電子材料工藝原理

電子陶瓷（電子材料）工藝原理

電子陶瓷工藝原理現(xiàn)為電子科學(xué)與技術(shù)專業(yè)本科生必修的一門專業(yè)技術(shù)課，主要研究電子陶瓷的組成、結(jié)構(gòu)及制備工藝與其功能之間的關(guān)系。注意分清電子陶瓷與傳統(tǒng)陶瓷在概念上的區(qū)別。陶瓷的概念已經(jīng)遠遠超過古老陶瓷的范疇。何謂陶瓷：采用原料粉碎—漿料（泥料）制備—坯體成型—高溫?zé)Y(jié)，這一工藝制備過程所制備的產(chǎn)品，稱為陶瓷。

引言

陶瓷材料當(dāng)代三大固體材料金屬材料有機高分子材料現(xiàn)代科學(xué)的三大支柱

材料能源信息1、新型陶瓷的概念日本—精細陶瓷、精密陶瓷美國—高級陶瓷、先進陶瓷、現(xiàn)代陶瓷英國—技術(shù)陶瓷我國—工業(yè)陶瓷、新型陶瓷，大多數(shù)國家統(tǒng)一稱為新型陶瓷

新型陶瓷的定義：采用人工精制的無機粉末為原料，通過結(jié)構(gòu)上的設(shè)計，精確的化學(xué)計量、合適的成型方法和燒成制度而達到特定的性能，經(jīng)過加工處理使之符合要求尺寸精度的無機非金屬材料制品。

2、新型陶瓷與傳統(tǒng)陶瓷的區(qū)別區(qū)別傳統(tǒng)陶瓷新型陶瓷原材料天然礦物原料人工精制合成原料成型可塑、注漿、擠壓干壓、等靜壓、擠壓、軋膜、流延、熱壓鑄燒成溫度在1350℃以下，燃料以煤、油、氣為主。結(jié)構(gòu)陶瓷需很高溫度燒結(jié)(1600℃)，功能陶瓷需精確的控制溫度，燃料以電為主。加工一般不需加工切割、打孔、研磨、拋光等性能以外觀效果為主以內(nèi)在性能為主：耐磨、耐溫、耐腐蝕、高強度及各種敏感性。3、新型陶瓷的分類

用途

日用、建筑、衛(wèi)生裝飾和藝術(shù)品宇航、能源、冶金、化工、交通、電子、家電等行業(yè)新型陶瓷結(jié)構(gòu)陶瓷功能陶瓷氧化物系列電功能陶瓷非氧化物系列磁功能陶瓷光功能陶瓷生物及化學(xué)功能陶瓷4、新型陶瓷的特性與應(yīng)用(1)高度絕緣性和良好的導(dǎo)熱性(2)鐵電性、壓電性和熱釋電性(3)半導(dǎo)性或敏感性5、新型陶瓷的工藝技術(shù)現(xiàn)狀粉體制備—成型—燒結(jié)—精加工(1)粉體制備······(2)成型······(3)燒結(jié)······(4)精加工······作為一名學(xué)本專業(yè)的工程技術(shù)人員和科技工作者有必要研究、探索和解決以下重點課題：(5)工藝—結(jié)構(gòu)—性能設(shè)計的研究(6)開發(fā)標準化、系列化粉體的研究(7)提高產(chǎn)品的重復(fù)性、可靠性與使用壽命的研究(8)加強新型陶瓷精密加工的研究

6、新型陶瓷展望

信息、能源、材料被譽為當(dāng)代科學(xué)的三大支柱，新型陶瓷作為一種新材料，以其優(yōu)異的性能在材料領(lǐng)域獨樹一幟，在未來社會中將越益發(fā)揮顯著作用。展望未來，新型陶瓷材料將會在下面幾個方面獲得進展和突破。(1)氣相凝聚法制備超微（納米）粉體(2)用微波加熱代替?zhèn)鹘y(tǒng)燒結(jié)(3)陶瓷脆性的致命弱點將得到改變(4)納米材料的應(yīng)用(5)智能陶瓷的發(fā)展(6)陶瓷的晶界工程設(shè)計

功能陶瓷材料是一種多晶材料。研究結(jié)果表明，晶界對材料性能的影響極大。在電子陶瓷的設(shè)計中，我們常常利用晶界特性。晶界—晶粒界區(qū)：它包含晶粒表層部分、晶粒界、析出相和氣孔等的邊界區(qū)域。晶界工程設(shè)計：研究晶界的作用，晶界的組成及它對材料性能的影響，然后設(shè)計所需的晶界來達到人們所要求的材料性能，進而制備出符合實用要求的電子陶瓷產(chǎn)品。

7、新型陶瓷的主要研究任務(wù)(1)研究現(xiàn)有陶瓷性能及改良途徑；(2)發(fā)掘原有材料的新性能；(3)探索和發(fā)展新材料及新應(yīng)用；(4)研究制備材料的最佳工藝(本課程的主要內(nèi)容)；(5)對燒結(jié)后制品的精加工技術(shù)進行研究。參考書目：(1)《電子陶瓷工藝基礎(chǔ)》上?？萍即髮W(xué)編(2)《陶瓷工藝學(xué)》華南工學(xué)院、南京化工學(xué)院、武漢建材學(xué)院合編(3)《特種陶瓷工藝學(xué)》李世普編(4)《日用陶瓷工藝學(xué)》李家駒主編7.1.正溫度系數(shù)熱敏電阻器（PTCR）1.PTC特性室溫時呈現(xiàn)低電阻率，當(dāng)溫度超過Tc時其電阻率可增加幾個數(shù)量級。7.2.鐵電存儲器（FRAM）這是目前國內(nèi)外研究的熱門課題。國外已有低位存貯容量的商品出售，它有望取代現(xiàn)有的半導(dǎo)體及磁芯存貯器。1.鐵電材料的鐵電性

2.PTC熱敏電阻器應(yīng)用實例家用滅蚊器—現(xiàn)在人人幾乎都用它，PTCR起著即恒溫又加熱的雙重作用，就功能而言，它具有測溫、控溫和加熱的三重作用。

例如，鋯鈦酸鉛鐵電材料Pb(ZrXTi1—X)O3簡稱PZT具有自發(fā)極化，自發(fā)極化在交變外電場的激勵下可隨著電場而轉(zhuǎn)向，表現(xiàn)出電滯回線。鐵電材料的鐵電性表征便是電滯回線，一種材料是否具有鐵電性就看它是否具有電滯回線，由