尹奇藝打印材料

1、填空題1、陶瓷電容器可以分為：根據(jù)特性：溫度補(bǔ)償型、半導(dǎo)體型、高介電常數(shù)型及溫度穩(wěn)定型電容器。根據(jù)材料特性：反鐵電型。（其余三種和上面一樣。)2、納米陶瓷的制備包括：納米粉體、納米薄膜和納米塊體材料的制備。3、缺陷反應(yīng)方程式的規(guī)則：質(zhì)量關(guān)系原子數(shù)平衡；位置關(guān)系格點(diǎn)數(shù)成正確比例；電荷關(guān)系電荷平衡。4、半導(dǎo)體陶瓷電容器按其結(jié)構(gòu)和工藝可分為三類：表面阻擋層型、表面還原再氧化型、晶界層型。5、磁性陶瓷按晶體結(jié)構(gòu)及化學(xué)組成可分為：尖晶石型、石榴石型和磁鉛石型。6、半導(dǎo)體中的電子吸收光子能量后的躍遷形式有：本征吸收、激子吸收、自由載流子吸收、雜質(zhì)吸收、晶格振動(dòng)吸收。7、濕敏半導(dǎo)體陶瓷按其工藝過(guò)程可分為：瓷

2、粉膜型、燒結(jié)型和厚膜型。8、居里區(qū)的相變擴(kuò)張包括：熱起伏相變擴(kuò)張、應(yīng)力起伏相變擴(kuò)張、成分起伏相變擴(kuò)張、結(jié)構(gòu)起伏相變擴(kuò)張。8、陶瓷的缺陷種類有：瞬時(shí)缺陷、電子缺陷、點(diǎn)缺陷、線缺陷、面缺陷、體缺陷。9、陶瓷的主要成型方法：可塑成型、注漿成型、壓制成型。名詞解釋1、熱釋電效應(yīng)：晶體受熱溫度升高，由于溫度的變化而導(dǎo)致自發(fā)極化的變化，在晶體的一定方向上產(chǎn)生表面電荷的現(xiàn)象。2、抗熱震性：材料承受溫度的急劇變化而抵抗破壞的能力。3、邁斯納效應(yīng)：在超導(dǎo)狀態(tài)，外加磁場(chǎng)不能進(jìn)入超導(dǎo)體的內(nèi)部，原來(lái)處在外磁場(chǎng)中的正常態(tài)樣品，變成超導(dǎo)體后，也會(huì)把原來(lái)在體內(nèi)的磁場(chǎng)完全排出去，保持體內(nèi)磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0，超導(dǎo)體的這一性質(zhì)被稱

3、為邁斯納效應(yīng)。4、納米陶瓷：是指在陶瓷材料的顯微結(jié)構(gòu)中，晶粒尺寸、晶界寬度、第二相分布、氣孔尺寸、缺陷尺寸等都處于納米水平的一類陶瓷材料。5、量子尺寸效應(yīng)：指當(dāng)粒子尺寸下降到某一數(shù)值時(shí)，費(fèi)米能級(jí)附近的電子能級(jí)由準(zhǔn)連續(xù)變?yōu)殡x散能級(jí)或者能隙變寬的現(xiàn)象。6、斷裂韌性：表征材料阻止裂紋擴(kuò)展的能力，是度量材料的韌性好壞的一個(gè)定量指標(biāo)。7、團(tuán)聚體：初級(jí)粒子或聚集體以邊或角相互連接而形成的集合體。8、固體電解質(zhì)：具有離子電導(dǎo)的固體物質(zhì)稱為固體電解質(zhì)。9、體積效應(yīng)：黏膠基碳纖維的括拉強(qiáng)度隨著測(cè)試長(zhǎng)度或直徑的增加而下降。10、膨脹系數(shù)：膨脹系數(shù)是表征物體熱膨脹性質(zhì)的物理量，即表征物體受熱時(shí)其長(zhǎng)度、面積、體積增大

4、程度的物理量。物體在溫度上升1K時(shí)所增大的體積和原來(lái)體積之比或所增加的長(zhǎng)度和原來(lái)的長(zhǎng)度之比。簡(jiǎn)答題1、簡(jiǎn)述硬團(tuán)聚體的形成機(jī)理及其消除方法？硬團(tuán)聚體是由于化學(xué)結(jié)合的OH-基團(tuán)間的氫鍵作用形成橋氧鍵，顆粒之間的橋氧鍵相互作用而形成。防止方法：a、選擇合適的溫度、PH值、濃度、反應(yīng)時(shí)間等工藝參數(shù)；b、在反應(yīng)體系中加入適量的添加劑、礦化劑、分散劑等；c、選擇最佳的煅燒條件或采用特殊的工藝。消除方法：沉淀或沉降、研磨和超聲波處理、加入分散劑等。2、電子的有效質(zhì)量與電子的自由質(zhì)量有何區(qū)別？答：晶體中的電子有效質(zhì)量是非常不同于自由電子的質(zhì)量。自由電子的質(zhì)量是標(biāo)量，而有效質(zhì)量是一個(gè)張量。自由電子的質(zhì)量是常數(shù)，

5、有效質(zhì)量不是常數(shù)，而是波矢k的函數(shù)。有效質(zhì)量可以取正值，也可以取負(fù)值，甚至可以為無(wú)窮大。在能帶底附近，有效質(zhì)量為正，而在能帶頂附近，有效質(zhì)量為負(fù)，在電子速度的拐點(diǎn)處，能量E(k)二階微商為零，有效質(zhì)量則為無(wú)窮大。在自由電子情況，加速度方向和外場(chǎng)力方向是一致的。但對(duì)晶體中電子，有雨有效質(zhì)量是張量，外場(chǎng)力下的加速度方向與外場(chǎng)力方向可以不一致。3、塊體納米晶材料的制備方法主要有哪幾種方式？答：第一種是由小變大(納米微粒燒結(jié)成塊體納米晶材料)。即先由惰性氣體冷凝法、沉淀法、溶膠-凝膠法、機(jī)械球磨法等工藝制成納米粉，然后通過(guò)原位加壓、熱等靜壓，激光壓縮、微波放電等離子等方法燒結(jié)成大塊納米晶材料；第二種方

6、式是由大變小，即非晶晶化法，使大塊非晶變成大塊納米晶材料，或利用各種沉積技術(shù)(PVD、CVD等)獲得大塊納米晶材料。4、針對(duì)當(dāng)前滑石瓷存在老化、開裂和燒結(jié)溫區(qū)過(guò)窄的問(wèn)題有哪些處理措施？答：防老化措施：a 用粘度大的玻璃相包裹晶粒，防止相變 b. 抑制晶粒生長(zhǎng)c. 去除游離石英。防開裂措施： a. 13001350高溫預(yù)燒b. 熱壓鑄成型。擴(kuò)大燒結(jié)溫區(qū)的措施：擴(kuò)展下限：a)、提高粉料的活性：粉料細(xì)化，降低預(yù)燒溫度或采用一次配料成瓷； b)、加入助熔劑BaCO3：在800950出現(xiàn)Ba-Al-Si玻璃，包裹偏硅酸鎂晶粒促進(jìn)燒結(jié)；擴(kuò)展上限：a)、提高玻璃相黏度：b)、加入阻制劑ZrO2、ZnO，使M

7、g-Al-Si液相黏度大，胚體不易變形。5、何謂反鐵電體？它具有什么特征？答：晶體結(jié)構(gòu)與同型鐵電體相近，但相鄰離子沿反平行方向產(chǎn)生自發(fā)極化，凈自發(fā)極化強(qiáng)度為零，不存在類似于鐵電體中的電滯回線。在外電場(chǎng)、熱應(yīng)力誘導(dǎo)下反鐵電體相將向鐵電體相轉(zhuǎn)變，呈現(xiàn)雙電滯回線，反鐵電體電疇呈反向平行，無(wú)宏觀自發(fā)極化。6、何為旋轉(zhuǎn)鐵氧體？主要應(yīng)用在哪些方面？答：旋轉(zhuǎn)鐵氧體又稱為微波鐵氧體。在高頻磁場(chǎng)作用下，平面偏振的電磁波在鐵氧體中按一定的方向傳播時(shí)，偏振面會(huì)不斷繞傳播方向旋轉(zhuǎn)的鐵氧體材料。主要用于微波、毫米波鐵氧體器件的研制中。7、鐵氧體陶瓷按晶體結(jié)構(gòu)可以分為哪些？按性質(zhì)和用途可以分為哪些？性能表征參數(shù)有哪些？答

8、：（1）按鐵氧體的晶體結(jié)構(gòu)分：尖晶石型（MFe2O4）、石榴石型（R3Fe5O12）、磁鉛石型（MFe12O19）。（M為鐵旋元素、R為稀土元素）。（2）按鐵氧體的性質(zhì)及用途分：軟磁、硬瓷、旋瓷、矩瓷、等鐵氧體。（3）按其結(jié)晶狀態(tài)分：?jiǎn)尉w和多晶體鐵氧體。（4）從外觀形態(tài)可分為：粉末、薄膜和題體材等。（5）性能表征參數(shù)：剩余系感應(yīng)強(qiáng)度Br、矯頑力Hc、瓷能級(jí)Bh、磁感應(yīng)強(qiáng)度、起始導(dǎo)磁率、最大導(dǎo)磁率。8、表征壓電陶瓷性能的參數(shù)有哪些？壓電陶瓷應(yīng)用在哪些方面？答：性能的參數(shù)：彈性常數(shù)、機(jī)械品質(zhì)因素、壓電常數(shù)和壓電方程、機(jī)電耦合系數(shù)。 應(yīng)用：壓電陶瓷變壓器、高位移的新型壓電制動(dòng)器、醫(yī)用微型壓電陶瓷傳

9、感器、用于主動(dòng)減振和降噪的壓電器件。9、鐵電材料、壓電材料及熱釋電材料在晶體結(jié)構(gòu)及材料特性上有何異同？答：同：均不具有對(duì)稱中心。異：壓電陶瓷是電介質(zhì)陶瓷的一個(gè)重要組成部分，它包括壓電陶瓷、熱釋電陶瓷和鐵電陶瓷三種。在載流子極少的電介質(zhì)中間，其介電特性和組成它的原子排列密切相關(guān)，即晶體本身在在構(gòu)成原子的離子電荷缺少對(duì)稱時(shí)呈現(xiàn)介電性，另外，因壓力而產(chǎn)生變形，離子電荷的對(duì)稱性破壞時(shí)呈壓電性，在壓電晶體中，具有自發(fā)極化的晶體，其大小能隨晶體的溫度變化而變化，稱為熱釋電性。在熱釋電晶體中，其自發(fā)極化方向隨外加電場(chǎng)而轉(zhuǎn)向的材料稱為鐵電體。電介質(zhì)陶瓷、熱釋電陶瓷及鐵電陶瓷的關(guān)系為（介電體（壓電體（熱釋電體（

10、鐵電體）10鐵電體的極化特征是什么？答：結(jié)構(gòu)上具有電疇，宏觀上具有電滯回線。11極化反轉(zhuǎn)的基本過(guò)程包括哪幾個(gè)階段？答：a新疇成核b疇的縱向長(zhǎng)大c疇的橫向長(zhǎng)大d疇的合并。12熱釋電效應(yīng)的檢驗(yàn)方法是什么？具體怎樣檢驗(yàn)？答：檢驗(yàn)方法：熱釋電探測(cè)器。用紅外照射到待檢驗(yàn)的元件上，若該元件具有熱釋電效應(yīng)那么由于溫度的變化就會(huì)導(dǎo)致內(nèi)在的變化，探測(cè)器極板上電荷會(huì)瞬時(shí)失去平衡而感應(yīng)電壓再經(jīng)過(guò)放大器將微小的電壓信號(hào)放大送至功率放大器轉(zhuǎn)換為聲音信號(hào)，故只需檢測(cè)聲音信號(hào)就可以檢驗(yàn)該元件是否有熱釋電效應(yīng)。13固體激光器的發(fā)光原理及基本類型是什么？答、：在固體激光器中，由泵浦系統(tǒng)輻射的光能，經(jīng)過(guò)聚焦腔，使在固體工作物質(zhì)中

11、的激活粒子能夠有效地吸收光能，讓工作物質(zhì)中形成粒子數(shù)反轉(zhuǎn)，通過(guò)諧振腔，從而輸出激光。 基本類型：晶體激光器以紅寶石和摻釹釔鋁石榴石為典型代表。玻璃激光器是以釹玻璃激光器為典型代表。14熱釋電陶瓷探測(cè)器的工作過(guò)程是什么？a、接收輻射（紅外輻射）產(chǎn)生溫升b、由于溫升而引起熱釋電晶片表面電荷的變化（極化變化）c、由于晶片表面電荷變化引起晶片上、下表面電勢(shì)差的變化，通過(guò)放大器使其轉(zhuǎn)換成電壓或電流進(jìn)行測(cè)量。15何為發(fā)光材料，闡述其工作原理？發(fā)光材料：物質(zhì)內(nèi)部以某種方式吸收能量，將其轉(zhuǎn)化成光輻射（非平衡輻射）的過(guò)程稱為發(fā)光，而能夠?qū)崿F(xiàn)上述過(guò)程的物質(zhì)叫做發(fā)光材料。16、何為旋轉(zhuǎn)鐵氧體？主要應(yīng)用在哪些方面？答

12、：旋轉(zhuǎn)鐵氧體是指在高頻磁場(chǎng)作用下，平面偏振的電磁波在磁性介質(zhì)中按一定方向傳播的過(guò)程中，偏振面不斷繞傳播方向旋轉(zhuǎn)的一種鐵氧體。主要用在以下領(lǐng)域：鐵磁共振吸收現(xiàn)象、旋磁特性及高功率非線性效應(yīng)。17、電致伸縮效應(yīng)的特征有哪些？電致伸縮陶瓷有哪些優(yōu)點(diǎn)？答：電致伸縮：外電場(chǎng)作用下電介質(zhì)所產(chǎn)生的與場(chǎng)強(qiáng)二次方成正比的應(yīng)變。特征：應(yīng)變的正負(fù)與外電場(chǎng)方向無(wú)關(guān)。論述題 1、何謂鐵電陶瓷？其燒結(jié)過(guò)程可以分為哪幾個(gè)階段？答：鐵電陶瓷指主晶相為鐵電體的陶瓷。燒結(jié)過(guò)程：a燒結(jié)初期：在這一階段，顆粒的外形基本上不變，整個(gè)燒結(jié)體不發(fā)生收縮，密度增加也極微，但是燒結(jié)體的強(qiáng)度和塑性由于顆粒間結(jié)合面增大而又明顯的增加。b燒結(jié)中期：

13、此時(shí)晶粒繼續(xù)均勻長(zhǎng)大，細(xì)小顆粒之間開始形成晶界，氣孔縮小，燒結(jié)體進(jìn)一步致密化。c燒結(jié)后期：此時(shí)將發(fā)生主要的晶粒長(zhǎng)大，氣孔形狀轉(zhuǎn)變?yōu)榻蛐尾⒉粩嗫s小體積，少數(shù)空隙會(huì)合并，燒結(jié)體基本定型。2、石英、長(zhǎng)石、黏土在陶瓷生產(chǎn)中的作用？答：石英：燒成前是瘠性原料，可調(diào)節(jié)泥料可塑性，降低坯體干燥收縮，縮短干燥時(shí)間并防止坯體變形。 燒成時(shí)，石英加速膨脹可部分地抵消坯體收縮的影響。在燒中，石英對(duì)坯體機(jī)械強(qiáng)度有很大影響，合理石英顆粒能大大提高坯體強(qiáng)度。同時(shí)，石英也能改善瓷坯透光度和白度。在釉中石英是生成玻璃質(zhì)主要組分，增加釉料中石英含量能提高釉熔融溫度與黏度，并減少釉熱膨脹系數(shù)。長(zhǎng)石：常溫時(shí)起減黏作用。高溫時(shí)起助

14、熔作用。有助于坯體致密和減少空隙，有助于瓷坯的機(jī)械性能和電氣性能提高，并改善瓷透明度和敲擊時(shí)的聲響。長(zhǎng)石在釉料中是主要熔劑。黏土：a、賦予坯泥一定的可塑性，是陶瓷坯體可塑成型的工藝基礎(chǔ)。 b、使注漿泥料及釉料具有懸浮性和穩(wěn)定性。 c、在坯料中結(jié)合其它非可塑性原料，使坯泥具有一定干坯強(qiáng)度。d、黏土是瓷坯化學(xué)組成中Al2O3的主要來(lái)源，也就是燒成時(shí)生成莫來(lái)石主要來(lái)源，莫來(lái)石晶體存在及其數(shù)量多少?zèng)Q定著瓷的許多使用性能。3、生物陶瓷的特殊生理行為，是指其必須能滿足哪些生物學(xué)要求？（生物陶瓷：具有特殊生理行為的陶瓷材料。特殊生理：生物相容性、力學(xué)相容性、與生物組織有優(yōu)異的親和性、抗血栓、滅菌性、具有很好

15、的化學(xué)物理穩(wěn)定性。4、簡(jiǎn)述納米材料界面的結(jié)構(gòu)模型？答：通常有類氣態(tài)模型、有序模型和結(jié)構(gòu)特征分布模型。 (1)類氣態(tài)模型，又稱無(wú)序模型，認(rèn)為納米晶界面內(nèi)原子排列既無(wú)長(zhǎng)程有序，又無(wú)短程有序，是一種類氣態(tài)的、無(wú)序程度很高的結(jié)構(gòu)。由于與大量的事實(shí)有出入，1990年以來(lái)文獻(xiàn)上不再引用這個(gè)模型。 (2)有序模型，這個(gè)模型認(rèn)為納米材料的界面原子排列是有序的，很多人都支持這種看法。但在描述納米材料界面有序程度上尚有差別，主要有以下四個(gè)方面的不同觀點(diǎn)：納米材料界面結(jié)構(gòu)和粗晶材料的界面結(jié)構(gòu)在本質(zhì)上沒有多大差別； 界面原子排列是有序的或局域有序的；界面是擴(kuò)展有序的；界面有序是有條件的，主要取決于界面原子之間的間距(

16、ra)和顆粒大小(d為粒徑)。當(dāng) ra £ d/2，界面為有序結(jié)構(gòu)，反之界面為無(wú)序結(jié)構(gòu)。 (3)結(jié)構(gòu)特征分布模型，這個(gè)模型認(rèn)為界面并不是具有單一的、同樣的結(jié)構(gòu)，界面結(jié)構(gòu)是多種多樣的。由于在能量、缺陷、相鄰晶粒取向以及雜質(zhì)偏聚上的差別，使納米材料的界面存在一個(gè)結(jié)構(gòu)特征分布。5、分析鐵電體的電滯回線各個(gè)階段的物理意義?答;在一個(gè)電疇內(nèi)，偶極子的取向相同，但不同的電疇，取向則是隨機(jī)，因此，在沒有外電場(chǎng)的作用下，整個(gè)晶體不存在宏觀偶極距，當(dāng)這種陶瓷至于電場(chǎng)中時(shí)，電疇開始沿電場(chǎng)方向轉(zhuǎn)動(dòng)，材料開始極化，隨著電場(chǎng)E的增加，極化強(qiáng)度P沿著OABC曲線增加，到最大值C點(diǎn)時(shí)，電場(chǎng)強(qiáng)度繼續(xù)增加，極化強(qiáng)度P

17、不再增加，之后，當(dāng)E降低并回到零時(shí)，P有所降低，但并不回到零，而是剩余一個(gè)極化強(qiáng)度Pr，稱剩余極化強(qiáng)度。要使P降低到零，必須施加一個(gè)反向的電場(chǎng)，當(dāng)反向電場(chǎng)強(qiáng)度達(dá)到一定值Ec時(shí)，P降至零，Ec稱為矯頑電場(chǎng)。繼續(xù)增大反向電場(chǎng)強(qiáng)度，又會(huì)產(chǎn)生反向的極化，最后形成類似于磁滯回線的曲線稱為電滯回線。6、何為壓電陶瓷？壓電效應(yīng)具體是指什么？晶體結(jié)構(gòu)有哪些類型？答：壓電陶瓷，一種能夠?qū)C(jī)械能和電能互轉(zhuǎn)換的功能陶瓷材料。在無(wú)對(duì)稱中心的晶體上施加一應(yīng)力時(shí)，晶體發(fā)生與應(yīng)力成比例的極化，導(dǎo)致晶體兩端表面出現(xiàn)符號(hào)相反的電荷，反之，當(dāng)這類晶體施加一電場(chǎng)時(shí)，晶體將產(chǎn)生與電場(chǎng)強(qiáng)度成比例的應(yīng)變，這兩種效應(yīng)都稱為壓電效應(yīng)（前為正

18、，后為逆）。晶體結(jié)構(gòu)類型：鈣鈦礦結(jié)構(gòu)、鎢青銅型結(jié)構(gòu)、鈮酸鋰型結(jié)構(gòu)、秘層狀結(jié)構(gòu)。7、簡(jiǎn)述在制備納米陶瓷粉體過(guò)程中硬團(tuán)聚體的形成機(jī)理、防止方法及其消除方法？答：壓電陶瓷的晶體結(jié)構(gòu)上沒有對(duì)稱中心，因而具有壓電效應(yīng)，即具有機(jī)械能和電能之間的轉(zhuǎn)換和逆轉(zhuǎn)換功能。必要條件：a、晶體結(jié)構(gòu)具有不對(duì)稱性，即具有電偶極子；b、是絕緣體或?qū)w；c、晶體結(jié)構(gòu)必須帶有正電荷或負(fù)電荷的質(zhì)點(diǎn)。制備方法：固相法、液相法、溶膠凝膠法、水熱法、熔鹽法。8、何謂半導(dǎo)化？有幾種途徑？試說(shuō)明PTC效應(yīng)機(jī)理？（以BaTiO3為例）答：半導(dǎo)化是指在氧化物晶體材料的禁帶中引入淺的附加能級(jí)。半導(dǎo)化途徑有：強(qiáng)制還原法、施主摻雜法和AST摻雜法。（

19、禁帶寬度變窄）PTC陶瓷效應(yīng)機(jī)理：N型半導(dǎo)體陶瓷晶界具有表面能級(jí)；表面能級(jí)可以捕獲載流子，產(chǎn)生電子損耗層，形成肖特基勢(shì)壘。在燒結(jié)時(shí)，需要采用氧化氣氛，緩慢冷卻，使晶界充分氧化，因此所得燒結(jié)體表面覆蓋著高阻氧化層，在被電極前將氧化層去除；肖特基勢(shì)壘高度與介電常數(shù)有關(guān)，介電常數(shù)越大，勢(shì)壘越低；溫度超過(guò)居里點(diǎn)，材料的介電常數(shù)急劇減小，勢(shì)壘增高，電阻率急劇增加。先進(jìn)陶瓷材料及進(jìn)展小測(cè)驗(yàn)答案及評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)一、填空題（3分/題，共18分）1、固溶體的分類：溶質(zhì)原子在溶劑晶體結(jié)構(gòu)中所處的位置分類：1置換固溶體：無(wú)機(jī)材料多發(fā)生在金屬陽(yáng)離子的置換2填隙固溶體：無(wú)機(jī)材料多發(fā)生在陰離子所形成的間隙中按溶質(zhì)原子在溶劑晶體

20、中的溶解度，連續(xù)固溶體、有限固溶體。2取向極化。3態(tài)及分布。4、團(tuán)聚體根據(jù)團(tuán)聚體的強(qiáng)度可分為：軟團(tuán)聚體和硬團(tuán)聚體。5特點(diǎn)是：異種原子、價(jià)電子轉(zhuǎn)移、無(wú)方向性和飽和性、結(jié)合力強(qiáng)；共價(jià)鍵的最大特點(diǎn)是具有方向性和飽和性。6、先進(jìn)陶瓷通常包括：功能陶瓷和結(jié)構(gòu)陶瓷。二、名詞解釋（4分/題，共28分）1、結(jié)構(gòu)陶瓷：是指具有力學(xué)、機(jī)械性能，還有部分熱學(xué)、化學(xué)等功能的一類先進(jìn)陶瓷。2、等離子：由陽(yáng)離子、電子、分子、原子和光量子組成的一種高度離子化的物質(zhì)狀態(tài)，是氣態(tài)、液態(tài)和固態(tài)之外的第四種物質(zhì)狀態(tài)。3、鐵電疇：是鐵電晶體中自發(fā)極化的分子電矩方向排列一致的小區(qū)域。4、電滯回線：是鐵電體的極化強(qiáng)度P隨外加電場(chǎng)E的變化

21、軌跡。5、納米陶瓷：是指在陶瓷材料的顯微結(jié)構(gòu)中，晶粒尺寸、晶界寬度、第二相分布、氣孔尺寸、缺陷尺寸等都處于納米水平的一類陶瓷材料。6、功能陶瓷：是指那些利用電、磁、聲、光、熱、力等直接效應(yīng)及其耦合效應(yīng)所提供的一種或多種性質(zhì)來(lái)實(shí)現(xiàn)某種使用功能的先進(jìn)陶瓷。7、熱釋電效應(yīng)：晶體受熱溫度升高，由于溫度的變化而導(dǎo)致自發(fā)極化的變化，在晶體的一定方向上產(chǎn)生表面電荷的現(xiàn)象。三、簡(jiǎn)答題（6分/題，共36分）1、P-N結(jié)的伏安特性是什么？答：P-N結(jié)的伏安特性是單向?qū)щ娦曰蛘魈匦浴．?dāng)P-N結(jié)二級(jí)管接正向偏壓時(shí)，有較大電流通過(guò)，并且這個(gè)電流隨外加電壓增加而迅速增加，而當(dāng)接反向電壓時(shí)，只有極小的電流通過(guò)，在極穿發(fā)生

22、之前，這個(gè)反向電流隨外加電壓的增加無(wú)明顯變化。2、陶瓷纖維的應(yīng)用在哪些領(lǐng)域？答：高溫絕熱材料；過(guò)濾和催化載體材料；添密材料和摩擦材料；絕熱涂料；增強(qiáng)材料；陶瓷窯爐材料。3、 BaTiO3陶瓷自發(fā)極化產(chǎn)生的原因是什么？答：（1）Ti4+-O2-距離大，故氧八面體間隙大，因而Ti4+離子能在氧八面體中振動(dòng)；（2）T120時(shí)，Ti4+離子處在各方幾率相同，對(duì)稱性高，順電相；（3）T120時(shí)，Ti4+離子由于熱漲落，偏離一方，形成偶極矩，按氧八面體三組方向相互傳遞、耦合，形成自發(fā)極化電疇。4、何謂鐵電陶瓷？其燒結(jié)過(guò)程可以分為哪幾個(gè)階段？答：鐵電陶瓷是指具有自發(fā)極化，且自發(fā)極化矢量可以在外加電場(chǎng)作用下轉(zhuǎn)

23、向的一類電介質(zhì)陶瓷。燒結(jié)過(guò)程可以分為：液相的形成、移動(dòng)和對(duì)于瓷胚孔隙的填充；固體顆粒溶解與沉析，以及由此導(dǎo)致的瓷胚的顯著致密化；固體顆粒的連接和成長(zhǎng)，并伴隨著固體顆粒內(nèi)部包裹氣孔形成。5、何為旋轉(zhuǎn)鐵氧體？主要應(yīng)用在哪些方面？答：旋轉(zhuǎn)鐵氧體是指在高頻磁場(chǎng)作用下，平面偏振的電磁波在磁性介質(zhì)中按一定方向傳播的過(guò)程中，偏振面不斷繞傳播方向旋轉(zhuǎn)的一種鐵氧體。主要用在以下領(lǐng)域：鐵磁共振吸收現(xiàn)象、旋磁特性及高功率非線性效應(yīng)。6、鐵電體極化特征是什么？答：鐵電體的自發(fā)極化在一定的溫度范圍內(nèi)呈現(xiàn)，當(dāng)溫度高于某一臨界溫度時(shí)，自發(fā)極化消失，鐵電晶體從鐵電相轉(zhuǎn)變?yōu)轫橂娤啵@一臨界溫度稱為居里點(diǎn)。鐵電相晶格結(jié)構(gòu)的對(duì)稱性

24、比順電相低。如在不同的溫度下發(fā)生多次相變，則常稱溫度最高的相變點(diǎn)為居里點(diǎn)，其他的稱為轉(zhuǎn)變點(diǎn)。四、問(wèn)答題（9分/題，共18分）1、玻璃相對(duì)陶瓷制備工藝有何影響？答：玻璃相的作用：a、粘結(jié)的作用，填充晶粒的間隙把晶粒粘在一起使陶瓷密化；b、降低燒結(jié)溫度促進(jìn)燒結(jié)的作用蒸發(fā)一凝聚擴(kuò)散機(jī)理；c阻止或延緩晶型轉(zhuǎn)變抑制二次晶粒長(zhǎng)大。因此玻璃相可提高材料的抗電強(qiáng)度和機(jī)械強(qiáng)度。玻璃相的缺點(diǎn)：使陶瓷結(jié)構(gòu)疏松，Na+、K+等金屬離子作為網(wǎng)絡(luò)的變性劑易進(jìn)入玻璃網(wǎng)絡(luò)，在外電場(chǎng)作用下易遷移，故電導(dǎo)產(chǎn)生松馳極化，使介質(zhì)損耗增大。同時(shí)對(duì)材料的機(jī)械強(qiáng)度、熱穩(wěn)定性也有一定影響。2、何謂陶瓷半導(dǎo)化？有幾種途徑？試說(shuō)明PTC陶瓷的效

25、應(yīng)機(jī)理？答：半導(dǎo)化是指在氧化物晶體材料的禁帶中引入淺的附加能級(jí)。半導(dǎo)化途徑有：強(qiáng)制還原法、施主摻雜法和AST摻雜法。PTC陶瓷效應(yīng)機(jī)理：N型半導(dǎo)體陶瓷晶界具有表面能級(jí)；表面能級(jí)可以捕獲載流子，產(chǎn)生電子損耗層，形成肖特基勢(shì)壘。在燒結(jié)時(shí)，需要采用氧化氣氛，緩慢冷卻，使晶界充分氧化，因此所得燒結(jié)體表面覆蓋著高阻氧化層，在被電極前將氧化層去除；肖特基勢(shì)壘高度與介電常數(shù)有關(guān)，介電常數(shù)越大，勢(shì)壘越低；溫度超過(guò)居里點(diǎn)，材料的介電常數(shù)急劇減小，勢(shì)壘增高，電阻率急劇增加。陶瓷的分類：（1）按照性能和用途分結(jié)構(gòu)陶瓷功能陶瓷（2）按照化學(xué)組成分：氧化物陶瓷、氮化物陶瓷、碳化物陶瓷等。極化：電介質(zhì)在電場(chǎng)作用下產(chǎn)生感應(yīng)

26、電荷的現(xiàn)象。自發(fā)極化：在一定溫度范圍內(nèi)，單位晶胞內(nèi)正負(fù)電荷中心不重合，形成偶極矩，呈現(xiàn)像極性。這種在無(wú)外電場(chǎng)作用下存在的極化現(xiàn)象稱為自發(fā)極化。粉體：是大量固體粒子的集合系排膠的作用：排除坯體中粘合劑，為下一步燒成創(chuàng)造條件。 使坯體獲得一定的機(jī)械強(qiáng)度。避免粘合劑在燒成時(shí)的還原作用。燒結(jié)：通過(guò)一定的高溫處理，使成型坯體發(fā)生預(yù)期物理化學(xué)反應(yīng)和充分致密化，形成需要的化學(xué)組成、礦物和微觀結(jié)構(gòu)，得到具有要求的物理化學(xué)性能陶瓷的全過(guò)程。固溶體：固態(tài)條件下，一種組分內(nèi)溶解了其它組分而形成的單一、均勻的晶態(tài)固體。固溶體與一般化合物有本質(zhì)區(qū)別：化合物AmBn：A、B之間按確定的克分子比例m:n化合，晶體結(jié)構(gòu)固有既不同于A，亦不同于B 固溶體：A、B之間并不存在確定的克分子比，可以在一定范圍內(nèi)波動(dòng)，其結(jié)構(gòu)與主晶體結(jié)構(gòu)一致。形成固溶體的條件：結(jié)構(gòu)因素：晶格類型相同是形成無(wú)限固溶體的必要條件。晶格類型差別愈大，固溶度愈低離子半徑因素：離子半徑相對(duì)差值r：<15%無(wú)限 15%40%有限 >40非固溶體化學(xué)性質(zhì)：化學(xué)性質(zhì)相似，酸堿性接近的組元易形成固溶體離子的電子構(gòu)型：離子的電子構(gòu)型相同或相近的組元易形成固溶體 陶瓷的微觀結(jié)構(gòu)：指晶體結(jié)構(gòu)類型、對(duì)稱性、晶格常數(shù)、原子排列情況及晶格缺陷等。（主要可分為基質(zhì)、晶粒和氣孔三部分）陶瓷發(fā)生脆性斷裂的原因以及陶瓷增韌的方法：1、原因：從晶體結(jié)構(gòu)看，在陶