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1、电子陶瓷第三章电子陶瓷工艺原理1第三章电子陶瓷工艺原理一电子陶瓷工艺概述二电子陶瓷原料与粉碎三电子瓷料合成原理四电子陶瓷成型原理五电子陶瓷烧结原理六电子陶瓷表面加工2一电子陶瓷工艺概述1电子陶瓷基本工艺:通常,从性能的改进来改善陶瓷材料的功能,需要从两方面入手:①内部组成:从材料的组成上直接调节,优化其内在品质②外界条件:改变工艺条件以改善和提高陶瓷材料性能,达到获得优质电子陶瓷材料的目的。电子陶瓷基本工艺一般包括如下过程:原料处理和加工、电子瓷料合成、成型、烧结、表面加工等基本单元操作。3(a(b(c(d(e(g
2、(f(h一电子陶瓷工艺概述2电子陶瓷工业化流程:造粒与成型喷雾造粒干压成型6一电子陶瓷工艺概述2电子陶瓷工业化流程:烧结与表面金属化陶瓷烧结印刷电极7一电子陶瓷工艺概述2电子陶瓷工业化流程:测试与包装测试分选编带包装8二电子陶瓷原料与粉碎1电子陶瓷原料2原料粒度与粉碎3球磨法原理9二电子陶瓷原料与粉碎1电子陶瓷原料原料对电子陶瓷的性能至关重要,对于电子陶瓷的粉料,必须了解下列三方面情况:¾化学成分包括纯度、杂质的种类与含量、化学计量比¾颗粒度包括粉粒直径、粒度分布与颗粒外形等¾结构包括结晶形态、稳定度、裂纹与多孔性
3、等10二电子陶瓷原料与粉碎1电子陶瓷原料原料的化学成分,直接关系到电子陶瓷的各项物理性能是否能够得到保证,而颗粒度与结构主要决定坯体的密度及其可成型性。粒度越细,结构越不完整,则其活性(不稳定性、可烧结性越大,越有利于烧结的进行。电子陶瓷原料有天然原料和化工原料两类。11二电子陶瓷原料与粉碎1电子陶瓷原料¾天然原料:直接来源于大自然,如粘土,石英,菱镁矿,刚玉矿等。特点是含杂质较多,但价格便宜。只要产品性能符合相应的标准和使用要求,生产中往往挑选和使用纯度尽可能高的天然原料,以降低生产成本。12二电子陶瓷原料与粉碎
4、1电子陶瓷原料¾天然原料:粘土是自然界中存在的松散的、膏状、多种微细矿物的混合体,其主要成份是含水的铝硅酸盐矿物O3·ySiO2·zH2O。(化学组成:xAl2粘土具有良好的可塑性和粘合性,加水后成为软泥,能进行塑性成型,烧后又变得致密坚硬。Fe2O3、TiO2等是粘土类原料中的有害杂质,使坯体在烧成时产生熔洞、斑点等缺陷,同时影响瓷体的电绝缘性。13二电子陶瓷原料与粉碎1电子陶瓷原料¾天然原料:矿物,存在的形态很石英是一种结晶状的SiO2多,有水晶、玛瑙、石英岩(石英多晶体等。]互相以顶点连接而成的三维空间石英是
5、由[SiO4架状结构。由于以共价键连接,结构紧密,空隙小,其它离子不易侵入网穴中,因而硬度与强度高,熔融温度也高。石英在陶瓷制备中起着骨架作用、提高陶瓷的机械强度,绝缘性能及化学稳定性,抗腐蚀性等。1415二电子陶瓷原料与粉碎1电子陶瓷原料¾化工原料:化学方法提炼,提纯而得,由专业厂家完成,有多等级,标明含杂量,是电子陶瓷生产中最常用的原料。如:氧化物TiO2、ZrO2、PbO、Al2O3等氢氧化物Mg(OH2、NaOH等盐CaCO3、BaTiO3、Mn(NO32等杂质并非都有害,有的能与主成分形成低共熔物促进烧结
6、;有的能作为离子补偿提高电学性能特点是纯度和物理特性可控。二电子陶瓷原料与粉碎2原料粒度与粉碎¾粒度:指粉粒直径大小,作为陶瓷的粉料,其粒度通常在0.1~50微米之间。一般而言,粉料的粒度越细,则其工艺性能越佳。例如,当采用挤制、扎膜、流延等方法成型时,只有当粉料达到一定细度,才能使浆料达到必要的流动性、可塑性,才能保证制出的坯体具有足够的光洁度、均匀性和好的机械强度。此外,粒度越细,烧结温度越低。1617二电子陶瓷原料与粉碎¾粒度与形貌评价:粒度分析仪电子显微镜二电子陶瓷原料与粉碎2原料粒度与粉碎¾粉碎:机械能转
7、换为表面能的能量转化过程,即粉碎机械的动能或所做的机械功,通过粉料之间的撞击、碾压、摩擦,将粉料砸碎、破裂或磨去棱角等,使粉碎的比表面增加,因而表面自由能增加。几种典型的粉碎技术:球磨、振动磨、搅拌磨、砂磨、胶体磨、气流磨18二电子陶瓷原料与粉碎3球磨法原理¾球磨机:影响球磨效率的因素:①球磨机的转速低于临界转速②球磨机装载量一般装载量占磨罐容积的70%~80%③大小球配比、磨球形状、硬度及质量④料、球、溶剂(水或乙醇等之比⑤球磨时间的选择20二电子陶瓷原料与粉碎3球磨法原理¾行星磨机:行星磨机是球磨机的一种,也称
8、微粒球磨机。行星磨机采用四只相同重量的球磨罐,置于同一旋转的圆盘上,使球磨罐“公转”,同时各个球磨罐又绕自身轴线“自转”。当公转速度足够大时,离心力大大超过地心引力,自转角速度也相应提高,磨球不置于贴附罐壁不动,从而克服了旧式球磨机之临界转速的限制,大大提高球磨效率。21二电子陶瓷原料与粉碎3球磨法原理¾高能球磨机(机械合金化:a晶粒细化:粉末在碰撞中反复破
