陶瓷材料解析:新型陶瓷的分類—功能陶瓷的分類

2021-02-15 電介質Dielectrics

功能陶瓷大體可分成電功能、磁功能、光功能及化學功能陶瓷四大類。

氧化鋁絕緣陶瓷片

絕緣陶瓷的分類,一般可按化學組成和相成份來劃分,主要有以下幾種:

鎂質瓷;氧化鋁瓷;莫來石陶瓷;改性碳化矽陶瓷;氮化矽陶瓷;氮化鋁陶瓷;硼酸鉛玻璃陶瓷;硼酸錫鋇陶瓷;氧化鈹陶瓷。

現代絕緣陶瓷材料的成分與普通電瓷有著本質的區別。絕緣陶瓷的性能應符合如下要求:

1)滿足使用技術要求的介電常數。

2)儘可能低的介質損耗。

3)高的體積電阻率和耐電強度。

4)良好的介電溫度和頻率特性。

5)優良的導熱性能、機械強度、斷裂韌性、化學穩定性和熱穩定性。

電介質即是絕緣體,電介質陶瓷即是指電阻率大於108Ωm的陶瓷材料,能承受較強的電場而不被擊穿。陶瓷的介電性能決定於感應極化的產生及其隨時間的建立過程,而介電常數隨頻率和溫度的變化是決定電介質應用的重要因素。

電介質陶瓷的一般特性

1)電絕緣與極化

電介質陶瓷中的分子正負電荷彼此強烈地束縛,在弱電場的作用下,雖然正電荷沿電場方向移動,負電荷逆電場方向移動,但它們並不能掙脫彼此的束縛而形成電流,因而具有較高的體積電阻率,具有絕緣性。由於電荷的移動,造成了正負電荷中心不重合,在電介質陶瓷內部形成偶極距,產生了極化。

2)極化與介電損耗

電介質陶瓷的另一特性是介電損耗。任何電介質在電場作用下,總會或多或少的把部分電能轉變成熱能使介質發熱,在單位時間內因發熱而消耗的能量稱為損耗功率或簡稱介電損耗。

電介質陶瓷的分類

電介質陶瓷在靜電場或交變電場中使用,評價其特性主要指標有體積電阻率、介電常數和介電損耗等參數。根據這些參數的不同,可把電介質陶瓷分為電絕緣陶瓷即裝置陶瓷和電容器陶瓷。按性質分別稱為壓電陶瓷、熱釋電陶瓷和鐵電陶瓷。

壓電陶瓷是一種能夠將機械能和電能互相轉換的功能陶瓷材料,屬於無機非金屬材料。壓電陶瓷具有敏感的特性,可以將極其微弱的機械振動轉換成電信號,可用於聲納系統、氣象探測、遙測環境保護、家用電器等。壓電陶瓷對外力的敏感使它可以感應到十幾米外飛蟲拍打翅膀對空氣的擾動,用它來製作壓電地震儀,能精確地測出地震強度,指示出地震的方位和距離,這不能不說是壓電陶瓷的一大奇功。常用的壓電陶瓷有鈦酸鋇系、鋯鈦酸鉛二元系及在二元系中添加第三種ABO3(A表示二價金屬離子,B表示四價金屬離子或幾種離子總和為正四價)型化合物,如:Pb(Mn1/3Nb2/3)O3和Pb(Co1/3Nb2/3)O3等組成的三元系。

壓電陶瓷的製造工藝:

壓電陶瓷的製備工藝過程和電子陶瓷相似,但也有其本身的特點。它的生產過程一般包括配料→混料→預燒→粉碎→成型→排膠→燒成→被電極→極化→測試→檢驗→包裝。

壓電陶瓷的應用:

壓電陶瓷的用途很廣。下表列出了壓電陶瓷的應用範圍。

振 子 和 換 能 器

應   用   例   子

壓電振子

濾波器、諧振器、振蕩器

複合振子

壓電音叉、機械濾波器

壓電變壓器

靜電複印、靜電除塵、光電倍增管等高壓電源

 壓電延遲線

電視、通訊設備、計算機等用延遲裝置

測量元件

壓力計、振動計、加速度計

超聲計測

流量計、流速計、風速計、聲速計、液面計

電聲換能器

拾音器、傳聲器、揚聲器、耳機助聽器、蜂鳴器、電視遙控、送受話器

水聲換能器

聲納

固體聲換能器

超聲探傷儀、厚度計、測震儀

物理聲學換能器

超聲衍射光柵、超聲馬達

大功率超聲換能器

清洗、焊接、乳化、攬拌、混合、促進反應

醫用超聲換能器

聽診器、起搏器、血壓器

其它

壓電點火器、引燃引爆、壓電泵

磁性陶瓷簡稱磁性瓷,它是鐵和其它一種或多種金屬元素的複合氧化物,通常稱為鐵氧體,其導電性與半導體材料相類似,因其製備工藝和外觀類似陶瓷而得名。它在現代無線電電子學、自動控制、微波技術、電子計算機、信息儲存、雷射調製等方面都有廣泛的用途。

磁性陶瓷按其晶格類型可分為八類。若按照磁性陶瓷的磁學性質和應用情況來區分,可分為軟磁、永(硬)磁、旋磁、矩瓷和壓磁等五種類型。

NTC熱敏電阻

敏感陶瓷是指對信息感受和功能變換具有敏感特性的多晶無機材料,屬功能陶瓷的一個重要組成部分。特別是近年來,隨著計算技術的迅速發展和對敏感器件的迫切要求,敏感陶瓷及其器件應用等方面的研究開發正不斷擴展,將成為當今社會高度機械化、自動化和信息化所必需的重要技術基礎。

敏感陶瓷是指某些性能隨外界條件(溫度、電壓、溼度、氣氛)的變化而發生改變的陶瓷。這類陶瓷主要用於遙感測量及自動化控制領域。

敏感陶瓷的分類

敏感陶瓷材料主要分三大類:

1)傳感器用敏感陶瓷,其中有屬於化學傳感器的溼敏和各種氣敏傳感器用陶瓷材料和蜀物性傳感器的溫敏、壓力敏和聲敏等傳感器用陶瓷;

2)非線性敏感陶瓷,用於自控加熱非線性熱敏元件和用於變阻器和避雷器等電壓非線性壓敏元件;

3)致動敏感陶瓷,主要用於壓電和電致伸縮微位移制動器和光致伸縮敏感元件等。

電真空器件是電子工業中重要的元器件之一。由於陶瓷材料具有優良的機械性能、介電性能及耐高溫性能等特性,特別是陶瓷材料的金屬化和與金屬進行真空氣密封接技術已成熟,工業上開始用陶瓷來取代玻璃作為電真空器件的管殼;取代雲母作為電子管內部的裝置瓷;取代膠木作為器件外部的裝置瓷。我們通常將在電真空器件中應用的陶瓷稱為電真空陶瓷。

按應用的要求,電真空陶瓷基本上可用於內、外兩個方面。用於電真空器件內部的零件諸如固定陰極、陽極、柵極等極間距離的絕緣瓷夾板,行波管慢波系統螺旋線結構的夾持杆,微波管輸出窗,電子管的陶瓷外殼等。用於電真空器件外部的零件一般稱作瓷底板,用於固定各電極引出線的絕緣瓷底板通常採用高壓電瓷、滑石瓷、75%氧化鋁瓷等製作而成。而用於電真空器件內部零件的陶瓷材料涉及面廣,可按用途不同而選擇低損耗滑石瓷、鎂橄欖石瓷、鋯英石陶瓷、氧化鋁陶瓷、氧化鈹陶瓷、氮化硼陶瓷材料。

相關焦點

  • 陶瓷材料分類與應用
    1.陶瓷材料有哪幾類    1、普通陶瓷材料普通陶瓷材料採用天然原料組成,比如長石、粘土和石英,它們是典型的矽酸鹽材料,經過燒結而成。普通的陶瓷材料來源豐富、成本低、工藝成熟,按性能特徵和用途又可分為日用陶瓷、建築陶瓷、化工陶瓷等。
  • 陶瓷材料的分類及發展前景
    陶瓷材料是人類生活和現代化建設中不可缺少的一種材料。它是繼金屬材料,非金屬材料之後人們所關注的無機非金屬材料中最重要的材料之一。它兼有金屬材料和高分子材料的共同優點,在不斷改性的過程中,已經使其易碎性得到很大的改善。陶瓷材料以其優異的性能在材料領域獨樹一幟,受到人們的高度重視,在未來的社會發展中將發揮非常重要的作用。
  • 新型陶瓷材料的發展與應用
    陶瓷與金屬材料、高分子材料是當今社會應用最廣泛的三大材料。陶瓷製品分為普通陶瓷與先進陶瓷兩大類,先進陶瓷按其特性和用途可分為結構陶瓷與功能陶瓷。其中,結構陶瓷主要是基於其力學性能和耐高溫、耐腐蝕、耐磨損性能等而應用的陶瓷材料;功能陶瓷主要是基於其電、熱、聲、光、磁等特性而應用的陶瓷材料。
  • 生物陶瓷材料的分類與應用
    生物陶瓷是指用作特定的生物或生理功能的一類陶瓷材料,即直接用於人體或與人體相關的生物、醫用、生物化學等的陶瓷材料。
  • 先進陶瓷材料的應用
    1.1   先進陶瓷定義      先進陶瓷,又稱為高性能陶瓷、精細陶瓷、高技術陶瓷等,是指採用高純度、超細人工合成或精選的無機化合物為原料,具有精確的化學組成、精密的製造加工技術和結構設計,並具有優異的力學、聲、光、熱、電、生物等特性的陶瓷。
  • 【材料課堂】陶瓷材料的分類及發展前景
    它兼有金屬材料和高分子材料的共同優點,在不斷改性的過程中,已經使其易碎性得到很大的改善。陶瓷材料以其優異的性能在材料領域獨樹一幟,受到人們的高度重視,在未來的社會發展中將發揮非常重要的作用。陶瓷材料按其性能及用途可分為2大類:結構陶瓷和功能陶瓷。
  • 一種新型無機非金屬材料:玻璃陶瓷
    提起玻璃與陶瓷,大家應該都不陌生,但市面上還存在一種新型的無機非金屬材料——玻璃陶瓷。三者的區別在於雖同屬無機非金屬材料類目(或者說是矽酸鹽材料),但從微觀結構上看:玻璃為非晶體、陶瓷是晶體(多晶體)、玻璃陶瓷則是晶相與玻璃相結合的複合材料。
  • 乾貨—陶瓷的分類、歷史由來及未來發展方向
    陶瓷材料從廣義上說就是無機非金屬材料,包括水泥、玻璃、搪瓷、磚、瓦等。它們是利用無機非金屬為主要原料製成的。狹義上來說,陶瓷材料只包括普通陶瓷和特種陶瓷。普通陶瓷是以黏土類、長石類、石英類等天然礦物為原料,經粉碎混合、磨細、成型、施釉、乾燥、燒成等工序製成的產品。
  • 陶瓷地磚怎麼樣?陶瓷地磚有哪些種類?陶瓷地磚的分類及優缺點
    裝修,離不開的就是材料了,而對於材料的選擇總是會讓很多人都感到頭疼,因為市場上材料太多,人們在逛的時候就很痛苦,而挑選起來實在太困難了,而有很多人對於陶瓷地磚的疑惑很多,不知道好不好,給人們在購買的時候帶來很多的困擾,也有可能購買回來之後才發現各種的問題,後悔沒有好好的去了解一下,這樣,小編今天就為大家來解答一下吧。
  • 陶瓷纖維的分類及用途知識
    ,相比於陶瓷孔隙隔熱材料,陶瓷纖維隔熱材料具有輕質、多孔、熱導率低、比熱容大的特性,並且可以承受很強的載荷。碳纖維是指纖維狀的碳材料,由有機纖維在惰性氣體中加熱到1000℃以上,形成的碳含量佔90%以上的纖維狀碳材料。碳纖維是一種新型無機材料,它的密度為1.5-2g/cm3,是鋼密度的1/4、鋁合金密度的1/2,強度卻比鋼大4、5倍。其熱膨脹係數小,抗熱震性好,從幾千攝氏度的高溫突然降到常溫也不會炸裂,同時具有良好的潤滑性及導電性。
  • 一文了解新型結構陶瓷材料及其應用
    隨著計算機、電子信息、通信、新能源、新光源、航空航天、海洋生物工程等新興行業的發展,其對材料提出了更高的要求,能夠滿足以上新興行業應用的先進陶瓷材料應運而生,並在這些行業中發揮著愈來愈重的作用。結構陶瓷按性能和用途,先進陶瓷可分為功能陶瓷和結構陶瓷兩大類。
  • 陶瓷刀具材料
    目前,國內外應用最為廣泛的陶瓷材料大多數為復相陶瓷,其種類及可能的組合如下圖所示。新型陶瓷刀具材料的研發基本上都是根據該圖的組合,採取不同的增韌補強機制來設計的。國家標準GB/T 2075—1998對於陶瓷材料分類代號的規定見下表。
  • 帶你了解陶瓷分類
    陶瓷分類  (一)按瓷種分類:目前市場通的主要有日用瓷器、骨灰瓷器、玲瓏日用瓷器、釉下(中)彩日用瓷器、日用精陶器、普通陶瓷烹調器和精細陶瓷烹調器等。日用陶瓷(骨灰瓷器只有1個等級)按外觀缺陷的多少或幅度的大小分為優等品、一等品、合格品等多個等級。    (二)按花面裝飾方式分類:按花面特色可分為釉上彩、釉中彩、釉下彩和色釉瓷及一些未加彩的白瓷等。
  • 陶瓷屬於什麼材料 陶瓷的性能
    我們不管在市面上購買什麼東西,都會遇到一些比較新型的材料,那麼一旦遇到這種新型的材料的話,由於什麼都不知道,所以根本沒辦法做出決定,因此,在這裡建議大家先看一下陶瓷是屬於什麼材料的,先把它的材料問題了解清楚,然後再去決定,另外,陶瓷的性能都有什麼,以下就讓我們來看看相關的吧。
  • 陶瓷電容器的分類和用途
    陶瓷電容它又分高頻瓷介和低頻瓷介兩種。具有小的正電容溫度係數的電容器,用於高穩定振蕩迴路中,作為迴路電容器及墊整電容器。 低頻瓷介電容器限於在工作頻率較低的迴路中作旁路或隔直流用,或對穩定性和損耗要求不高的場合〈包括高頻在內〉。這種電容器不宜使用在脈衝電路中,因為它們易於被脈衝電壓擊穿。陶瓷電容按照封裝不同可分為插件和貼片式!
  • 日用陶瓷分類標準詳解 日用陶瓷選購全攻略
    下面文章跟大家來說說日用陶瓷的分類標準、日用陶瓷的優缺點、日用陶瓷選購指南。日用陶瓷的分類按瓷種分類:目前市場上流通的主要有日用瓷器、玲瓏日用瓷器、釉下(中)彩日用瓷器、日用精陶器、普通陶瓷烹調器和精細陶瓷烹調器等。日用陶瓷按外觀缺陷的多少或幅度的大小分為優等品、一等品、合格品等多個等級。
  • 生物陶瓷材料的應用及其發展前景
    本文介紹生物陶瓷的分類、生物學特性及其在醫用領域的應用,並展望其未來十年發展方向。生物陶瓷是指用作特定的生物或生理功能的一類陶瓷材料,即直接用於人體或與人體直接相關的生物、醫用、生物化學等的陶瓷材料。作為生物陶瓷材料,需具備如下條件:生物相容性,力學相容性,與生物組織有優異的親和性,抗血栓,滅菌性並具有很好的物理、化學穩定性。
  • 新型材料,無論是高分子,金屬材料,還是陶瓷,塑料等材料
    包括特殊材料學(如生物相容性,陶瓷/高分子複合材料,纖維化學相容性),無機非金屬材料學(原子性質及物理特性,導電/導熱/隔熱/高分子失水/高分子粘結強度,納米材料)以及自然科學材料學(氣候科學,太陽能熱/太陽能電池)等等。
  • 一文了解玻璃、陶瓷、玻璃陶瓷、透明陶瓷的區別
    (你分得清哪個是玻璃,透明陶瓷,玻璃陶瓷嗎?)但是,隨著工業的快速發展對新材料提出了新的要求,玻璃與陶瓷又有了更豐富的概念。因為現在功能玻璃材料,有很多已經摒棄了傳統的矽酸鹽或者石英,而是轉向氟化物、磷酸鹽、硫族化合物、重氧化物等方面;功能陶瓷材料則更是如此,很多與矽酸鹽根本就不沾邊。
  • 陶瓷茶具的種類及特點 茶具分類介紹
    茶具分類介紹茶具一般是陶器和瓷器,但類型也不相同,景德鎮的茶杯製造商今天說,一般陶器和瓷器的茶具分類。陶瓷茶具的種類及特點一、白瓷陶瓷茶具景德鎮的白瓷茶具最為著名,湖南醴陵、河北唐山、安徽祁門的陶瓷茶具也各有特點。早在唐代,「假玉器」就被稱為白瓷。北宋景德窯生產的瓷器,薄而光滑,白裡泛青,雅致而賞心悅目,並飾以深藍色雕刻、印刷和褐色斑點。