陶瓷：通常將經(jīng)過制粉、成型、燒結(jié)等工藝制得的產(chǎn)品陶瓷：通常將經(jīng)過制粉、成型、燒結(jié)等工藝制得的產(chǎn)品都叫做陶瓷都叫做陶瓷 無機(jī)燒結(jié)體（硬而脆）無機(jī)燒結(jié)體（硬而脆）顯微結(jié)構(gòu)：多晶多相結(jié)構(gòu)顯微結(jié)構(gòu)：多晶多相結(jié)構(gòu)人類文明發(fā)展史中，陶瓷一詞常常作為論證標(biāo)志之一，人類文明發(fā)展史中，陶瓷一詞常常作為論證標(biāo)志之一，于是在相當(dāng)長的年代里，陶瓷一詞便作為陶器和瓷器的于是在相當(dāng)長的年代里，陶瓷一詞便作為陶器和瓷器的統(tǒng)稱。統(tǒng)稱。隨著科技的發(fā)展，人們把陶瓷的概念擴(kuò)大到整個無機(jī)非隨著科技的發(fā)展，

3、人們把陶瓷的概念擴(kuò)大到整個無機(jī)非金屬領(lǐng)域。金屬領(lǐng)域。西安半波遺址陶器上的圖案西安半波遺址陶器上的圖案河北徐水縣南莊頭遺址河北徐水縣南莊頭遺址10800-9700年的遺物年的遺物浙江余桃河姆渡距今浙江余桃河姆渡距今7000年年河南澠池縣仰韶村有河南澠池縣仰韶村有6000年歷史的陶器年歷史的陶器西安秦陵兵馬俑西安秦陵兵馬俑希臘希臘 高蘭特獸型陶高蘭特獸型陶 貓頭鷹貓頭鷹 640BC 著名雅典黑色人像陶藝術(shù)家艾克塞克亞斯（著名雅典黑色人像陶藝術(shù)家艾克塞克亞斯（Exekias）（）（560525 BC) 博蘭畫家（博蘭畫家（painter of Berlin)，他創(chuàng)作了很多單人肖像紅陶作品，他創(chuàng)作了很

4、多單人肖像紅陶作品 中國景德鎮(zhèn)瓷器中國景德鎮(zhèn)瓷器第一章第一章 電子陶瓷制備原理電子陶瓷制備原理內(nèi)容內(nèi)容1.1 電子瓷及其原料電子瓷及其原料 1.2 原料的顆粒度與粉碎原料的顆粒度與粉碎1.3 電子瓷料的反應(yīng)法制備電子瓷料的反應(yīng)法制備1.4 粉料的塑化原理與造粒粉料的塑化原理與造粒1 電子瓷定義及類別電子瓷定義及類別1.1 電子瓷及其原料電子瓷及其原料電子陶瓷是指應(yīng)用于電子技術(shù)中的各種陶瓷，也就是在電子電子陶瓷是指應(yīng)用于電子技術(shù)中的各種陶瓷，也就是在電子工業(yè)中用于制造電子元件和器件的陶瓷材料，一般分為結(jié)構(gòu)工業(yè)中用于制造電子元件和器件的陶瓷材料，一般分為結(jié)構(gòu)陶瓷和功能陶瓷。陶瓷和功能陶瓷。用于制造

5、電子元件、器件、部件和電路中的基體、外殼、固用于制造電子元件、器件、部件和電路中的基體、外殼、固定件和絕緣零件等陶瓷材料，又稱裝置瓷。大致分為：電真定件和絕緣零件等陶瓷材料，又稱裝置瓷。大致分為：電真空瓷、電阻基體瓷和絕緣零件等?？沾伞㈦娮杌w瓷和絕緣零件等。功能陶瓷：用于制造電容器、電阻器、電感器、換能器、濾功能陶瓷：用于制造電容器、電阻器、電感器、換能器、濾波器、傳感器等并在電路中起一種或多種作用的陶瓷材料，波器、傳感器等并在電路中起一種或多種作用的陶瓷材料，它又分為：電容器瓷，鐵電瓷，壓電瓷，半導(dǎo)體瓷和磁性瓷它又分為：電容器瓷，鐵電瓷，壓電瓷，半導(dǎo)體瓷和磁性瓷等。等。 電子陶瓷在化學(xué)成分

6、，微觀結(jié)構(gòu)和機(jī)電性能上，均與一般的電電子陶瓷在化學(xué)成分，微觀結(jié)構(gòu)和機(jī)電性能上，均與一般的電力用陶瓷有著本質(zhì)的區(qū)別。力用陶瓷有著本質(zhì)的區(qū)別。電子陶瓷需具有高的機(jī)械強(qiáng)度，耐高溫高濕，抗輻射，介電常電子陶瓷需具有高的機(jī)械強(qiáng)度，耐高溫高濕，抗輻射，介電常數(shù)變化范圍寬，介質(zhì)損耗小，電容溫度系數(shù)可以調(diào)整，抗電強(qiáng)數(shù)變化范圍寬，介質(zhì)損耗小，電容溫度系數(shù)可以調(diào)整，抗電強(qiáng)度和絕緣電阻高，以及老化性能優(yōu)異。度和絕緣電阻高，以及老化性能優(yōu)異。電子陶瓷按特性可分為：高頻和超高頻絕緣陶瓷；電子陶瓷按特性可分為：高頻和超高頻絕緣陶瓷； 高頻高介陶瓷；高頻高介陶瓷； 鐵電和反鐵電陶瓷；鐵電和反鐵電陶瓷； 壓電陶瓷；壓電陶瓷；

7、 半導(dǎo)體陶瓷；半導(dǎo)體陶瓷； 光電陶瓷；光電陶瓷； 電阻陶瓷等。電阻陶瓷等。電器瓷件電器瓷件高頻陶瓷高頻陶瓷高頻瓷件用于各種類型的高頻絕緣子，撥段開關(guān)瓷高頻瓷件用于各種類型的高頻絕緣子，撥段開關(guān)瓷軸，瓷套管，電阻基體和密封外殼等電子元、器件，軸，瓷套管，電阻基體和密封外殼等電子元、器件，它具有熱絕緣性能高，化學(xué)穩(wěn)定性好及優(yōu)良的耐壓它具有熱絕緣性能高，化學(xué)穩(wěn)定性好及優(yōu)良的耐壓強(qiáng)度等特點。強(qiáng)度等特點。 點火器陶瓷點火器陶瓷照明陶瓷照明陶瓷電子陶瓷按應(yīng)用范圍可分為：固定用陶瓷；電真空陶瓷（主電子陶瓷按應(yīng)用范圍可分為：固定用陶瓷；電真空陶瓷（主要用于絕緣體，構(gòu)架，基體，外殼及多層布線等）；電容器要用于絕

8、緣體，構(gòu)架，基體，外殼及多層布線等）；電容器瓷（高頻或低頻電容器介質(zhì)，兼作電容器支承，構(gòu)架材料；瓷（高頻或低頻電容器介質(zhì)，兼作電容器支承，構(gòu)架材料；電阻瓷等。電阻瓷等。按微觀結(jié)構(gòu)分：多晶；單晶；多晶和玻璃相；單晶和玻璃相。按微觀結(jié)構(gòu)分：多晶；單晶；多晶和玻璃相；單晶和玻璃相。利用陶瓷材料的高頻或超高頻電氣物理特性可制作各種形狀利用陶瓷材料的高頻或超高頻電氣物理特性可制作各種形狀的固定零件，陶瓷電容器，電真空陶瓷零件，碳膜電阻基體的固定零件，陶瓷電容器，電真空陶瓷零件，碳膜電阻基體等，它們在通信、廣播、電視、雷達(dá)、儀器、儀表等電子設(shè)等，它們在通信、廣播、電視、雷達(dá)、儀器、儀表等電子設(shè)備中是不可缺

9、少的組成部分，此外，隨著激光、計算、集成、備中是不可缺少的組成部分，此外，隨著激光、計算、集成、光學(xué)等新技術(shù)的發(fā)展，電子陶瓷用途日益擴(kuò)大。光學(xué)等新技術(shù)的發(fā)展，電子陶瓷用途日益擴(kuò)大。電子陶瓷材料的發(fā)展同物理化學(xué)、應(yīng)用物理、硅酸鹽物理化電子陶瓷材料的發(fā)展同物理化學(xué)、應(yīng)用物理、硅酸鹽物理化學(xué)、固體物理學(xué)、光學(xué)、電學(xué)、聲學(xué)、無線電電子學(xué)等的發(fā)學(xué)、固體物理學(xué)、光學(xué)、電學(xué)、聲學(xué)、無線電電子學(xué)等的發(fā)展密切相關(guān)，相互促進(jìn)，從而在電子技術(shù)的飛躍發(fā)展中，使展密切相關(guān)，相互促進(jìn)，從而在電子技術(shù)的飛躍發(fā)展中，使電子陶瓷也相應(yīng)地取得了很大的進(jìn)展。電子陶瓷也相應(yīng)地取得了很大的進(jìn)展。2 電子陶瓷的原料電子陶瓷的原料 化學(xué)成

10、分：純度，雜質(zhì)的種類與含量，化學(xué)成分：純度，雜質(zhì)的種類與含量，化學(xué)計量比；化學(xué)計量比； 顆粒度：粉粒直徑，粒度分布，顆粒外顆粒度：粉粒直徑，粒度分布，顆粒外形；形； 結(jié)構(gòu)：結(jié)晶形態(tài)，穩(wěn)定度，裂紋，致密結(jié)構(gòu)：結(jié)晶形態(tài)，穩(wěn)定度，裂紋，致密度和多孔性等。度和多孔性等。三方面要求：三方面要求：粒度與結(jié)構(gòu)主要決定著坯體的密度和成型性。粒度與結(jié)構(gòu)主要決定著坯體的密度和成型性。顆粒細(xì)，結(jié)構(gòu)不完整，則活性（不穩(wěn)定性，可燒結(jié)性）顆粒細(xì)，結(jié)構(gòu)不完整，則活性（不穩(wěn)定性，可燒結(jié)性）愈大，有利于燒結(jié)。愈大，有利于燒結(jié)。電子瓷所用的原料大體可分為礦物原料和化工產(chǎn)品兩類：電子瓷所用的原料大體可分為礦物原料和化工產(chǎn)品兩類：原

11、料原料礦物原料礦物原料化工產(chǎn)品化工產(chǎn)品粘土、膨潤土、滑石粘土、膨潤土、滑石菱鎂礦、螢石、金紅石菱鎂礦、螢石、金紅石剛玉剛玉工業(yè)純工業(yè)純8090%化學(xué)純化學(xué)純 9599%分析純分析純 9999.9%光譜純光譜純 99.999.99%雜質(zhì)：雜質(zhì)： （1）促進(jìn)燒結(jié)）促進(jìn)燒結(jié)（2） 或或 雜質(zhì)能作為離子價補(bǔ)償，雜質(zhì)能作為離子價補(bǔ)償，而提高材料的電氣性能而提高材料的電氣性能粉料穩(wěn)定度：粉料穩(wěn)定度： 多晶轉(zhuǎn)變，多晶轉(zhuǎn)變， 存在兩種或兩種以上晶型存在兩種或兩種以上晶型 ZrO2低溫單斜晶系（低溫穩(wěn)定），溫度升低溫單斜晶系（低溫穩(wěn)定），溫度升高，高，1100轉(zhuǎn)化為四方晶系（高溫穩(wěn)定）；轉(zhuǎn)化為四方晶系（高溫穩(wěn)定）；溫度下降到溫度下降到1100以下，轉(zhuǎn)化成單斜晶系；以下，轉(zhuǎn)化成單斜晶系；轉(zhuǎn)變帶來體積效應(yīng)，轉(zhuǎn)變帶來體積效應(yīng)，ZrO2從單斜到四方，從單斜到四方，有有8%的體積