电子陶瓷十篇

电子陶瓷篇1

关健词：电子陶瓷；材料；发展前景

1 引言

电子陶瓷是广泛应用于电子信息领域中的具有独特的电学、光学、磁学等性质的一类新型陶瓷材料，它是光电子工业、微电子及电子工业制备中的基础元件，是国际上竞争激烈的高技术新材料。

电子陶瓷可分为绝缘陶瓷、导电陶瓷、光学陶瓷和磁性陶瓷四大类。随着现代通讯、光电子、微电子、生物工程、智能制造和核技术等高科技的快速发展，对电子陶瓷元器件的要求也愈来愈高，高性能复合型电子陶瓷材料的研究越发引起了世界工业先进国家的重视。

现代科学技术的加速发展对电子陶瓷材料提出了严峻的挑战，也为这一领域的研究和发展创造了新的机会。在市场信息的引导下，传统电子陶瓷材料的改性研究和新型电子陶瓷材料的研发使用受到重视，日益显示出广阔的市场前景和强大的经济效益。

2 电子陶瓷发展动向

从20世纪初期开始，电子陶瓷材料的发展过程经历了由介电陶瓷、压电陶瓷、半导体陶瓷、快离子导体陶瓷、高温超导陶瓷到高性能复合型电子陶瓷的一个转变。近年来，随着厚膜、薄膜技术以及高纯超微粉体技术的研究突破以及探索信息技术、微电子技术、光电子技术等高新技术的发展，人们在电子陶瓷材料与器件的一体化研究与应用、传统材料的改性等方面都开展了广泛深入的研究，电子陶瓷已成为当前材料研究者关注的热点。

随着电子信息技术的高速发展，电子陶瓷材料由传统的消费类电子产品向数字化的信息产品比如计算机、数字化音视频设备和通信设备等应用领域转化。为了满足数字技术对陶瓷元器件提出的一些特殊要求，世界各国的研究机构及大学都在功能陶瓷新材料、新产品、新工艺方面投入大量资金进行研究开发。其中新型电子陶瓷元器件及相关材料的发展趋势和方向主要体现在以下几个方面。

2.1 技术集成化

在原有工艺的基础上，电子陶瓷材料制备技术的开发也结合了现代新型工艺的复合工艺。其中，多种技术的集成化是电子陶瓷材料制备技术的新发展趋势，比如纳米陶瓷制浼际跫澳擅准短沾稍料、快速成形及烧结技术、湿化学合成技术等都为开发高性能电子陶瓷材料打下了基础。随着多功能化、高集成化、全数字化和低成本方向发展，很大程度上推动了电子元器件的小型化、功能集成化、片式化和低成本及器件组合化的发展进程。

2.2 功能复合化

在激烈的信息市场的竞争中，单一性能的电子陶瓷器件逐渐失去了竞争力，利用陶瓷、半导体及金属结合起来的复合电子陶瓷是开发各种电子元器件的基础，它是发展智能材料和机敏材料的有效途径，同时也为器件与材料的一体化提供重要的技术支持。

2.3 结构微型化

目前，电子陶瓷材料与微观领域的联系不断深入，其研究范围也正在延伸。基于电子陶瓷的微型化和高性能正在不断出现，比如在微型化技术和陶瓷的薄膜化的联合运用以生产用于信息控制的高效微装置，电子陶瓷机构和装置尺寸减小的趋势是得益于微型化技术发展而出现的。目前元器件研究开发的一个重要目标是微型化、小型化，其市场需求也非常大；片式化功能陶瓷元器件占据了当前电子陶瓷无元器件的主要市场；比如片式电感类器件、片式压敏电阻、片式多层热敏电阻、多层压电陶瓷变压器等。要实现小型化、微型化的话，从材料角度而言，在于提高陶瓷材料的性能和发展陶瓷纳米技术和相关工艺，所以发展高性能功能陶瓷材料及其先进制备技术是功能陶瓷的重要研究课题。

2.4环保无害化

近年来，随着人类社会的可持续发展以及环境保护的需求，发达国家致力研发的热点材料之一就是新型环境友好的电子陶瓷。作为重要的功能材料，被广泛应用于微机电系统和信息领域的新型压电陶瓷，比如多层压电变压器、多层压电驱动器、片式化压电频率器件、声表面波（SAM）器件、薄膜体声波滤波器等器件也不断被研制出来。

3 电子陶瓷应用前景

3.1电绝缘陶瓷的应用前景

电绝缘陶瓷因具备导热性良好、电导率低、介电常数小、介电损耗低、机械强度高、化学稳定性好等特性，被广泛应用于金属熔液的浴槽、熔融盐类容器、封装材料、集成电路基板、电解槽衬里、金属基复合材料增强体、主动装甲材料、散热片以及高温炉的发热件中。

在电子、电力工业中，绝缘陶瓷比如电力设备的绝缘子、绝缘衬套、电阻基体、线圈框架、电子管功率管的管座及集成电路基片等主要是用于电器件的安装、保护、支撑、绝缘、连接和隔离。

由于陶瓷的绝缘性主要由晶界相决定，为了提高绝缘性，应尽量避免碱金属氧化物的存在，而且玻璃相应尽量是硼玻璃、铝硅玻璃或硅玻璃。一般来说，陶瓷内部气孔对绝缘性影响不大，但陶瓷表面的气孔会因被污染或吸附水而使表面绝缘性变差，所以绝缘陶瓷应选择无吸水性，气孔少的致密材料。

3.2介电陶瓷的应用前景

介电陶瓷因具有高强度、介电损耗低、耐热性、稳定性等特点，目前被广泛应用于集成电路基板的制造材料。比如氧化铍、氧化铝、氮化铝及碳化硅等可普遍作为集成电路基板的陶瓷材料，其中氧化铍因制造工艺复杂、毒性大及成本高等原因限制了它的使用；而碳化硅的导热性虽然优于氧化铝，且通过热压方法制成的高性能基板，在200℃左右时其性能仍能满足实用要求，但由于热压烧结工艺复杂及添加剂有毒，也限制了它的发展；氮化铝的其他电性能虽然和氧化铝陶瓷大致相当，但其热传导率却是氧化铝瓷的10倍左右，所以极有可能成为超大规模集成电路的下一代优质基板材料。

电子陶瓷篇2

关键词：陶瓷艺术设计；电子商务；市场

中图分类号：J527 文献标识码：A 文章编号：1005-5312（2012）32-0073-01

电子商务的飞速发展不仅给许多个人陶瓷艺术创作者的作品销售带来了一线希望，还给许多的陶瓷公司、艺术作坊的陶艺作品销售带来了生机，越来越多传统陶瓷企业开始涉足电子商务。销售的提高不断反馈陶瓷设计的不足，促使设计的改进，在市场的反馈下设计不断的完善，这点在个人陶瓷艺术作品上反映得更加明显。

根据CNNIC《第29次中国互联网络发展状况统计报告》显示，截至2011年12月底中国网民数量突破5亿，达到5.13亿，全年新增网民5580万。中国经济的不断发展让网民的物质文化需求得到了提升，同时对精神文化的需求也增加了，而普通的陶瓷艺术品能够让网民用有限的购买能力来满足对精神文化需求。

陶瓷艺术设计是指以陶瓷为基本载体，有目的地进行艺术性的创作，表现出设计者的精神风貌，通过陶瓷制品的质地、造型、装饰、体积、釉色等因素来表现出陶瓷艺术独特的艺术言语和意蕴。什么是电子商务？电子商务是指在因特网开放的网络环境下，世界各地基于服务器应用方式，在买卖双方不谋面的情况下进行的各种商贸活动，以实现消费者的网上购物，企业间的网上交易和在线电子支付，以完成各种商务活动、交易活动、金融活动和相关综合服务活动的一种新型的商业运营模式。

景德镇到处都在生产陶瓷，有传统的陶瓷艺术，有现在的陶瓷艺术，小到个人大到公司机构，充满了形形的陶瓷，都知道如何做陶瓷，可是陶瓷的销售渠道却是有限的，尤其是普通个人生产的陶瓷艺术品。由于资金和社会经验的限制，使作品的销售比较困难；普通个人生产的陶瓷艺术品一般单价低，有一定规模的艺术品中介机构对这部分作品并不特别感兴趣；不管是画廊还是拍卖行，即便是经营这些低价艺术品，由于普通陶瓷艺术创作者处于劣势地位，也并不能取得相应的经济效益。许多普通陶瓷艺术创作者的作品没有销售渠道。像在校的学生，绝大部分经济都还不独立，自己的作品销售不出去，不仅影响创作的积极性，还因资金的缺乏使得购买材料出现了困难。电子商务的发展让每一个设计制作陶瓷艺术品的人看到了新的销售渠道。网上开店是一种典型的狭义电子商务，门槛低，易于接受推广。目前比较知名的可以网上开店的网站有淘宝网，阿里巴巴，eBay网，京东，拍拍网，趣玩网，哇噻网等等。在京东上开店需要拥有50万及50万以上人民币注册资金的注册公司；在eBay网开店需要英语人才；门槛比较低的算是淘宝网和拍拍网的C店了；而在哇噻网的门款就更低了，哇塞网刚刚兴起来没有多久，连押金都不用交就可以有成交，哇噻网是为手工和原创设计师搭建的市场。淘宝网和哇塞网都是值得在校生们利用这个平台进行创作设计的。

以陶瓷捏花为例，任何艺术只有恰当的掌握了其材料的特性时，才能高度显示其本质特性和艺术张力，用不同特性的泥巴能够表现出不同的效果，用于捏花就得用捏花泥，捏花泥柔韧性好，做出来的东西不容易裂开，比如台达608和609都可以，如果用其他泥巴也可以捏得出花来，可是效果就不尽然。在捏花瓣之前必须对于每一片花瓣的大小做到胸有成竹，这样在组合花瓣的时候才能更生动的表现花的状态。不管是含苞待放的花朵，还是盛开的鲜花，还是凋零的飘逸花朵，都要注意整体与细节的关系。经过成型，晾晒，除尘，上釉装饰等可以放进窑里进行烧制了，产品一出窑就拿到市场上去应证消费者的认可。

在淘宝网一个新商品需要有计划的进行。在景德镇有许多的小作坊，以小作坊的形式进行生产的环境下，一旦有产品热卖起来了，将会引来一大堆跟风仿照的人，跟风仿照的产品一出来，原设计者的产品在价格上将完全会处于弱势，仿照之风的盛行不仅会淘汰一大批没有创新生产能力的人，也会淘汰一批主张创新生产却没有资金运作生产的人，而这批没有资金运作生产又主张创新设计的人里面，大部分是学生，仿照之风影响学生群体创新的热情，从一定程度上也影响到创新的源泉。在淘宝网一个新产品后，首先得为新产品打造销量，运用直通车、淘宝客这样的付费流量进行推广，也可以用免费的流量推广：优化搜索关键词，在美丽说，蘑菇街，人人网等网站进行推广。新产品的销量一上去，仿照之风再强也不至于太弱势，仿照之风虽然无法杜绝但是创新设计确是无穷无尽的！为了感受新产品的好坏，设计者可以亲自去做客服，听听消费者们对新产品使用的心得，不足的地方可以加以改良。

恰当的运用网络销售渠道，能让个人的设计走得更远，消得更广。

电子陶瓷篇3

经过一天的奔波，记者来到华维化工有限责任公司，吴维一总经理热情地接待了记者。在吴总的办公室里，记者见到了公司推出的新产品PTC电子陶瓷真空相变散热器。吴总向记者介绍：“新产品的核心主要就是PTC电子陶瓷元件和超导液。PTC陶瓷发热元件是一种含大量陶瓷部件的电子元件，采用多晶材料通过有目的的掺杂多种化学价较高的材料作为点降，经过多种加工工艺制作而成。这款新型散热器具有升温迅速；恒温发热；无明火；随着加热器表面温度的升高，功率自动调节下降；热转换率高，节能效果显著；受电源电压影响小；使用寿命长等优点。”

为了证实所说非虚，吴总向记者当场演示真空相变散热器的加热效果。吴总将一台散热器通上电，测温仪显示散热器表面的温度为26度。与吴总交谈时，记者还不时的用手触摸散热器，不到5分钟的时间，记者已经明显感觉到散热器表面的热量，测温仪显示的温度为60度。又过了3分钟，记者已经无法用手长时间的触摸散热器的表面，此时测温仪显示的温度是87度。仅仅8分钟的时间，散热器就从常温到烫手，这让记者感到非常惊讶。

针对这一情况，记者问吴总，为什么只有短短的8分钟，散热器就能如此的迅速升温。吴总说：“因为这种散热器是采用PTC电子陶瓷元件做发热体，当陶瓷元件发热后，就会使内腔中的超导液迅速升温，从而使散热器内腔的热量通过散热片，将热量散发出去。真空相变散热器内腔没有水，没有空气，低温启动，热耗能少，整个加热过程把电能100%的转换成热能，热效率极高”

记者问，温度上升本来应该更耗能，它又怎么会节能呢？吴总说：“散热器在快速升温的同时，功率会自动调节下降，散热器表面温度达到最高点时，功率自动调节下降50%以上，每个PTC电子陶瓷电超导暖气片有两支加热棒，每支都设有温度控制，加热到最高点时，将会自动断掉电源，表面温度下降到一定点时，继续加热升温，工作时间每天一般在1/3左右。”

相比其它采暖器，新产品安全性能和使用寿命怎么样？面对记者的提问，吴总说：“普通的电加热棒在正常的工作状态下，表面温度至少达到500℃-1000℃，电热丝烧红了，有光耗。一旦缺水，电棒会击穿，产生漏电现象，极不安全。而PTC加热器工作状态下元件在260℃以内低温加热，无光耗，无明火，永远不会超温，散热器内腔内始终处于负压状态，百分之百的安全，使用寿命可达10万小时以上。”

就在记者现场采访时，吴总还接待了来自内蒙古巴彦淖尔的商高先生（电话：13847844133）。记者问高先生：从什么时候开始销售华维公司的采暖器，目前销售情况怎么样？高先生告诉记者：“从2009年就开始做华维散热器的。最初只是在网上看到华维公司生产的散热器，就过来实地考察。从选材、组装、焊接到试用，全程都在眼皮子底下进行，这一下可让我彻底放心了，一做就是三年。今年公司又出新产品了，这次来就是打算进批新产品回去，相信销售的一定会更加火爆。”

王鑫（电话：13364141549）是华维化工有限责任公司在辽宁本溪的商。王先生告诉记者：“我与华维化工合作已经有两年了，刚开始其他品牌的散热器，但是这些散热器都用不住，市场反馈也不好。而华维散热器在本溪拥有很好的口碑，作为同行我开始了解他们的产品，并且先后去过公司考察好几次，看过之后才知道人家才是做超导的行家，他们公司推出的散热器节能效果好、升温快。尤其是PTC电子陶瓷散热器，随着温度的升高，用电量还减少。于是我从2010开始便专门与他们合作，这不前两天我一下子就进了40万块钱的货。”不仅如此，王先生的这个散热器项目还引起了市政府领导的关注，他们看完产品之后都赞不绝口，决定明年将要在全市推广。

在吴总的销售本上，记者看到了密密麻麻的销售记录，按照上面写的电话号码，记者随意拨打了吉林省松原市一位叫许波先生的电话（13894988588），许先生告诉记者：“我也是做采暖生意的，无意中在网上看到了华维生产的采暖器，前后到公司考察过三次，如今已经合作两年了，东北是采暖器销售的主要市场，每年到这个时候，产品更是供不应求，听吴总说公司又出新产品了，本来还想亲自到公司看一看，可是现在根本走不开，每天都是从早忙到晚。这不刚在公司订的货，马上又要销售一空了。”华维公司的产品已经走向全国十几个省市以及世界许多个国家，公司诚招全国各地商，欢迎广大朋友到华维公司做客，共商大计，为后代留住蓝天，为国家节约能源。

地址：山东省东营市垦利高盖鹭营花园东邻

电子陶瓷篇4

黄河科技学院信息工程学院河南郑州450006

摘要院采用传统的固相法和普通的烧结方法，制备了不同比例的ZnO 掺杂的(Na0.48K0.48Li0.04)(Nb0.86Ta0.1Sb0.04)O3 无铅压电陶瓷，通过改变烧结温度的高低，研究ZnO 掺杂对锑酸钾钠基压电陶瓷的压电常数、介电常数和介电损耗的影响，从而获取最佳的掺杂比例和烧结温度。研究表明：当ZnO 的掺杂量x<2.00mol%时，压电陶瓷的压电常数和介电常数均呈上升趋势，介电损耗呈下降趋势。当ZnO 的掺杂量x>2.00mol%时，压电陶瓷的压电常数和介电常数均呈下降趋势，介电损耗成上升趋势。压电常数d33、介电常数着r、介电损耗tan啄通过测定得到如下结论：当烧结温度T=1080益，掺杂x=2.00mol%时，压电陶瓷的压电系数和介电常数达到最好，其中压电常数d33 为77pC/N、介电常数着r为273.58、介电损耗tan啄为2.98%。

关键词 院无铅压电陶瓷；烧结温度；固相法；ZnO 掺杂

1 概述

压电陶瓷已在能源开发、电子技术、传感技术、激光技术、光电子技术、红外技术、生物技术、环境科学等方面有广泛应用[1]。由于铅基压电陶瓷PZT 具有优良的压电性能，从而得到广泛的应用，但是此类压电材料中含有60%以上的有毒物质铅，在压电陶瓷的生产、使用和废弃处理过程中挥发的铅都会对生态环境和人们的健康造成不可估量的伤害，因此人们迫切期盼无铅压电时代的到来[2]。无铅压电陶瓷是指不含铅的压电陶瓷，其更深层含义是指既具有较好的使用性又有良好的环境协调性的压电陶瓷。目前，无铅压电陶瓷可以分为：BNT 基无铅压电陶瓷、KNN 系无铅压电陶瓷、BZT系无铅压电陶瓷，其中KNN 压电陶瓷因为具有优良的压电性能和机械性能，被认为是最具有可能替代PZT 的无铅压电材料。

然而阻碍KNN 压电陶瓷发展的主要问题是传统的方法无法烧结出致密的陶瓷体，大大影响了压电和机械性能，本文选择能够有效降低烧结温度的ZnO 作为掺杂对象。本文采用传统陶瓷工艺制备无铅压电陶瓷，详细探讨了不同比例ZnO 掺杂对KNN 陶瓷烧结特性，包括对显微结构以及电学性能等的影响。

2 实验过程

采用传统的固相法[3,4]制备了(Na0.48K0.48Li0.04)(Nb0.86Ta0.1Sb0.04)O3-xZnO 压电陶瓷(x = 1.00、1.50、2.00、3.00)。首先，按配比称量分析纯原料：K2CO3、Na2CO3、Li2O3、Nb2O5、Sb2O3、Ta2O5、ZnO、无水乙醇。将原料放入烘箱中在85益干燥2~3h，充分去除水分后迅速放入干燥器皿中冷却至室温。将各原料按照化学式(Na0.48K0.48Li0.04)(Nb0.86Ta0.1Sb0.04)O3 配比进行配料，然后装入研磨罐中，研磨介质为φ2mm 的锆球进行研磨，以无水乙醇为媒介，用行星式球磨机球磨3~4h，取出烘干，在750益保温2h 完成预烧；再将粉料充分研磨，过筛，加入质量分数为10豫左右的PVA 进行造粒；在5MP 压力下压制成直径15mm，厚l.5mm 的圆片，并分别在1060益、1080益、1095益、1100益保温2h 进行烧结，得到致密的陶瓷片。将陶瓷片的厚度控制在1.00mm 左右，进行磨平。将磨好的陶瓷片均匀的涂上银浆，在750益烧结陶瓷获得被上电极的陶瓷样品，并在90益的硅油中极化，极化电压3耀4kV/mm[5]，极化时间30min，放置1 小时左右，进行测量其相关的性能。用JSM-5900LV型扫描电子显微镜(SEM[6])对样品表面进行观察研究；采用准静态d33测量仪(ZJ-3AN 型[7])测量压电常数d33，用LCR 电桥测试仪（YB2811型）测量损耗。

3 结论分析与讨论

3.1 显微结构分析

由SEM 图可以看出压电陶瓷，在掺杂量相同(x=2.00mol%)，烧结温度不同的情况下（1060益、1080益、1095益、1100益）同种陶瓷样品放大10000 倍后的表面形貌图如图1 所示。由图1(a)可以看出，温度在1060益时，陶瓷表面有明显的孔洞，颗粒表面比较粗糙，致密度较差。从图1(a)、(b)、(c)、(d)可以看出，随着温度的升高致密度呈现先升高后降低的趋势，陶瓷表面的孔洞也呈现先减少后增加的趋势。一般而言，陶瓷晶粒大小会随着烧结温度的升高而增大，但是从陶瓷样品的表面SEM 图可以看出，陶瓷晶粒的大小并未发生太大的变化，这可能是由于掺杂的ZnO 抑制了陶瓷晶粒的长大，在温度T=1100益时，陶瓷表面出现大量的孔洞，这可能是晶体出现液化的原因。

3.2 压电性能分析

图2 为室温下测量的无铅压电陶瓷压电常数随着ZnO 掺杂比例的变化曲线图。由图2 可以看出，随着掺杂量的增加，压电陶瓷的压电常数呈现先增加后降低的趋势。这可能是由于ZnO 在一定程度上抑制了陶瓷晶粒的长大，从而使压电常数也随之增加；但当烧结温度超过一定范围时，ZnO 的抑制作用降低，使晶粒继续增大并出现液化的现象，从而造成压电常数的降低。当T=1080益，x=2.00mol%时，压电常数达到最(d33=77pC/N)。

3.3 介电性能分析

图3 为室温下测量的无铅压电陶瓷介电常数和介电损耗随着掺杂量的变化曲线图。由图3(a)可以看出，随着掺杂量的增加，压电陶瓷的介电常数整体呈现先上升后下降的趋势。当T=1080益，x=2.00mol%时，压电陶瓷的介电常数达到最大（着r=273.58）；这说明随着陶瓷体致密度的增加压电陶瓷的介电常数也会增加。反之介电常数也会降低。同时由图3(b)可以看出，压电陶瓷的介电损耗呈现先降低后增加的趋势。同时，当T =1080益，x=2.00mol%时，介电损耗也达到最小（tan啄=2.98%）。压电陶瓷的介电损耗与陶瓷体的致密度有关，也与微观结构和显微形貌有关，晶粒排列紧密，晶界对电畴的夹持效应小，电畴转向过程中耗能少，介电损耗就会变小，反之介电损耗就会增加。

4 结论

采用传统固相法陶瓷工艺制备了(Na0.48K0.48Li0.04)(Nb0.86Ta0.1Sb0.04)O3无铅压电陶瓷；用SEM 观测了样品的表面具体（10滋m）形貌，并且测量了相关的压电和介电性能。研究结果表明：

淤在ZnO 的掺杂比例一定时，随着温度的升高，陶瓷的压电常数呈现先升高后下降的趋势，当T=1080益，x=2.00mol%时，压电常数到达最大（d33=77pC/N）。这是由于ZnO 在一定程度上抑制了晶粒的长大，从而使陶瓷的压电常数也随之增加；但当温度超过一定的范围时，ZnO 的抑制作用降低，而使晶粒继续增大，从而造成压电常数的降低。

于通过改变ZnO 的掺杂量，也使压电陶瓷的介电常数整体呈现先上升后下降的趋势，当T=1080益，x=2.00 时，压电陶瓷的介电常数达到最大（着r=273.58）。这是由于随着陶瓷体致密度的增加压电陶瓷的介电常数也会增加。反之介电常数也会降低。

盂ZnO 的添加一定程度上改善了陶瓷的介电损耗，介电损耗整体呈现先降低后升高的趋势，当T=1080益，x=2.00 时，介电损耗达到最小（tan啄=2.98%）。这是由于压电陶瓷的介电损耗与陶瓷体的致密度有关，同时也与微观结构和显微形貌有关，晶粒排列紧密，晶界对电畴的夹持效应小，电畴转向过程中耗能少，介电损耗就会变小，反之介电损耗就会增加。

参考文献：

[1]张东升.(K0.44Na0.52Li0.04)(Nb0.86Ta0.10Sb0.04)O3 陶瓷的压电性能[J].硅酸盐学报，2014(4):444-447.

[2]郭汝丽,方亮,周焕福等.低温烧结ZnO 压敏陶瓷研究进展[J].电子元件与材料,2011,30(10):80-82.

[3]S.Shah,M.S.Ramachandra Rao.Preparation and dielectric studyof high-quality PLZTx=65=35 (x=6,7,8)ferroelectric ceramics[J].J.Appl.Phys.2000,(71):65-69.

[4]B.贾菲等著.压电陶瓷.林声和译.北京:科学出版社,1979:1.[5]Wood,A.Polymoprhism in Potassium niobate,sodium niobate,andother ABO3.

[6]莫其逢,黄创高,田建民,高英俊.原子力显微镜与表面形貌观察[J];广西物理，2007(02).

电子陶瓷篇5

一、结构陶瓷同金属材料相比,陶瓷的最大优点是优异的高温机械性能、耐化学腐蚀、耐高温氧化、耐磨损、比重小(约为金属的1/3),因而在许多场合逐渐取代昂贵的超高合金钢或被应用到金属材料根本无法胜任的场合,如发动机气缸套、轴瓦、密封圈、陶瓷切削刀具等。结构陶瓷可分为三大类:氧化物陶瓷、非氧化物陶瓷和玻璃陶瓷。

1、氧化物陶瓷主要包括氧化铝、氧化锆、莫来石和钛酸铝。氧化物陶瓷最突出优点是不存在氧化问题,原料价格低廉,生产工艺简单。氧化铝和氧化锆具有优异的室温机械性能,高硬度和耐化学腐蚀性,主要缺点是在1000℃以上高温蠕变速率高,机械性能显著降低。氧化铝和氧化锆主要应用于陶瓷切削刀具、陶瓷磨料球、高温炉管、密封圈和玻璃熔化池内衬等。莫来石室温强度属中等水平,但它在1400℃仍能保持这一强度水平,并且高温蠕变速率极低,因此被认为是陶瓷发动机的主要候选材料之一。上述三种氧化物也可制成泡沫或纤维状用于高温保温材料。钛酸铝陶瓷体内存在广泛的微裂纹,因而具有极低的热膨胀系数和热传导率。它的主要缺点是强度低,无法单独作为受力元件,所以一般用它加工内衬用作保温、耐热冲击元件,并已在陶瓷发动机上得到应用。

2、非氧化物陶瓷主要包括碳化硅、氮化硅和赛龙(sialon)。同氧化物陶瓷不同,非氧化物陶瓷原子间主要是以共价键结合在一起,因而具有较高的硬度、模量、蠕变抗力,并且能把这些性能的大部分保持到高温,这是氧化物陶瓷无法比拟的。但它们的烧结非常困难,必须在极高温度(1500～2500℃)并有烧结助剂存在的情况下才能获得较高密度的产品,有时必须借助热压烧结法才能达到希望的密度(>95%),所以非氧化物陶瓷的生产成本一般比氧化物陶瓷高。这些含硅的非氧化物陶瓷还具有极佳的高温耐蚀性和抗氧化性,因此一直是陶瓷发动机的最重要材料,目前已经取代了许多超高合金钢部件。现有最佳超高合金钢的使用温度低于1100℃,而发动机燃料燃烧的温度在1300℃以上,因而普遍采用高压水强制制冷。待非氧化物陶瓷代替超高合金钢后,燃烧温度可提高到1400℃以上,并且不需要水冷系统,这在能源利用和环保方面具有重要的战略意义。非氧化物陶瓷也广泛应用于陶瓷切削刀具。同氧化物陶瓷相比,其成本较高,但高温韧性、强度、硬度、蠕变抗力优异得多,并且刀具寿命长、允许切削速度高,因而在刀具市场占有日益重要地位。它的应用领域还包括轻质无陶瓷轴承、密封件、窑具和磨球等。

3、玻璃陶瓷玻璃和陶瓷的主要区别在于结晶度,玻璃是非晶态而陶瓷是多晶材料。玻璃在远低于熔点以前存在明显的软化,而陶瓷的软化温度同熔点很接近,因而陶瓷的机械性能和使用温度要比玻璃高得多。玻璃的突出优点是可在玻璃软化温度和熔点之间进行各种成型,工艺简单而且成本低。玻璃陶瓷兼具玻璃的工艺性能和陶瓷的机械性能,它利用玻璃成型技术制造产品,然后高温结晶化处理获得陶瓷。工业玻璃陶瓷体系有镁-铝-硅酸盐、锂-镁-铝-硅酸盐和钙-镁-铝-硅酸盐系列,它们常被用来制造耐高温和热冲击产品,如炊具。此外它们作为建筑装饰材料正得到越来越广泛的应用,如地板、装饰玻璃。

二、陶瓷基复合材料复合材料是为了达到某些性能指标将两种或两种以上不同材料混合在一起制成的多相材料,它具有其中任何一相所不具备的综合性能。陶瓷材料的最大缺点是韧性低,使用时会产生不可预测的突然性断裂,陶瓷基复合材料主要是为了改善陶瓷韧性。基于提高韧性的陶瓷基复合材料主要有两类:氧化锆相变增韧和陶瓷纤维强化复合材料。氧化锆相变增韧复合材料是把部分稳定的氧化锆粉末同其他陶瓷粉末(如氧化铝、氮化硅或莫来石)混合后制成的高韧性材料,其断裂韧性可以达到10mpam1/2以上,而一般陶瓷的韧性仅有3mpam1/2左右。这类材料在陶瓷切削刀具方面得到了非常广泛的应用。纤维强化被认为是提高陶瓷韧性最有效和最有前途的方法。纤维强度一般比基体高得多,所以它对基体具有强化作用;同时纤维具有显著阻碍裂纹扩展的能力,从而提高材料的韧性。目前韧性最高的陶瓷就是纤维强化的复合材料,例如碳化硅长纤维强化的碳化硅基复合材料韧性高达30mpam1/2以上,比烧结碳化硅的韧性提高十倍。但因为这类材料价格昂贵,目前仅在军械和航空航天领域得到应用。另一引人注目的增强材料是陶瓷晶须。晶须是尺寸非常小但近乎完美的纤维状单晶体,其强度和模量接近材料的理论值,极适用于陶瓷的强化。目前这类材料在陶瓷切削刀具方面已经得到广泛应用,主要体系有碳化硅晶须-氧化铝-氧化锆、碳化硅晶须-氧化铝和碳化硅晶须-氮化硅。

三、功能陶瓷功能陶瓷是具有光、电、热或磁特性的陶瓷,已经具有极高的产业化程度。下面根据性能对几类主要的功能陶瓷作一简介。

1、导电性能陶瓷材料具有非常广泛的导电区间,从绝缘体到半导体、超导体。大多数陶瓷具有优异的电绝缘性,因而被广泛用于电绝缘体。半导体分为电子型和离子型半导体。以晶体管集成电路为代表的是电子型半导体。离子型半导体仅对某些特殊的带电离子具有传导作用,最具有代表性的是稳定氧化锆和β-氧化铝。稳定氧化锆仅对氧离子具有传导作用,主要产品有氧传感器(主要用来测定发动机的燃烧效率或钢水中氧浓度)、氧泵(从空气中获得纯氧)和燃料电池。β-氧化铝仅对钠离子具有传导作用,主要用来制造钠-硫电池,其特点是高效率、对环境无危害和可以反复充电。陶瓷超导体是近10年才发展起来的,它的临界超导转化温度在所有类超导体中最高,已经达到液氮温度以上。典型的陶瓷超导体为钇-钡-铜-氧系列材料,已经在计算机、精密仪器领域得到广泛应用。

2、介电性能大多数陶瓷具有优异的介电性能,表现在其较高的介电常数和低介电损耗。介电陶瓷的主要应用之一是陶瓷电容器。现代电容器介电陶瓷主要是以钛酸钡为基体的材料。当钡或钛离子被其他金属原子置换后,会得到具有不同介电性能的电介质。钛酸钡基电介质的介电常数高达10000以上,而过去使用的云母小于10,所以用钛酸钡制成的电容器具有体积小、电储存能力高等特点。钛酸钡基电介质还具有优异的正电效应。当温度低于某一临界值时呈半导体导电状态,但当温度超过这一临界值时,电阻率突然增加到103～104倍成为绝缘体。利用这一效应的产品有电路限流元件和恒温电阻加热元件。许多陶瓷,如锆钛酸铅,具有显著压电效应。当在陶瓷上施加外力时,会产生一个相应的电信号,反之亦然,从而实现机械能和电能的相互转换。压电陶瓷用途极其广泛,产品有压力传感元件、超声波发生器等。

电子陶瓷篇6

PZT系多层片式压电陶瓷微驱动器的制作主要采用了陶瓷胚胎流延成型和一定的金属内极电共烧的技术，具有体积小、工作电压低，且位移量大等方面的特点。本文通过对PZT概念以及试验的方法整理研究，对PZT系多层片式压电陶瓷微驱动器位移性能的实验进行了科学的研究。

【关键词】PZT 压电陶瓷微驱动器

压电陶瓷微驱动器在一定程度上在逆压电效应的基础上制作的新型固态执行器，并且普遍应用在众多的高新技术领域中，如精密光学、微电子技术以及电子计算机等。而这些领域的要求促使着压电陶瓷微驱动器逐渐朝着小体积、低驱动电压、大位移量以及集成化的方向大力的发展。近年来，随着陶瓷胚胎流延成型和金属内极电共烧技术的发展和日渐成熟，适合大规模生产、性能优良的PZT系多层片式压电陶瓷微驱动器应运而生，有效的克服了陶瓷分层现象，最大限度的延长了器件的使用寿命。

1 PZT概述

PZT是一种性能优异的铁电材料，在介电、铁电、压电以及热释电等方面的效应十分良好，普遍应用在非挥发性的动态随机存贮器的制作当中，并且在电子材料中的地位日渐突出。近年来，随着社会经济发展水平的日益提高，微机电系统获得了更多的发展空间，PZT铁电薄膜凭借较高的高压电常数等方面的优势而受到广泛的重视，在微型传感器和驱动器中都有所涉及，在很大程度上已经逐渐成为微机电系统中常用的传感和驱动材料。

2 试验

2.1 多层片式压电陶瓷微驱动器

多层片式压电陶瓷微驱动器的制作所需要的工艺步骤非常繁杂，具体如下：

（1）利用电子陶瓷的制备工艺可以得到PZT三元系压电陶瓷粉体，其软性的压电应变系数相对较大。

（2）严格按照一定固液比例实现陶瓷粉体和有机剂的充分混合，均匀的陶瓷浆料由此得到，然后将其放置在流延机的料斗里进行有效地流延，通过对括刀的高度进行合理的调节以及有机载带速度的有效控制，由此制作出来的流延胚胎不仅质地均匀、高度适中，而且非常致密。

（3）把流延胚胎膜冲成各种形状，一面将带图案的电极浆料印刷上，然后将其按照一定的顺序统一放置在特制的模具里采用层叠形式使其能够成型，由此就会得到一个呈多层片状式的含有电极的陶瓷胚体。

（4）严格按照器件具体的作用面积将制作好的陶瓷胚体进行切割，并切割成多个多层的器件胚体，然后将全部的胚体一起放入到一定的坩埚中慢慢排塑，经过高温封闭式的烧结以后，便会得到含有内极的多层片式陶瓷器件。

（5）最终经过研究流延厚膜以及高温内的电极共烧工艺，获得了作用面积在30mm，总厚度在2mm的多层片式压电陶瓷微驱动器。

2.2 样品测试

陶瓷单片压电的应变系数主要是中科院研制的Berlincourt测量仪，用中科院生产的电子显微镜对多层器件微曲的显微结构进行科学的观察，同时用中原量仪厂生产的DGS-6型数显电感测试仪对多层片式压电陶瓷微驱动器的位移值进行科学的测量。

3 结果和讨论

对于受恒定外加应力的压电陶瓷单片而言，当在垂直于其极化方向的表面施加一定电压的时候，压电形变为线性形变时，由压电方程式可得出压电所产生的位移，且通过实验的进一步得知压电的应变系数在很大程度上与厚度没有任何关系，反倒与电压成正比关系。因此，当电压加到一定程度时，并且多层陶瓷片内外电极连接的具体结构形式就可以进行机械之间的并联和串联，如图1，进而就会极化陶瓷层，相应的还会得到相邻陶瓷片的极化的具体方向，取相反的方向就能够得到极化的具体结构形式。如此一来，当多层压电陶瓷微位移器通过外加工作电压时，就能够得到纵向位移的叠加。

与此同时，通过观察可以发现在陶瓷层中存在着许多大小为微米的细小气孔，根据实验可得知这主要与陶瓷流延胚膜中的粘结剂等有机物分布不均匀造成的。当陶瓷内的电极呈现共烧时，会促使有机物出现一定的挥发现象，气孔便由此形成。但是气泡在PZT系多层片式压电陶瓷微驱动器中对于陶瓷层机电的特性不会造成任何的影响，并且这个结果与流延法在PBNN硬性压电陶瓷制备时的机电系数基本保持一致。除此以外，压电陶瓷中的电偶极子以及电畴无论是在直流电压还是在100Hz～5kHz的频率范围内都能够进行同样的伸缩以及方向的转换，并且位移量不会随着频率的改变而出现相应的改变。

综上所述，通过研究宽带凭平坦方面的动态位移证明，电偶极子和电畴的位移量不会随着频率的变化而发生相应的改变，对精密动态位移的有效控制是应用多层片式器件的重要方式，这对于多层片式压电陶瓷微驱动器的具体应用具有非常重要的意义。通过实验可以进一步证明多层片式压电陶瓷微驱动器作为新型的固态执行器件，在位移方面不仅响应快，并且频谱相对比较平坦，且具有体积非常小，工作时电压极低的显著优势。利用逆电压效应有助于压电体微观性能的研究，其主要方法是利用压电陶瓷在电场作用下电偶极子以及电畴所引起的位移量的变化规律，并且在一定程度上也有利于获得随频率变化的压电系数。

参考文献

[1]李国荣，陈大任，张望重，张申，沈卫，殷庆瑞.流延成膜技术制备高性能多层片式压电陶瓷微驱动器研究[J].硅酸盐学报，1999（05）：533-539.

[2]李国荣，陈大任，殷庆瑞.PZT系多层片式压电陶瓷微驱动器位移性能研究[J].无机材料学报，1999（03）：418-424.

[3]吕岩.基于PZT压电薄膜的微驱动器研究[D].大连：大连理工大学，2006.

[4]李宏.新型压电微驱动器在光学微机电系统中的应用研究[D].成都：四川师范大学，2012.

电子陶瓷篇7

关键词：陶瓷传感器 汽车应用

中图分类号：U46 文献标识码：A 文章编号：1007-0745（2013）05-0309-01

一、陶瓷传感器基本概念

传感器是汽车电子控制系统的信息源，也是关键部分之一，更是目前汽车高新科技领域研究的核心内容。传感器对汽车的自动化控制具有重要影响。而当前汽车行业的迅猛发展也成为工业发展的重要组成部分之一，汽车的各种零件应用都显得尤为重要，因此，传感器是目前国内外研究的共同重点。近年来，汽车消费平民化的趋势也愈加明显，以往只是安装在豪华车型上的先进传感器，现在也纷纷落户中低档车，陶瓷传感器便是其中之一。陶瓷传感器采用标准的陶瓷工艺或其某种变种工艺生产，完成必要的准备过后，将元件放在高温之中进行烧结。

二、陶瓷传感器的材料优势

材料对于传感器的发展研究等方面具有重要的影响，陶瓷传感器具有其独有的材料优势，是其他材料所无法比拟的，我们必须要给予其足够的重视。

1.陶瓷传感器在原始材料中相对而言比较便宜，容易在日常生活中得到，而与此同时，其所需要的工艺设备的价格又比较低，能够有效缩减加工成本，提高生产效率，将其在汽车应用中的效果更好的发挥出来。[1]

2.其生产环境较普遍，除了极少数个别例子之外，其生产过程大多在大气环境之中完成。不要特定的环境意味着不需要准备特殊的生产工具或者生产环境，生产的成本降低的同时，生产效果也大为提高。

3.陶瓷的工艺既能适用于小批量的生产，也能大规模生产。这样的特性也就决定了陶瓷生产数量的灵活性，这种灵活性对于陶瓷生产商和陶瓷消费者都具有巨大的意义。

4.陶瓷工艺制备出的复合材料能够产生新的效应，形成具有不同特色的功能相，同时适合于传感器的生产。

三、陶瓷传感器存在的不足

尽管陶瓷传感器在材料的选择是存在着一定的优势的，但同时我们也必须看到其发展过程中存在的不足，只有清醒的认识到其中的不足才有利于陶瓷传感器的不断改进和发展，其存在的缺点有材料易老化、选择性较差，测量范围小的特点，会其在汽车中的应用也会造成一定程度的困扰。[2]

四、陶瓷传感器的应用

1.指导安全驾驶。基于压阻效应的超声波传感器尤其是适用于加长型装载汽车、载重大货车等车型，超声波传感器具有水平方向宽，而垂直方向受到限制，原理上利用压电陶瓷在电能与机械能之间进行相互的转换，也就是在压电陶瓷上加诸于电信号，使得机械振动而发射出超声波，当超声波在空气传播的过程中碰到阻碍物被弹回来后便会作用于陶瓷，伴随着输入电信号的过程，通过数据的计算的出香型的结论，对于危险的距离及时报警，可准确无误的预告危险事件的发生，降低车祸发生的频率，促进汽车的安全行驶。[3]

2.检测温度。一般说来，检测一辆汽车的温度需要十余只陶瓷传感器。发动机系统需要连续精确地测量各种温度，以便于根据温度变化修正或补偿燃油喷射量，获得最佳空燃化。[4]因此，我们需要在陶瓷传感器的应用之中注意检测汽车温度的变化。

3.检测湿度。湿度陶瓷的特点是测量湿度的范围宽，生产工艺不会很，能够广泛应用于汽车部件，如可以进行车窗玻璃的防霜等。湿度传感器的内部装有烧结体，利用烧结体表面对水分子的吸附程度来测试湿度。当烧结体吸附了水分子时，其电阻值会发生变化，从而在其过程中检测出湿度的变化。

4.检测尾气。利用陶瓷的材料，研制出用于汽车尾气监测的氧传感器，通过测定尾气排放的状况，除了能够达到节省燃油的目的外，还能够减少一氧化碳等有害气体的排放。陶瓷传感器因为灵敏度高，在汽车的实际应用中采用这种方式进行检测，对于薄膜和厚膜型氧传感器的研发及在汽车中的应用于开发应该得到充分思维重视。

5.检测汽缸工作状态。基于压阻效应的陶瓷可以监测汽缸的状态。压电陶瓷传感器由压电陶瓷振子、金属片、金属外壳等部件构成。压电振子产生的电荷与放电机汽缸所发生的振动是成正比的，电控单元可以根据这一电压的大小判断爆震强度，及时修正，使得发动机尽量在效率最高的点火时刻工作，实现无爆震的工作状态，以保证发动机实现高效运转。

五、陶瓷传感器与扩散硅传感器的比较

1.陶瓷传感器是干式传感器，过程压力直接作用于陶瓷膜片上，而基板电极和膜片电极则可以检测出与压力相关的电容变化，测量的具体范围取决于陶瓷膜片的厚度。高纯度的陶瓷，具有相当强的抗化学腐蚀能力。

2.扩散硅传感器：能够利用半导体的压阻效应，在单晶硅片的特定晶向上，用光刻、扩散等半导体工艺制作敏感膜片，当外力发生改变时，产生微应变，电阻率发生变化，使得电阻发生变化，经过计算机的各种精确的处理手段和生产工艺，生产出来的传感器。

六、未来发展趋势

传感器在汽车中的应用应该符合时展的必然趋势，那么，什么才是未来传感器的发展趋势？我认为，陶瓷传感器绝对是发展趋势之一。陶瓷作为一种公认的高弹性、抗压力强的材料，应该在汽车应用的传感器中占有一席之地，并且占据越来越重要的地位。在国内外的汽车产业发展过程中，质优价廉的陶瓷传感器越来越得到广泛的应用，甚至有席卷整个市场的趋势。

但是同时，目前中国的传感器市场生产企业之间的生产规模和能力差距很大，竞争水平参差不齐，在市场竞争强烈的情况下，商家更为注意价格战，产品质量也有所下降，这一问题必须得到足够程度的重视，在当前的市场竞争环境下，如何生产出更为质优价廉的产品，合理地参与市场竞争，将成为陶瓷传感器行业在汽车中被更广泛的应用所需解决的前提，这将是我们行业今后相当长一段时间的目标。

所以，在随着信息处理技术的不断发展，汽车传感器市场的需求稳步增长的状况下，加大科研投入力度，无论是国家还是企业，都应该重视陶瓷传感器的发展与研究，大家共同期待着陶瓷传感器成为车用传感器主流的日子的早日到来。

参考文献：

[1]陶海青.汽车传感器技术与应用趋势[J].中国电子商情（基础电子），2009（06）.

[2]刘仁鑫，王万章.压电材料在汽车技术中的应用[J].拖拉机与农用运输车，2007（05）.

电子陶瓷篇8

2010年记者在市场中看到了基于养生概念的陶瓷内胆的电压力锅。陶瓷锅胆表面不使用涂层，避开了消费者对涂层安全的顾虑。因不管是什么样的涂层都可能存有脱落的风险，只是时间早与晚的问题。陶瓷内胆的电压力锅比较重，但煮饭的味道，效果会比普通的锅胆好一些。记者从推出此产品的爱多公司了解，陶瓷内胆是引进了中国陶瓷传统制造工艺，经过1300℃高温烧制，不含铅，镉重金属。内胆表面釉质层经过高温固化，釉质层主要成分为二氧化硅与玻璃成分类似，无化学涂层，硬度超过钢铁，可以直接用钢丝球擦洗。在500℃高温干烧不炸裂，遇冷热水交换，完全避免冷热冲击造成内胆破裂，可以承受350kpa压力。(压力锅最大工作压力90kpa)陶瓷锅胆的吸水率比较低，只有0.21～0.29％，瓷质密度更高，避免渗漏可能。

陶瓷还可以发射8～14微米远红外线，这个波段的远红外线被称为“生命光波”，可以活化水分子，把普通水中的大水分子团通过共振作用变为小水分子团，更易于人体吸收。用活化水烹饪食物去油腻，开胃助消化、平衡酸碱度，具有促进新陈代谢和排毒作用，不仅美味可口，而且促进营养吸收达到食疗养生作用。与金属内胆相比，陶瓷锅胆能让食物保持原汁原味，避免食物发生化学反应，隔夜汤汁保鲜不变质。而且陶瓷电压力锅煮饭口感非常好，主要是得益于陶瓷的优良保温效果。因此，陶瓷内胆的电压力锅上市打出的是养生牌。但陶瓷电压力锅的原材料成本比普通电压力锅要高约50元以左右，市场售价较高。爱多经过一年的试销主要是在印证产品的可行性，通过一年的试销，马上实现很大的销量并不现实，虽然目前销量不大，但市场反响不错，前景比较好。

早期市场中就有紫砂的电压力锅，此陶瓷内胆的压力锅与紫砂内胆的电压力锅是两材质的产品。陶是陶，瓷是瓷，紫砂是紫砂。China一瓷器。世界通过瓷器认识到中国，“白如玉，明如镜、薄如纸，声如磬”是千年瓷都“景德镇”精湛工艺的经典写照。有很多消费者对陶瓷和紫砂认识较少，经常混为一谈陶瓷与紫砂是完全不同两类物质，紫砂是种矿物，更适合用于茶具，而日用陶瓷应用范围就广泛得多。

陶瓷是“陶器”和“瓷器”的总称，“陶器”一般在900℃烧制而成，最常见的是砂锅，主要缺陷是易碎，易渗水以及可能含有铅、镉重金属问题。紫砂属于陶器，它的烧制温度不能超过1000℃以上，否则，如果是真的紫砂它的微量元素会被破坏掉。而瓷器一般在1000～1300℃以上烧制而成，瓷质密度高、不吸水渗水。耐腐蚀稳定性高。景德镇陶瓷闻名世界，各种高档陶瓷餐具备受国内外青睐。不过景德镇“陶瓷锅具”却是鲜为人知，陶瓷锅具与金属锅具相比在口味，营养、保鲜方面更胜一筹，陶瓷锅具不仅外观精美，而且能够耐高温、耐冷热冲击不炸裂，因此陶瓷锅具价值不菲。

电子陶瓷篇9

本发明涉及一种陶瓷砖的制造工艺、实施其工艺的专用设备。其制造工艺为: 对烧制的有釉陶瓷砖或无釉瓷质砖的表面进行光差抛光处理,使其形成神似自然极光效果的图案。其专用设备包括:由主传动电机驱动连杆带动主磨盘做仿形、横向摆动的动力机构;由升降气缸及相应管路构成的压力机构;由输送带及搭载其上被抛产品构成的砖坯输送机构、抛光机构以及对抛光过程进行冷却的冷却机构,所述冷却机构由中间穿孔的电机、电机中间穿孔内套设备贯穿在电机转子轴中间的圆心套中的供水管、延伸出电机圆心套筒的供水管端部连接的磨具所开设的透孔所组成;所述抛光机构由与电机输出轴同轴安装的主磨盘、磨具组成。

专利号:200910105987.2

一种陶瓷窑炉急冷方式及余热利用方法和装置

所述的一种陶瓷窑炉急冷方式及余热利用方法和装置,即在窑炉烧成带至保温后急冷区的急冷过渡区设置间接吸热冷却系统,通过一种间接的吸热方式使产品在急冷过渡区得到冷却,并将间接吸热冷却系统中冷却产品后的热空气输送到烧成带或烘房作为热供气。所述的急冷降温冷却装置为间接冷却装置,在间接冷却装置内设有用于通过冷空气、使间接冷却装置冷却的空腔,空腔内可通入用于冷却间接冷却装置的流动空气;间接冷却装置通过流动空气使间接冷却装置冷却,再通过间接冷却装置吸取所通过急冷过渡区产品的热量使产品降温;在间接冷却装置上设有流动空气输入口,还设有流动空气输出口,流动空气经过间接冷却装置后将被加热成热空气。

专利号:200910043067.2

一种基于导电纤维的防静电陶瓷及其制备方法

本发明公开了一种基于导电纤维的防静电陶瓷及其制备方法,它以氧化硅纤维作载体,通过液相包覆法先在纤维载体表面包覆一层ATO前驱体;经热处理,得到耐高温导电纤维;然后把制得的导电纤维通过搅拌的方式均匀分散到陶瓷釉中,再将釉施于陶瓷表面,经干燥、煅烧,得到防静电陶瓷。本发明是先制备出耐高温导电纤维以代替传统的球状ATO作为导电填料来制造防静电陶瓷,相对于球状的导电填料,导电纤维因其较大的长径比而易于在陶瓷中形成桥联结构,使得它在陶瓷中能以较少的量就能形成完善的导电网络,从而能极大地减少ATO的用量。

专利号:200910113859.2

一种纳米碳纤维复合碳化硅陶瓷环及其制备方法

一种纳米碳纤维复合碳化硅陶瓷环及其制备方法,可用于高温、高压、高转速、强腐蚀等各种转速、压力、介质的密封装置,属于密封环技术领域。其特征是以重量百分比为75～80%的碳化硅、5～10%的碳纤维、5%的纳米碳化钛和10%的纳米碳化硅为组成主原料,经湿法球磨与辅料混合,再经干燥、造粒、成形及固化后形成纳米碳纤维复合碳化硅陶瓷环。

专利号:200910048871.X

高压电等离子陶瓷内燃机

本发明涉及一种动力机械,特别是一种改进的内燃机。本内燃机装置是在传统内燃机的基础上进行了以下改进:在金属缸体和金属缸盖的内侧嵌入工作温度高于内燃机爆燃温度的绝缘层,金属缸盖的绝缘层外固定高压电金属板,高压电金属板连接于高压静电发生器,高压静电发生器又与汽车点火控制板通过信号线连接。燃气在内燃机气缸内的燃烧过程中,采用高压电点火并持续给出高压电脉冲,致使缸内燃气等离子体分子极化,极化后的等离子气体发生在高压电的电场下,由布朗运动变为定向运动,推动活塞,极大提高了做功效率。

专利号:200910094266.6

一种磨损仿生的纳米陶瓷复合人工牙及其制备方法

电子陶瓷篇10

关键词：自洁功能材料 自洁功能陶瓷 自洁机理

随着工业的发展和人类的各种活动日益频繁，由此而滋生的疾病也越来越多。要解决这一问题，必须走可持续发展之路：一方面解决污染源，另一方面要提高家居环境的抗污染能力，即研制相应的抗污染材料及其制品。对于陶瓷行业而言，这一抗污染材料和制品就是自洁功能陶瓷[1]。

1、自洁功能陶瓷的概念和分类

1.1 概念

自洁功能陶瓷由陶瓷基体和自洁功能材料两大主要部分构成，它是指在陶瓷制品表面或釉层中加入一种或几种具有抗菌、杀菌、防污、除臭和具有净化大气功能的材料，这些功能材料必须以较强的结合力附着在陶瓷上或者与陶瓷本身结为一体，同时对人体不产生任何危害，这样制得的多功能陶瓷称为自洁陶瓷。

1.2 分类

主要分为两大类：一类是有机材料，另一类是无机材料。有机材料多用于塑料、橡胶、纺织行业等，无机材料则多用于无机非金属行业，尤以玻璃和陶瓷行业应用较广。现在所见报导的无机自洁功能材料分三类：一类是含金属离子的无机化合物，如AgNO3、CuO等，另一类是光催化半导体化合物，如TiO2、ZnO等，第三类是具有远红外辐射功能的自洁材料，如锰及其氧化物。另外，有人还提出用稀土复合磷酸盐无机抗菌材料按一定比例添加到陶瓷中制备抗菌功能陶瓷材料。

2、自洁原理

2.1 含金属离子的自洁功能材料

含金属离子的自洁功能材料其杀菌作用主要依赖金属离子中不稳定电子的迁移，这些电子在迁移的过程中阻碍微生物的呼吸和代谢，破坏其蛋白质。以Cu2+离子为例，Cu2+离子失去一至两个电子时，具有强烈的氧化性，这种氧化性阻碍了周围的微生物的呼吸。同时，还可氧化分解周围有机物。由此可见，金属离子的杀菌和抗污主要是由强氧化性来完成的。金属离子按其抗菌效果依次为：Ag>Co>Al>Cu>Zn>Fe>Mn>Sn>Ba>Mg>Ca。而其杀菌效果则有变化，为：Ag>Cu>Fe>Sn>Al>Zn>Co，这主要是因为抗菌作用与原子的电子云磁场有关，而杀菌作用则与其氧化作用的大小有关。一般情况下，常用的金属离子有Ag+、Zn2+和Cu2+，分别以其化合物的形式带入。

2.2 光催化半导体自洁功能材料

物质根据其电性可以分为导体、半导体和绝缘体。在半导体材料中，有这样一族材料，它们能够被光子激活，从而实现电子流动，这一族材料称为光催化半导体材料。[4]其中经常应用的光催化半导体材料有：TiO2、ZrO2、V2O3、ZnO、CaS、Se、GaP、SiC等，在自洁陶瓷的研究中应用较多的为：TiO2、ZrO2和ZnO。

2.3 远红外线自洁功能材料

远红外线自洁功能材料包括锆（Zr）、钴（Co）、镍（Ni）锰（Mn）其及氧化物，这类材料的杀菌自洁与其所放出的远红外线射线有关。但这类材料的杀菌效果是有限的，它必须和以上两类自洁功能材料配合使用才有更好的应用价值。

2.4 添加稀土复合磷酸盐抗菌功能陶瓷材料

将稀土复合磷酸盐无机抗菌材料按一定比例添加到陶瓷中制备抗菌功能陶瓷材料[2]。结果表明：在陶瓷中加入稀土复合磷酸盐无机抗菌材料不会降低陶瓷表面质量，且对金黄色葡萄球菌的6h杀抑率可达94.8%。[3]将复合磷酸盐无机抗菌材料、陶瓷熔块、粘土、添加物、水按一定比例加入球磨机中研磨制得抗菌磨浆.然后经过施釉、烧结制备了抗菌功能陶瓷。

3、自洁功能陶瓷的制作工艺

自洁功能陶瓷的制作工艺基本一致。首先必须有基体（陶瓷）、载体和自洁功能材料，其中载体不仅仅是前述几种，也可以用溶胶凝胶法或其它化学反应方法制成薄膜（载体），再把杀菌自洁功能材料涂覆在其上，在较低的温度下进行烤制，烤制后应以结合较为牢固为前提。也有人将自洁功能材料和载体合二为一，先将载体制成溶液，然后将自洁功能材料加入，最后用蒸涂、浸渍等工艺与陶瓷表面的结合[5]。显然，以上方法都是把自洁功能材料涂覆在陶瓷制品的表面，这样自洁功能材料的自洁作用较好，但有可能结合的不是很牢固。有人也研究了将自洁功能材料加入釉中，这种加入釉中的方法显然是简单，但是自洁作用要丧失许多。如有学者在釉中加入抗菌剂，可以提高自洁性能。抗菌剂最好是以磷酸三钙载银（质量分数为8%～10%）引入釉中。抗菌釉面砖采用低温一次快烧，烧成温度

4、结语

自洁功能陶瓷问世以来，受到国内外同行的普遍关注。但至今，仍然有两个问题没有得到完全的解决。一是当自洁功能材料涂覆于陶瓷表面或加入陶瓷釉中时，引起陶瓷表面颜色失真，使得陶瓷表面的光泽度变差。二是当自洁功能材料涂覆在陶瓷表面制得自洁功能陶瓷时，由于烤制的温度较低，使得自洁功能材料与陶瓷表面的结合力不够，日常表现为耐久性较差。要解决以上问题，还需作进一步的基础研究，其中颜色的改变可以尝试用相关的蔽色剂加以解决；光泽度不够必须对基础釉进行调整，耐久性不好的解决办法自然是将自洁功能材料和陶瓷基础釉融为一体，这方面已有许多的研究者正在努力研究。

参考文献

[1]郝小勇.自洁功能陶瓷及其发展.陶瓷工程，2000.10，34（2）45-48.

[2]肖汉宁.抗菌性陶瓷材料.中国陶瓷，1997.10，33（5）17-18.

[3]梁金生，金宗哲，王静.抗菌功能陶瓷材料的研究.河北工业大学学报，2000.10，29（5），45-47.

[4]贺飞，唐怀军，赵文宽，方佑龄.二氧化钛光催化自洁功能陶瓷的研制.武汉大学学报（理学版），2001.8，47（4）419-424.