电子陶瓷要考试的.docx

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电子陶瓷要考试的

第一章

1、掌握机械粉碎（细磨的方法，原理，粉碎方式及特点）

球磨粉碎方式：

以冲击和研磨作用为主

影响球磨效率的主要因素①转速②研磨介质的形状、大小、比重③内衬材质：

燧石、橡胶、瓷质④料球水比合理⑤干磨与湿磨⑥球磨机直径⑦助磨剂

震动磨—超细粉碎设备（快速磨）干磨：

→1μm；湿磨：

→0.1μm

原理：

利用研磨体在磨机内作高频震动而将物料粉碎，以冲击、研磨作用为主

影响震动磨机效率的主要因素：

A、振幅和频率B、研磨介质的形状、大小、比重和数量C、助磨剂

砂磨（搅拌磨，摩擦磨）：

超细粉碎设备，适合加工0.1μm的超细粉，入磨粒度一般≤1mm。

粉碎方式：

以研磨作用为主

气流磨（能流磨或无介质磨）：

超细粉碎设备粒度：

→1μm

2、掌握结合能，表面能的概念。

结合能：

等于离子由高度分散状态结合成晶体所放出的能量，结合能越大，其坚固程度越大，越难破碎，耐火度也越高。

表面能：

晶体表面离子比晶体内部离子多具有的那部分能量。

比表面能用γ表示

3、熟悉、理解粉料粒度分析方法及特点。

等效粒径、粒度分布（个数，体积，重量，面积）频度分布曲线，累积分布曲线、平均粒径、长度平均径、面积平均径和体积平均径

粒度的测定：

（1）记数法:

（2）筛分法（3）沉降法（4）吸附法（BET法）

4、掌握陶瓷原料合成的方法的及特点。

固相法

1、高温固相反应法

优点：

工艺简单，成本低；缺点：

合成原料纯度低，颗粒粗，活性差

分解法

优点：

合成原料纯度高、颗粒较细、活性较好，工艺简单，成本低

缺点：

需选择合适的原料

燃烧法、低热固相反应

液相法

1、沉淀法

（1）直接沉淀法

（2）均相（共）沉淀法（3）醇盐水解法

优点：

合成原料性能优异（纯度高、颗粒细、活性好等）

缺点：

工艺较复杂，成本较高

5、理解改善坯料性能的添加剂及作用

解胶剂（解凝剂，减水剂）：

用来提高泥浆的流动性。

结合剂（包括塑化剂）：

用来提高可塑泥团的塑性，增强生坯的强度。

6、掌握原料预烧的作用（目的）

原料预烧的目的:

（1）改变物性;

（2）稳定晶型;（3）破坏层片状结构

7了解陶瓷的定义、分类

陶瓷：

经过高温热处理工艺的无机非金属材料。

第二章

1、掌握各种成型方法的特点（或适用范围）

1、压制成型特点：

（1）工艺简单，操作方便；

（2）周期短，效率高；（3）机械化、自动化程度高

2、可塑成型：

（1）挤制成型

（2）轧膜成型（3）其它方法：

拉坯成型、旋坯成型、滚压成型、车坯成型等（日用瓷、电瓷等）

3、注浆成型

掌握压制成型的种类

1、半干压成型（含水率5-7%）2、干压成型（含水率≦3%）

（1）普通干压成型

（2）冷等静压成型（含水率1＜%）

（3）热压成型（含水率1＜%,热等静压成型）

5、掌握压制成型的操作规程：

一轻二重三加压慢提起

一轻：

第一次加压要轻；

二重：

第二次加压要重；

三加压：

第三次加压要达到最大成型压力，并有适当的稳压时间；

6、掌握层裂及裂密度的概念，压制成型常见的缺陷（层裂、层密度）及解决措施

1、层裂：

压制成型的坯体在卸压后、干燥后或烧成后出现层状开裂的现象

原因：

压制成型过程中，残余气体未充分排除。

解决措施：

控制粉料性能，调整操作规程。

2、层密度：

压制成型的坯体在靠近加压面的地方，其密度较大，越远离加压面的部位，其密度越小。

产生层密度的原因：

压制成型过程中，粉料存在内、外摩擦力，造成压力分布不均。

解决层密度的措施：

（1）减小内摩擦力（加入润滑剂）；

（2）减小外摩擦力（加入润滑剂，提高模具光洁度，对适当加热）；

（3）减小压制成型坯体的高/径（H/D）比；

（4）采用双向或多向加压。

7、掌握可塑性指数指标、指示、塑限、液限等概念，

可塑性：

泥团在外力作用下发生变形而不开列的性质称为可塑性。

（1）可塑性指数=液限-塑限

（2）可塑性指标=σp×εp（工作水分下）

（3）塑限：

由固体状态进入塑性状态时的含水量

（4）液限：

由塑性状态进入流动状态时的含水量

8、轧摸成型适合成型何种形状的制品

片状，~0.1mm,常见0.7mm左右

9、轧摸成型的工艺

轧膜成型工艺：

配料→初混→切料→粗轧/碾、拉片→干燥→精轧→切坯

10、注浆成型的种类（普通注浆成型和注浆成型）

（1）普通注浆成型（模具为石膏模）

A、实心注浆成型（双面注浆）（0.026-0.064MPa）

B、空心注浆成型（单面注浆）（0.026-0.064MPa）

（2）强化注浆成型（模具为多孔树脂模）

A、压力注浆（0.15-0.4MPa，0.4-3MPa）

B、离心注浆

C、真空注浆

D、电泳注浆

11、流延成型适合何种形状的制品

流延法成型（流延法成型机）：

可获得高质量、超薄型瓷片（厚度可达几十个μm）

工艺：

细磨→真空脱气→流延成型→烘干→卷坯→切片→脱胶（见P50）

12、热压铸成型适合何种形状的物品？

热压铸成型工艺的三个主要工序。

成型工艺（P55）：

蜡浆制备→热压铸成型→高温脱蜡（在惰性粉料的保护下）

第三章

1、了解烧结过程中的物理化学变化，主要分析手段有哪些（综合热分析，RSM、SEM）

综合热分析包括差热分析（吸热或放热）、失重分析（分解/氧化/氮化等）和热膨胀分析（烧结、晶型转变、分解或化合反应）。

一、失重分析（分析P60图3-1、图3-2）

二、热膨胀分析（分析P60图3-1、图3-2）

三、差热分析（分析P60图3-1、图3-2）

2、影响坯料烧结活性的主要因素（粒度、结晶状况、晶格缺陷）

3、掌握陶瓷烧结的方法及推动力（常压烧结、压力烧结、反应烧结等烧结方法的推动力）

一、常压烧结

二、压力烧结

热压烧结、ＨＩＰ／热等静压烧结等

反应（分解、化合、相变）热压烧结

三、反应烧结

四、气氛烧结（H2、N2、CO、CO+H2O、Ar、O2等）

五、烧结新技术

ＳＰＳ／放电等离子体烧结、高压或超高压烧结、激光烧结、微波烧结、感应烧结、电场烧结、磁场烧结等

六、其它成瓷方法

１、CVD成瓷；２、溅射成瓷；３、火焰喷射成瓷；４、电弧等离子喷射成瓷；5、激光喷涂成瓷。

1、表面能2、化学能3、机械能4、电场、磁场、超声波等能量

（1）烧结前期，粉料表面自由能的下降；

（2）烧结后期，界面自由能的下降

（1）粘性流动传质—液相烧结的主要传质机构

在烧结时,若存在某种外力场（如表面张力）,则质点（或空位）就会优先沿此表面张力作用的方向移动并呈现相应的物质流

（2）塑性流动传质——（压力）固相烧结的传质机构

塑性流动传质：

如果外力（表面张力）足以使晶体产生位错,这时质点通过整排原子的运动或晶面的滑移来实现物质传递。

2、蒸发-凝结传质——固相烧结的传质机构

颗粒表面各处的曲率不同，根据凯尔文方程式，各处相应的蒸气压大小也不同。

质点容易从蒸气压大的凸面（如颗粒表面）蒸发,通过气相传质到蒸气压小的凹面（颈部）凝结,使颗粒的接触面积增大,颗粒和空隙的形状改变而导致逐步致密。

该传质方式主要发生在蒸气压大的物质烧结的初期

3、溶解-沉淀传质——固相烧结的传质机构

在有液相参与的烧结中，若液相能润湿和溶解固相，由于小颗粒的表面能较大，曲率半径较小，其溶解度大于大（平面）颗粒大。

4、扩散传质——固相烧结的传质机构

扩散传质：

是指质点（或空位）借助于浓度梯度的推动而实现物质的迁移传递。

扩散传分为体扩散、界面扩散和表面扩散

4.理解并掌握固相烧结和液相烧结的主要传质机构

固相烧结的传质机构：

塑性流动传质：

如果外力（表面张力）足以使晶体产生位错,这时质点通过整排原子的运动或晶面的滑移来实现物质传递。

液相烧结的主要传质机构：

粘性流动传质：

在烧结时,若存在某种外力场（如表面张力）,则质点（或空位）就会优先沿此表面张力作用的方向移动并呈现相应的物质流

5、掌握固相烧结、液相烧结、二次再结晶、一次莫来石、二次莫来石

二次晶粒长大（二次再结晶）：

是指在烧结后期少数晶粒的过分（异常）长大。

一次莫来石（粒状）：

由粘土矿物在高温下分解生成的莫来石。

二次莫来石（针状）：

在高温下，游离的SiO2和Al2O3反应生成的莫来石。

一次莫来石化（过程）：

粘土矿物在高温下分解生成莫来石的过程

二次莫来石化（过程）：

在高温下，游离的SiO2和Al2O3反应生成的莫来石的过程

6、促进烧结添加剂的选择及作用（形成液相，形成固溶体，抑制晶粒长大）

A、产生液相：

利用溶解-沉淀传质或粘性流动传质来促进烧结

B、形成固溶体：

晶格畸变，活化晶格，促进烧结

C、阻滞作用的添加剂：

抑制二次再结晶，防止大气孔

7、掌握确定烧结制度的依据（窑炉）

（一）坯体在加热过程中的物理化学（性状）变化

综合热分析：

膨胀收缩、多晶转变、烧结温度及其范围、化学反应等

在坯体出现剧烈膨胀/收缩、化学反应、相变的温度区域——应缓慢升降温或适当保温

（二）坯体形状、厚度、大小和入窑水分

坯体形状复杂，厚度大，规格尺寸大，入窑水分高——应缓慢生降温或适当保温

（三）窑炉的结构、燃料种类、装窑密度

明焰窑——传热效率高，可快速升降温，烧结周期短

隔焰窑——传热效率低，升降温速度慢，烧结周期长

半隔焰窑——？

火焰窑与电窑

窑炉的结构——取决于燃料种类

装窑密度——窑炉断面温差大——应缓慢升降温

（四）烧结方法

素烧/本烧;常压烧结/热压烧结/热等静压烧结;气氛烧结等

不同的烧成方法——烧结制度不同

8、掌握烧结烧成制度及温度的内容

烧结制度：

包括温度制度、压力制度和气氛制度

1、温度制度包括升降温制度、烧结温度和保温时间

2、气氛制度：

气氛及气氛与温度的关系

3、压力制度：

保证温度制度和气氛制度的实现，或促进烧结

9.影响烧结陶瓷烧结的主要因素

（1）粉料细度及其活性：

粉料颗粒越细,活性越好,表面自由能越高,即Fa越大,△F=Fb-Fa也就越低,（△F/=Fa-Fc）↑,烧结越容易,烧结温度越低。

粉料结晶程度越差,活性越好。

（2）添加剂（烧结促进剂）：

添加剂使颗粒表面形成某种缺陷或化合物，使表面自由能增加，Fa↑，△F=Fb-Fa减小，烧结容易，烧结温度降低。

（3）烧结方法：

烧结推动力不同。

（4）烧结制度

第四章

1、表面平整度（粗糙度）的测定方法及特点

1、表面平整度（粗糙度）：

反映陶瓷表面凹凸不平的程度

（1）粗糙仪：

探针法探针法的缺点：

设备复杂，操作烦琐，代表性较差

（2）光泽计法

2、掌握电子瓷与金属封接的方法（玻璃釉封接）

电子瓷与金属的封接：

（1）玻璃釉封接；

（2）金属化焊料封接；（3）活化金属封接。

封接必须满足下列性能要求：

（1）热稳定性好；

（2）可靠性高，包括机械强度、足够的气密性，防潮性和抗风化作用等；（3）电气性能优良；（4）化学稳定性高

3、掌握玻璃釉的基本工艺过程

工艺：

配料—混料、细磨---制备（釉）熔快---封接（热处理）

4、掌握表面金属化与金属焊料（烧结金属粉末法）封接的基本过程

烧结金属粉末法是在高温还原气氛中使金属粉末在瓷件表面上烧结成金属薄膜，再进行金属与陶瓷封接的一种方法。

工艺：

（1）料浆制备：

金属氧化物+金属粉末+无机粘接剂+有机粘接剂→球磨刷浆或印刷（平均粒径1-2μm）

（2）刷浆或印刷：

涂覆在陶瓷表面（干后厚度12-25μm）

（3）烧渗（温度900-1800℃）：

沉积金属薄层

通常在还原气氛下进行，一部分金属氧化物将还原成金属，另一部分则可能熔入陶瓷的玻璃相中

（4）金属与陶瓷的封接（焊封）

用焊料在还原气氛或真空气氛下封接

焊料有：

银-铜、金-铜、镍-铜、纯铜及纯银等

5、熟悉活化金属的基本工艺过程

特点：

采用对氧