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陶瓷材料分类

发布日期:2020-04-27 04:34 作者:亚美ag旗舰下载

  陶瓷材料分类_材料科学_工程科技_专业资料。先进的陶瓷具有两种截然相反的电性能,一种是介电性能,一种是导电性能。介电就是不导 电的意思,所以有些陶瓷可用作电介质。传统的硅酸盐陶瓷就是良好的电介质,至今仍是高 压输电线路的电器设备上不可缺少的绝缘

  先进的陶瓷具有两种截然相反的电性能,一种是介电性能,一种是导电性能。介电就是不导 电的意思,所以有些陶瓷可用作电介质。传统的硅酸盐陶瓷就是良好的电介质,至今仍是高 压输电线路的电器设备上不可缺少的绝缘材料。 但是, 这种陶瓷含有较多量的钾离子和钠离 子,使他在高频电场中的电性能下降先进陶瓷中的氧化铝、氧化铍、氮化硼、氮化硅都有良 好的电绝缘性, 特别是他们在高温下并不减少多少。 氧化铍陶瓷在常温下的比电阻大于 105。 Cm,即是到 500 摄氏度仍有 1013 欧姆。Cm。 ,在陶瓷中是较好的一种。这里的电性能优越 的另一种表现是介电损耗小, 就是说电介质在电场作用下由于发热而消耗的能量少。 介电损 耗越小,绝缘性能越好。氧化铝陶瓷能透过无线电波就像玻璃能透过光线一样,而像金属那 样的导电物质却不能透过无线电波。如果材料的介电损耗大,无线电波透过时损失的多,透 过的少。所以,导弹的雷达保护罩、人造卫星的天线窗微波调速器的调速窗等,都是采用介 电损耗小的陶瓷材料来做。有些陶瓷的介电常数很大,如金红石陶瓷、钛酸钡陶瓷等。介电 常数的意思是,采用某中介质的电容器的电容量与同样尺寸的真空电容器的电容量的比值。 介电常数大的陶瓷,做成电容器的电容量大,因而能制造体积小、质量轻的电容器。 先进陶瓷总体上可分为结构陶瓷、功能陶瓷、陶瓷(功能)复合材料、纳米陶瓷四大类。 1、结构陶瓷: 高温结构陶瓷(航天陶瓷、导弹核弹陶瓷、磁流体发电、核能、等离子体能利 结构陶瓷 用陶瓷、发动、机用陶瓷) 超硬陶瓷材料、 耐磨陶瓷材料 2、功能陶瓷: ⑴ 电子陶瓷 压电铁电陶瓷(压电、铁电、热释放、反铁电、透明铁电陶瓷) 、 电介质陶瓷(介电陶瓷) : 装置陶瓷(绝缘陶瓷) 、高压电瓷 高导热陶瓷、电容器陶瓷 微波介质陶瓷、电解质陶瓷、导电陶瓷 ⑵ 半导体陶瓷(敏感陶瓷) : 传感器(敏感)陶瓷:热(温)敏陶瓷、压敏陶瓷、磁敏陶瓷、气(嗅)敏陶瓷、温敏陶 瓷 ⑶ 磁性陶瓷 铁氧体陶瓷、磁记录陶瓷、高矫顽力陶瓷 ⑷ 光学陶瓷 透明陶瓷、红外陶瓷、激光陶瓷、光色陶瓷、光纤陶瓷 ⑸ 生物陶瓷 ⑹ 多孔陶瓷 ⑺ 陶瓷分离膜(陶瓷薄膜) ⑻ 能源技术陶瓷 ⑼ 超导陶瓷、高温超导体陶瓷 ⑽ 核技术陶瓷 ⑾ 计算机高技术陶瓷 3、陶瓷复合材料 多功能陶瓷复合材料 机敏陶瓷复合材料 智能陶瓷复合材料 4、纳米陶瓷 电容器陶瓷 用作电容器介质的陶瓷材料统称为电容器陶瓷。 按材料的温度性能可分为温度补偿陶瓷和温 度稳定性陶瓷以及温度非线性陶瓷; 按陶瓷主晶相是否具有铁电性能可分为铁电陶瓷和非铁 电陶瓷; 按材料介电常数可分为低介陶瓷和高介陶瓷; 还有半导体陶瓷, 主要有金红石陶瓷、 钛酸钙陶瓷、钛酸镁陶瓷、钛酸锆陶瓷等钛酸盐陶瓷,此外还有锡酸盐陶瓷、锆酸盐陶瓷、 铌酸盐陶瓷和钨酸盐陶瓷等。 ⑴ 温度补偿型电容器 又称为热补偿电容器。使用非铁电电容器陶瓷,特点是高频损耗小,在使用温度范围内介电 常数随温度呈线性变化, 从而可以补偿电路中电感或电阻温度系数的变化, 维持谐振频率的 稳定。 ⑵ 温度(热)稳定型电容器 也使用非铁电电容器陶瓷,主要特点是介电常数的温度系数很小,甚至接近于零。适用于高 频和微波 ⑶ 高介电常数电容器 采用铁电电容器陶瓷和反铁电电容器陶瓷。特点是介电常数非常高,可达 1000~30000,适 用于低频。 ⑷ 半导体陶瓷电容器 铁电陶瓷 铁电性是指某些晶体(单晶或多晶)在一定温度范围内自发极化,在外电场作用下,自发极 化重新取向, 而且电位移矢量与电场强度之间的关系呈现类似于磁滞回线那样的滞后曲线的 现象。 铁电陶瓷是具有铁电现象的陶瓷。 常见的铁电陶瓷其主晶相多为钙钛矿型, 此外还有钨青铜 型、含铋层状化合物及烧绿石型等。铁电陶瓷晶体中,存在着很多自发的偶极子,在一个电 畴内, 偶极子的取向相同, 但不同的电畴, 取向则是随机的,因此,在没有外电场的作用时, 整个晶体不存在宏观偶极矩。 铁电陶瓷在某温度以上会失去自发极化,而低于该温度时,又可重新获得铁电性,此温度称 居里温度或居里点。 铁电陶瓷陶瓷种类很多, 但是最典型、 最主要的是以钛酸钡或以钛酸钡基固熔体为主晶相的 铁电陶瓷(钛酸钡陶瓷) 。钛酸钡化学式为 BaTiO3,纯 钛酸钡陶瓷的居里温度约为 120 摄 氏度,介电常数较高,介电损耗角正切值约为 1%,经人工极化的钛酸钡陶瓷其机电耦合系 数 Kp 约为 0.36,机械品质因素 Qm 约为 300,压电常数 d31 和 d33 分别约为-80×10-12C/N 和 190×10-12C/N. BaTiO3 随着温度的变化有四种晶型:>120℃为立方结构,5~120℃为四方结构,-80~5℃为 正交结构,<-80℃为菱形(三角结构) 。 BaTiO3 的比介电常数(ε /ε 0)常温时为 1500,在居里点附近高达 6000~10000。BaTiO3 不 仅具有铁电性能, 而且具有压电性和半导体性, 是典型的压电材料和正温度系数热敏电阻材 料(PTC) 。


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