第一篇：新型陶瓷材料的特性与应用
新型陶瓷材料的特性与应用
摘 要： 综述了新型陶瓷材料的分类、特性及需求，阐述了其在航空航天、汽车、轴承、军事等方面的应用，探讨了新型陶瓷材料研究近况与发展趋势。关键词：新型陶瓷 ；特性；应用；发展
前 言
材料是人类文明的里程碑，是人类赖以生存和得以发展的重要物 质基础。长期以来 曾被作为划分历史时期 的标志。正是材料的使用、发现和发明，才使人类在与自然界的斗争中，走出混沌蒙昧的时代，发展到科学技术高度发达的今天。当今世界，能源、信息、材料己成为人类现代文明进步的标志，继金属、有机 高分子材料以后，无机非金属材料正以其卓越的性能、繁多的品种和广泛 的用途进入各行各业，大有后来者居上之势，被称21世纪的材料。新型陶瓷材料作为无机非金属材料的重要组成部分，发展之快，作用之大，令世人瞩目。新 型陶瓷材料已引起了世界各国尤其是发达国家的高度重视，纷纷投入巨资进行研究开发，把新型陶瓷作为本国高技术发展的一个重要领域。
陶瓷有着悠久的历史，人类的文明史从一定程度讲又是一部陶瓷的发展史。新型陶瓷是相对于传 统陶瓷而言的，是采用人工精制的无机粉末原料，通过结构设计、精确的化学计量、合适的成型方法和烧成制度而达到特定的性能，经过加工处理使之符合使用要求尺寸精度的无机非金属材料。新型陶瓷无论从原料的选用、制备工艺，还是结构性能、应用领域等方面均突破传统陶瓷的范畴，原料从天然矿物到人工合成的高纯的原料；制作工艺从手工作业到高自动化成型；烧成从柴、煤窑到自动化的油、电、气窑进而发展为气相、微波、等离子 等现代烧结技术；研究测试方法更是从经验、外观到科学、微观，这 些重大 的质的变化使其应用从传统的满足生活需要发展到广泛应用于电子、信息、航天、能源、军事、生物医学等领域中。新型陶瓷材料特性与应用
1．1 新型陶瓷材料分类与特性
新型陶瓷材料按照人们目前的习惯可分为两大类，即结构陶瓷(或工程陶瓷)和功能陶瓷，将具有机械功能、热功能和部分化学功能的陶瓷列为结构陶瓷，而将具有电、光、磁、化学和生物体特性，且具有相互转换功能的陶瓷列为功能陶瓷。随着科学技术的发展，各种超微技术和复合技术的运用，材料性能和功能相互交叉渗透，确切分类已逐渐模糊和淡化。根据现代科学技术发展的需要，通过对材料结构性能的设计，新型陶瓷材料的各种特性得到了充分的体现。1．2 新型陶瓷材料应用发展 1．2．1 市场需求
据美国陶瓷工业部门统计，1993年全球陶瓷总产值约 900亿美元，其中先进陶瓷为183亿美元，占20％，比1992年增长23％，精细结构陶瓷为48亿美元，占先进陶瓷的24％。全球精细陶瓷超亿美元的生产厂有22家，超过2000万美元的生产厂有54家，超过1000万美元的生产厂有66家，超过100万美元的生产厂有102家。其中前10家的总产值达146亿美元，占80％。.1，2．2 应用领域 1)航空航天材料
当前，耐高温材料已经成为航天先进材料中的优先发展方向，材料在高温下的应用对航天技术特别是固体火箭等领域具有极其重要的推动作用。随着航空技术的发展，气体涡轮机燃烧室中燃气的温度要求越来越高，固体火箭的工作环境十分恶劣，加上燃烧室喷管、喉衬、涡轮叶片、导向叶片等部件都需用高温材料，均已超过金属和超合金的耐热极限而必须采用冷却系统，这势必降低了发动机的热 效率。对固体火箭发动机喷管喉部和其它热端部件提高效率的追求，已经对未来高温材料提出了更高、更迫切的要求，并更紧密地依赖于高温材料的研究开发，而先进陶瓷及其 陶瓷基复合材料具有耐高温、耐磨损、耐腐蚀、质量轻等优 异性能，是最有希望替代金属材料而用于热机部件的候选材料。2)陶瓷轴承
陶瓷轴承作为一种重要的机械基础件，由于具有金属轴承所无法 比拟的优异性能，近十多年来，在国计民生的各个领域中得到了日益广泛的应用。在 航空航天、核工业、石油工业、化学工业、轻纺工业、食品工业、高速机床等高温、高速、耐腐蚀、真空、电绝缘、无磁、干摩擦的特殊环境下，陶瓷轴承的作用正在被人们逐渐地认识。随着加工技术的不断进步，工艺水平的日益提高，陶瓷轴承的成本不断下降，已经从过去只在一些高、尖领域小范围内应用，逐步推广到可以接受的程度，陶瓷轴承全面应用的时代已经到来。当今世界上著名的轴承企业无一不在开发、生产陶瓷轴承，而产品质量的高低，已成为衡量其企业实力的一个重要标志。3)军事应用
由于特种陶瓷集许多优点于一身，因此它在军事领域也有许多用途。在现代军事中，无论是海陆空或其它兵种 的现代武器中，都有用特种陶瓷制成的 部件。如B4C陶瓷可作为飞机、车辆和人员的防弹装甲，用玻璃纤维和 B4C复合材料制成的0．6cm厚的 BC内衬可阻挡小口径的装甲弹的穿透作用。另外，宇宙飞船外壁的陶瓷隔热瓦 即为玻璃纤维复合材料，具有轻质、耐热、耐冲击、低热导等优良性能，是理想的军用隔热材料。9．11事件发生后，配合全世界的反恐怖主义活动，防弹服的需求成倍增长。新型陶瓷材料研究近况与发展
2．1 陶瓷膜材料
近年来，陶瓷分离膜的研究开发已得到了人们的高度重视，并在液相分离与净化、气体分离与净化和膜反应器方面有着广泛的应用，涉及到环保、食 品、化工、生物技术等诸多领域。陶瓷分离膜具有高分子材料等无法比拟的一些优异性能：化学稳定性好，耐酸、耐碱、耐有机溶剂；机械强度高，可承受几十个大气压的外压，并可反向冲洗；耐高温，使用温度可达800℃以上；孔径易控，孔径分布窄，亲水性能好，渗透率高；抗维生物侵蚀能力强，可用于生物工程和医学领域。
2．2金属---陶瓷
金属陶瓷(Cermet)具有优良的机械力学性能高温性能正如其名称所寓意的那样，既具有 陶瓷(Ceramics)材料的高硬度，又具有金属(Meta1)材料的强韧性，而且价格相对较为低廉。这种材料具有高硬度、耐磨性能强、抗弯强度 高的特点，特 别是抗韧性值好，能抗 氧化、抗粘刀性能强，其功能已覆盖 了硬质合金WC基的大部分使用范围。2．3 纳米陶瓷
纳米陶瓷是近1O年发展起来的新型超结构陶瓷材料。它由纳米级水平(O．1-100nm)显微结构组成。其中包括晶粒尺寸、晶界宽度、第二相分布、气孔尺寸、缺陷尺寸等只限于纳米量级的水平。纳米陶瓷的研究是当前先进陶瓷发展的三大课题之一。
2．4 仿生层状复合陶瓷材料
仿生通常指模仿或利用生物体结构、生化功能和生化过程的技术，把这种技术用到陶瓷材料设计中，获得接近或超过生物材料优异性能 的陶瓷新材料。为了改变陶瓷材料的脆性，人们已注意到贝类的外壳具有特殊的强韧性，如蜗牛等软体动物的外壳实质上是一种由碳酸钙层和薄的蛋白质层交替地组成的层状结构。3 结语
新型陶瓷材料是当今科学技术发展的物质基础，除了作为高强、耐磨、耐腐 的结构陶瓷而广泛应用，在微电子技术、激光技术、光电子技术、光纤技术、传感技术、超导技术和空间技术的发展中也占有十分重要的地位。国防工业和军用技术历来是新材料、新技术的主要推动者和应用者，在武器和军用技术的发展上，新型陶瓷材料及以其为基础的新技术具有举足轻重的作用。新型陶瓷材料还是建立与发展新技术产业、改造传统工业、节约能源和保护环境及提高我国国际竞争力所不可缺少的物质条件。随着新世纪的到来和科学技术的不断进步，会对新型陶瓷材料的性能提出更加苛刻的要求，我们必须不断地开拓进取，在新型陶瓷材料制备技术、新的材料体系上不断创新，使其对人类社会的进步作出更大的贡献。参考文献 钦征骑，钱杏南，贺盘发等．新型陶瓷材料手册南京：江苏科学技术出版社，1995 2 曾令可，王慧，张海文等．高性能陶瓷材料的发展现状及展望． 佛山陶瓷．2002，63(6)：1-7 3 陈达谦，陈磊．精细陶瓷制备工艺与发展．陶瓷，2002，(6)：9-13
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齐婉如 化学学院 1430070210
第二篇：新型陶瓷成型方法（范文）
新型陶瓷成型方法——凝胶注模成型
宋任娇 08120188
一．前言
随着陶瓷工业的发展及其在现代工业领域中应用的不断扩大，对陶瓷成型方法的要求也越来越高，上述传统陶瓷成型工艺由于存在不同的缺点，已难以满足工艺要求，为满足航天、汽车、电子、国防等行业的市场需求[1]，人们要求采用高性能陶瓷的成型方法所成型的坯体应当具有高度均匀性、高密度、高可靠性以及高强度，并在形状的复杂程度上要求更高。因此，陶瓷原位凝固成型技术便应运而生了。
原位凝固胶态成型[3,2]就是指颗粒在悬浮体中的位置不变，靠颗粒之间的作用力或悬浮体内部的一些载体性质的变化，使悬浮体从液态转变为固态。在从液态转变为固态的过程中，坯体没有收缩或收缩很小，介质的量没有改变。在这类成型方法中，首先要制备稳定悬浮的浆料，然后通过各种途径使颗粒之间产生一定的吸引力而相互聚集，形成一个密实的坯体，并保持一定的强度和形状，由此可制成高密度的素坯。原位凝固胶态成型与其它胶态成型工艺之间的区别主要在于凝固技术的不同，这将会导致对浆料性质要求的差异和整个工艺过程的差异。
国内外的陶瓷学者不断总结经验，将胶体化学和表面化学的理论引入到陶瓷浆料的成型技术中，并利用各种物理的辅助手段，在传统的注浆成型的基础之上发展起来了多种新型的胶态成型技术，如：离心注模成型[3]和压滤成型[4]等成型方法。在80年代末90年代初，凝胶注模成型首次使用较低含量的有机物使陶瓷浓悬浮体实现原位凝固，进而在90年代掀起了陶瓷原位凝固胶态成型研究的热潮。
目前，原位凝固胶态成型工艺主要包括:凝胶注模成型工艺(Gelcasting)、直接凝固注模成型(Direct Coagulation Casting)[5]、温度诱导絮凝工艺(TemperatureInduced Flocculation)[6]、胶态振动注模成型(Colloid VibrationCasting)[7]和快速凝固注射成型(Quickset Injection Molding)[8]。
二．凝胶注模成型原理及工艺
凝胶注模成型技术是传统的注浆工艺与有机化学高聚合理论的完美结合，它通过引入一种新的定型机制，发展了注浆工艺。其原理是通过制备低粘度(<1Pa·s)、高固相体积分数(>50vol%)的浓悬浮体，在其中掺入低浓度的有机单体、交联剂，在催化剂和引发剂的作用下，使浆料中的有机单体与交联剂交联聚合成三维网状结构，将大部分水封于网络中而使浆料立即原位凝固，从而使陶瓷坯体原位定型[20]。然后进行脱模、干燥、去除有机物、烧结，即可获得所需陶瓷零件。其原理见图1.1。
该工艺与其它原位凝固胶态成型工艺的相同点是需要制备低粘度、高固相体积分数的浓悬浮体，不同点在于浓悬浮体的凝固技术不同，这将会导致坯体性能的差异[21-24]。
凝胶注模成型分为两类：一种是水溶性凝胶注模成型(aqueous Gelcasting)，另一种是非水溶性凝胶注模成型(Non aqueous Gelcasting)[25]。前者适用于大多数陶瓷成型场合，后者主要适用于那些与水发生反应的系统的成型。该技术首先发明的是有机溶剂的非水凝胶注模成型，随后作为一种改进，又发明了用于水溶剂的水凝胶注模成型，并广泛应用于各种陶瓷中，非水溶性凝胶注模成型采用有机溶剂，要求溶剂有较低的蒸汽压。水溶性凝胶注模成型更进一步，有许多优点[26,27]：(1)成型过程与传统方法类似，简便易行；(2)干燥过程更加容易；(3)降低了预混液的粘度；(4)对环境污染小。因此，该方法被广泛应用。
下面以常用的丙烯酰胺-亚甲基双丙烯酰胺凝胶体系为例，介绍有机单体聚合的原位固化机理。在该系统中，一般选用丙烯酰胺(AM)为单体，双官能团单体亚甲基丙烯酰胺(MBAM)为交联剂，过硫酸铵(APS)为引发剂，根据高分子化学相关理论，单体自由基会经过以下反应：
1)链引发反应
这是形成单体自由基的过程，首先是引发剂 APS 分解，形成初级自由基，这是一个吸热反应，反应活化能高，反应速率小；然后是初级自由基引发单体成为单体自由基，见反应式(2)，下列各式均用 M·表示初级自由基。
式(3)初级自由基引发 MBAM 形成自由基
初级自由基引发单体形成单体自由基的过程是放热反应，反应活化能低，所以生成的初级自由基很快生成单体自由基，但是引发反应阶段存在许多副反应，这些副反应会消耗引发剂，使引发剂效率低。初级自由基还会很快和一些阻聚性物质作用，失去反应活性，氧就是一种效果明显的阻聚物，氧和自由基(包括初级自由基、单体自由基、链自由基，用 Mx·表示)反应，生成比较不活泼的过氧自由基：
过氧自由基本身与其它自由基结合终止，不能再引发凝胶反应。制备凝胶注模成型坯体时，如果浆料是暴露在空气中聚合，成型后坯体与空气接触处未固化，坯体干燥后固化层会起皮、剥离。所以凝胶注模成型时最好能在充 N2的环境下进行。但在本研究中由于实验设备的原因，坯体成型都是在空气环境下进行，成型后的坯体表面会产生一层薄薄的没有凝胶的固化层，轻轻扫刮就可以将其去掉。
链引发反应是控制整个聚合反应的关键，也是影响聚合体系分子量的主要因素。
2)链增长反应
链增长反应即链引发所产生的自由基与单体分子迅速重复加成，形成链自由基的过程，式(5)表示式(2)生成的自由基与单体 AM 发生的反应，式(6)表示式(3)生成的自由基与单体 AM 的反应，链增长反应的特点是反应活化能低，反应放热量大，可达 84kJ/mol[28]。凝胶时间就是根据这个阶段放出的热量引起体系温度的升高来测定。
3)链终止反应
两个链自由基的独电子可以相互结合终止，形成大分子：
三．凝胶注模成型特点
凝胶注模成型工艺的优点为[29-31]：
(1)可适用于各种陶瓷材料，坯体中有机物含量较少，其质量分数一般为3%～5%，但强度较高，一般在10MPa以上。可对坯体进行机加工(车、磨、刨、铣、钻孔、锯等)，从而取消或减少烧结后的加工，是一种净尺寸成型技术。由于坯体的组分和密度均匀，因而在干燥和烧结过程中不会变形，烧结体可保持成型时的形状和尺寸比例，成型各种复杂形状和尺寸的陶瓷零件。
(2)由于定型过程和注模操作是完全分离的，定型是靠浆料中有机单体原位聚合形成交链网状结构的凝胶体来实现的，所以成型坯体组分均匀、密度均匀、缺陷少。与传统干法成型技术相比，它降低了大气孔的数量，并改善气孔的分布，提高坯体的均匀性，从而有利于烧结致密化和强度的提高。
(3)浆料的凝固定型时间较短且可控。根据聚合温度和有机物的加入量不同，凝固定型时间一般可控制在5~60min。
(4)所用陶瓷浆料为高固相(不小于50vol%)、低粘度(小于1Pa·s)。浆料的固含量是影响成型坯体的密度、强度及均匀性的因素，粘度的大小关系到所成坯体形状的好坏及浆料的排气效果。这也是应用该技术的难点和能否成功的关键。
因此该技术明显优于流延法和注浆法等传统的湿法成型技术。目前该工艺的研究受到国内外研究部门和工业界的极大重视，具有广泛的应用前景，由于粉末冶金材料的成型工艺与陶瓷材料的相似性，也可以把此工艺应用于粉末冶金工艺中。
而与陶瓷其它湿法成型工艺相比较，凝胶注模也具有明显的优势。
四．凝胶注模成型工艺的重点和难点(1)高固含量、低粘度浆料的制备。影响固含量的主要因素是粉料在介质中的胶体特性如Zeta电位、粘度，因此可通过选用合适的分散剂，调节pH获得理想的浆料[32,33]。(2)陶瓷浆料的可控固化。在应用凝胶注模成型工艺的过程中，陶瓷浆料的可控固化是一个棘手的问题，这使得人们不得不进行陶瓷浆料固化特性的研究。人们通过对浆料胶凝点的测试来研究其固化特性。对于胶凝点，塑料工业已有了成熟的定义和测试方法标准(如美国的SPI标准和日本的JIS标准)美国橡树岭实验室的Young A C等人研究了预混液温度随凝胶反应发生时间的变化，定义了反应的诱导期，并且指出了凝胶开始发生的时间和温度——胶凝点[34]。国内科研人员也定义了陶瓷浆料的凝胶点，并且设计了测定凝胶点的试验装置，系统研究了影响胶凝点的各种因素。
(3)排胶对坯体强度及其显微结构的影响。研究发现，在排胶过程中，随着排胶温度的升高，坯体强度及其显微结构发生阶段性的变化。低于200℃时，坯体强度稍有下降；350~500℃时，由于坯体内部高分子网络逐渐软化、分解，其强度显著下降；高于500℃时，由于坯体内部局部烧结，强度则逐渐回升[35]。
五．凝胶注模成型工艺的应用情况分析
水溶性凝胶注模与传统的注浆工艺在制浆上类似，且使用的分散剂一样。该成型方法对设备也没有特殊要求，使用该工艺已成功制备出氧化铝、熔融石英、氧化锆、碳化硅、氮化硅、高铝矾土以及它们的复合材料，以及镍基高温合金、BaFe12O19磁性材料、不锈钢、钨、铝合金、金红石电容器等[36]。该工艺制备的部件可作为汽车零件、铸造成型用模壳和模芯、导弹头整流罩和光学装置等[37,38]。导弹整流罩过去多使用耐热微晶玻璃，虽然Si6-zAlzOzN8-z很早就被认为是耐热微晶玻璃的替代产品，但该类材料在很长一段时间内没有合适的工艺把它商品化，而采用凝胶注模成型工艺可以将其制备成近净尺寸的价格适中的导弹整流罩[39]，从而使Si6-zAlzOzN8-z材料在美国“麻雀”和常规导弹上得到推广应用。凝胶注模成型工艺的优势为生产形状复杂的部件，如轴直径为50mm，叶片尖端厚度仅为1.5mm的涡轮转子[19]。该转子坯体平均密度为理论密度的53.7%，坯体各部分密度偏差仅在0.2%以内。凝胶注模成型工艺在制备多孔陶瓷方面也显示出良好的前景。据文献[40,41]报道，采用该工艺制备的刚玉质多孔陶瓷于1550℃×5h烧结后的收缩率低于6%；气孔率为40～50%；平均气孔尺寸为3.65μm。由于凝胶注模成型所得到的坯体强度高，故可用金属或便宜的塑料材料作模具来制作大型形状简单的部件，如制造一个直径为60cm、厚度为2.5cm的圆环形部件。如上述部件采用机压，则需要投入较大的模具费。尽管凝胶注模成型是一种近尺寸的成型技术，但生坯具有可加工强度仍然重要，如制备带螺纹且多孔的复杂部件，仅靠模具设计很难达到设计要求，即使能够达到要求，制造成本也会非常昂贵。由于凝胶注模成型工艺的实用性和先进性，世界各国对它均显示出浓厚的研究兴趣。主要的研究方向是研制新型高效无毒的凝胶体系[42]、开发凝胶注模新的应用领域[43-46]、发展新型无缺陷凝胶注模工艺等[47-49]。利用凝胶注模工艺可成型的材料包括单相体系材料和复相体系材料，所研究的粉体尺寸从微米、亚微米到纳米，成型坯体的形状可以从简单的块体到复杂形状的部件，如薄壁和厚壁的管子、密封环、活塞、转子等。由于其工艺先进，我国不少学者对它十分重视，相继对该工艺进行了深入研究[50-52]。
六．凝胶注模成型工艺研究进展
凝胶注模成型技术是20世纪90年代初一种全新的陶瓷材料湿法成型技术。该工艺与传统的湿法成型工艺相比，具有设备简单、成型坯体组分均匀、密度均匀、强度高、缺陷少、不需脱脂、不易变形、易成型复杂形状零件及使用性很强等突出优点，受到国内外学术界和工业界的极大重视。凝胶注模成型技术已经被称为成型技术史上的一次革命[19]。而且由于凝胶注模成型工艺对于原料的塑性没有要求，可望成为解决瘠性原料成型的新途径。参考文献：
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第三篇：压电陶瓷的制备与应用
压电陶瓷的制备与应用 【摘要】本文主要概述了国内外关于压电陶瓷材料的发展历史进程和研究现状，提出压电陶瓷材料的制备方法，探讨了其发展趋势和应用前景。指出了现代压电陶瓷材料正在向着复合化，薄膜化，无铅化及纳米化方向发展。该材料应用前景广阔，是一种极有发展潜力的材料。【关键词】 压电陶瓷性能参数 制备方法应用
压电陶瓷是指把氧化物混合(氧化锫、氧化铅、氧化钛等)高温烧结、固相反应后而成的多晶体．并通过直流高压极化处理使其具有压电效应的铁电陶瓷的统称，是一种能将机械能和电能互相转换的功能陶瓷材料。压电陶瓷是含高智能的新型功能电子材料,随着材料及工艺的不断研究和改良,压电陶瓷的技术应用愈来愈广。压电材料作为机、电、声，光、热敏感材料，在传感器、换能器、无损检测和通讯技术等领域已获得了广泛的应用，世界各国都高度重视压电陶瓷材料的研究和开发。
1、压电陶瓷的性能参数（1）机械品质因数
机械品质因数的定义是：Qm=×2∏，他表示在振动转换时，材料内部能量消耗的程度。机械品质因数越大，能量的损耗越小。机械品质因数可以根据等效电路计算而得：Qm=,式中R1为等效电阻，Ws为串联谐振频率，C1为振子谐振时的等效电容。当陶瓷片作径向振动时，可近似地表示为Qm=，式中C0为振子的静态电容，单位F；△f为振子的谐振频率fr与反谐振频率fa之差，单位Hz；Qm为无量纲的物理量。（2）基电耦合系数
机电耦合系数K是综合反映压电材料性能的参数，它表示压电材料的机械能与电能的耦合效应。机电耦合系数可定义为K2=（逆压电效应），K2=（正压电效应）没有量纲。机电耦合系数是压电材料进行机—电能量转换的能力反映，它与机—电效率是完全不同的两个概念。它与材料的压电常数、介电常数和弹性常数等参数有关，因此，机电耦合常数是一个比较综合性的参数。（3）弹性系数
根据压电效应，压电陶瓷在交变电场作用下，会产生交变伸长和收缩，从而形成与激励电场频率（信号频率）相一致的受迫振动。对于具有一定形状、大小和被覆工作电极的压电陶瓷称为压电陶瓷振子（简称振子）。实际上，振子谐振时的形变是很小的，一般可以看作是弹性形变。反映材料在弹性形变范围内应力与应变之间的参数为弹性系数。
压电陶瓷材料是一个弹性体，它服从胡克定律：在弹性限度范围内，应力与应变成正比。当数值为T的应力（单位为Pa）加于压电陶瓷片上时，所产生的应变S为S=sT、T=cS式中s为弹性柔顺系数，单位m2／N，c为刚性刚度系数，单位Pa。
2、压电陶瓷的制备过程
I、生产中广泛采用的压电陶瓷工艺，主要包括以下步骤：配料混合预烧粉碎成型排胶烧结被电极极化测试，如图2所示。
(1)配料、球磨混合
原料选用纯度高、细度小和活性大的粉料，根据配方或分子式选择所用原料，并按原料纯度进行修正计算，然后进行原料的称量。按化学配比配料以后，使用行星式球磨机将各种配料混合均匀。实验室常采用的是水平方向转动球磨方式，震动球磨是另一种常用的球磨方法，此外还有气流粉碎法等混合方法。(2)预烧、粉碎、成型、排胶和烧结 混合球磨后的原料进行预烧。预烧是使原料间发生固相化学反应以生成所需产物的过程，预烧过程中应注意温度和保温时间的选择。将预烧反应后的材料使用行星式球磨机粉碎。成型的方法主要有四种；轧膜成型、流延成型、干压成型和静水压成型。轧膜成型适用于薄片元件；流延成型适合于更薄的元件，膜厚可以小于10 m；干压成型适合于块状元件；静水压成型适合于异形或块状元件。除了静水压成型外，其他成型方法都需要有粘合剂，粘合剂一般占原料重量的3％左右。成型以后需要排胶。粘合剂的作用只是利于成型，但它是一种还原性强的物质，成型后应将其排出以免影响烧结质量。烧结是将坯体加热到足够高的温度，使陶瓷坯体发生体积收缩、密度提高和强度增大的过程。烧结过程的机制是组成该物质的原子的扩散运动。烧结的推动力是颗粒或者晶粒的表面能，烧结过程主要是表面能降低的过程。晶粒尺寸是借助于原子扩散来实现的。(3)被电极、极化、测量
烧结后的样品要被电极，可选用的电极材料有银、铜、金．铂等，形成电极层的方法有真空蒸发、化学沉积等多种。压电陶瓷中广泛采用的是，在烧结后的样品涂上银浆，在空气中烧制电极。为了防止空气在高压下电离、击穿，极化一般是在硅油中进行。为了获得优良的压电性能，需要选择合适的电场强度，适当的极化温度。极化样品放置24小时后，用压电常数测量仪测量d33，用高频阻抗分析仪(Agilent4294A等)测量介电常数、介电损耗、谐振频率等。
II溅射法(sp ut tering)是利用高速运动的荷能离子把靶材上的原子(或分子)轰击下来沉积在基片(加热或不加热)上形成薄膜的方法,采用射频磁控溅射能进一步增加电子的行程,加强电离和离子轰击效果,从而能有效提高溅射效率及薄膜的均匀性。
III、脉冲激光沉积(PLD)是80年代后期发展起来的新型薄膜制备技术。相对于其它薄膜制备技术, PLD具有沉积速度快、靶材和薄膜成分一致、生长过程中可原位引入多种气体、烧蚀物粒子能量高、容易制备多层膜及异质结、工艺简单、灵活性大、可制备的薄膜种类多、可用激光对薄膜进行多种处理等优点
IV、sol-gel法是通过将含有一定离子配比的金属醇盐和其它有机或无机金属盐溶于共同的溶液中,通过水解和聚合形成均匀的前驱体———溶胶,再经提拉、旋转涂覆、喷涂或电沉积法等将前驱体溶胶均匀地涂覆在基片上,然后烘干除去有机物,最后退火处理得到具有一定晶相结构的无铅压电陶瓷薄膜。
3、压电陶瓷的应用
近年来，随着宇航、电子、计算机、激光、微声和能源等新技术的发展，对各类材料器件提出了更高的性能要求，压电陶瓷作为一种新型功能材料，在日常生活中，作为压电元件广泛应用于传感器、气体点火器、报警器、音响设备、超声清洗、医疗诊断及通信等装置中。它的重要应用大致分为压电振子和压电换能器两大类。前者主要利用振子本身的谐振特性，要求压电、介电、弹性等性能稳定，机械品质因数高。后者主要是将一种能量形式转换成另一种能量形式，要求机电耦合系数和品质因数高。压电陶瓷的主要应用领域如下表所示： 应用领域
主要用途举例
电源
压电变压器 雷达、电视显像管、阴极射线管、盖克计数管、激光管和电子复印机等高压电源和压电点火装置
信号源
标准信号信号源
振荡器、压电音叉、压电音片等用作精密仪器中的时间和频率标准信号源
信号转换
电声换能器
拾声器、送话器、受话器、扬声器、蜂鸣器等声频范围的电声器件
超声换能器
超声切割、焊接、清洗、搅拌、乳化及超声显示等频率高于20Hz的超声器件
发射与接收
超声换能器
探测地质构造、油井固实程度、无损探伤和测厚、催化反应、超声衍射、疾病诊断等各种工业用的超声器件
水声换能器
水下导航定位、通信和探测的声呐、超声探测、鱼群探测和传声器等
信号处理
滤波器
通信广播中所用各种分立滤波器和复合滤波器，如彩电中频率波器；雷达、自控和计算机系统所用带通滤波器、脉冲滤波器等
放大器
声表面波信号放大器以及振荡器、混频器、衰减器、隔离器等
表面波导
声表面波传输线
4、结束语
压电陶瓷是一种重要的功能材料，具有优异的压电、介电和光电等电学性能，被广泛地应用于电子、航空航天、生物等高技术领域。近年来，各国都在积极研究和开发新的压电功能陶瓷，研究的重点大都是从老材料中发掘新效应，开拓新应用；从控制材料组织和结构入手，寻找新的压电材料。特别值得重视的是随着材料技术和工艺的发展，目前国际上对压电材料的应用研究十分活跃，许多新的压电器件，包括过去认为是难以实现的器材也被研制出来了。随着对材料的组成、制备工艺及结构的不断深入研究，更加新颖的压电器件将不断的映现出来。
【参考文献】
[1]张沛霖，钟维烈．压电材料与器件物理[M]．济南t山东科学技术出版社．1994． [2]陆雷、肖定全、田建华、朱建国.无铅压电陶瓷薄膜的制备及应用研究.[3]张雷、沈建新.压电陶瓷制备方法的研究进展.硅酸盐通报.[4]肖定全.关于无铅压电陶瓷及其应用的几个问题.电子元件与材料.2004.材料合成与制备方法论文 压电陶瓷的制备与应用 院系：物理与电子工程学院 专业：材料物理 姓名：李鹏洋
第四篇：发泡陶瓷保温板材料特性以及主要应用领域
发泡陶瓷保温板材料特性以及主要应用领域
发泡陶瓷保温板材料特性：
表发泡陶瓷保温板防火隔离带系统性能指标
发泡陶瓷保温板性能应符合下列要求：干密度小于等于280，吸水率小于等于8%，燃烧性能A级等性能指标。
发泡陶瓷不但化学性能稳定，能在超低温到高温的广泛温度范围内（—200——1000℃）有良好隔热性能，而且本身又起到防潮、防火、防腐的作用。它在低温深冷、地下、露天、易燃、易潮以及化学侵蚀等苛刻环境下使用时，不但安全可靠，而且经久耐用不需更换。所以被广泛应用于电力、石油、化工、建筑、冷库、服装洗水、地下工程、造船、国防军工等永久性工程的隔热、保冷、防腐。
另外可制成彩色吸声发泡陶瓷。在影剧院、地铁、会议室、噪声车间、录像室等作吸声材料。
发泡陶瓷主要应用在以下领域：
1、烟囟、烟道（800℃以内）内防腐蚀保温和各种窑炉体保温等工程应用。
2、节能建筑保温墙体轻体建筑墙体和屋顶等隔热、隔音、防火、防水、防腐、防震、防磁、防窃听和绝缘工程应用。
3、各种气（汽）、液（油）输送管道、储罐的隔冷绝热、防水、防腐、防火等工程应用。
4、发泡陶瓷球是纺织服装洗水石磨的最佳产品，耐磨性是“天然浮石”的20—25倍。可根据各洗水厂对服装的不同磨洗制成各种规格，使服装产品表面更加均匀、美观。广泛应用于牛仔布厂、牛仔服装厂、漂染厂、水洗厂、印染厂、染整厂、服装水洗厂、洗漂厂等。
5、地铁、图书馆、音乐厅、歌舞厅、剧院、电影院、礼堂、会议报告厅以及广播、电视和电影录音室、隔间室、吸音会场、候机、候车、候船、商场展览大厅和各种防噪工程的应用。
6、高速公路、机场和建筑基础隔离层等工程的应用。
7、河渠、游泳池和护坝防漏、防蛀等工程应用。
8、墙体内外、公共设施装饰等工程应用。
发泡陶瓷主要特点：
泡陶瓷保温板采用先进的生产工艺和发泡技术，经高温焙烧而成的高气孔率的闭孔陶瓷材料而制成的，发泡陶瓷保温板产品的主要特点包括：
1、不燃、防火经1100℃以上的高温煅烧而成，燃烧性能为A1级，具电厂耐火砖式的防火性能，是用于有防火要求的外保温系统及防火隔离带的理想材料。
2、耐老化陶瓷类的无机保温材料，耐久性好，不老化，完全与建筑物同寿命，是常规的有机保温材料所无可比拟的。
3、耐候在阳光暴晒、冷热剧变、风雨交加等恶劣气候条件下不变形、不老化、不开裂，性能稳定。
4、相容性好与水泥砂浆、混凝土等相容性好，粘接可靠，膨胀系数相近，与高温烧制的传统陶瓷建材一样，热胀冷缩下不开裂、不变形、不收缩，双面粉刷无机界面剂后与水泥砂浆拉伸粘接强度即可达到0.2MPa以上。
5、热传导率低导热系数为 0.08~0.10W/(MK)，与保温砂浆相当;隔热性能好，可充当外墙外保温系统的隔热保温材料。
6、吸水率低吸水率极低，与水泥砂浆、饰面砖等能很好的粘接，外贴饰面砖安全可靠，不受建筑物高度等限制。
本公司发泡陶瓷保温板由于使用时间较长，这就在施工、技术、产品成本等方面都比较成熟，且在目前的科学技术环境下，发泡陶瓷保温板的保温隔热性能还无法超过XPS保温板的性能，所以在现代的环境下应用还是比较广泛的。来源：发泡陶瓷http://www.xiexiebang.com
第五篇：浅谈图书馆如何简单应用大数据特性
浅谈图书馆如何简单应用大数据特性
重庆师范大学涉外商贸学院
【摘 要】随着现代社会和科学技术的发展，以及大数据的概念出现以后，大数据已经渐渐融入到我们生活中的各个领域，正改变着人们的生活方式。图书馆作为文献信息中心，更应该接受和适应这种变化，并且利用大数据的特性进行发展和改变，来突出图书馆的特点和职能。
【关键词】图书馆；大数据；特性；简单应用
“大数据”（Big data）研究机构Gartner给出了这样的定义。“大数据”是需要新的处理模式才能具有更强的决策力、洞察发现力和流程优化能力，用来适应海量的、高增长率和多样化的信息资产。对于大数据这个概念大家并不陌生。
大数据有四特性：
1.大量
2.高速
3.多样性
4.低价值密度
随着社会和科技的发展，大数据已经融入到我们的生活中的各个领域。图书馆担负着教学和科研服务的双重任务，是培养人才和开展科学研究的重要基地，不仅要更好的融入当今社会的大数据时代，更应该更好的应用大数据的特性为广大读者服务。
一、大量
首先大数据与传统数据相比较，最明显是特点就是在于大数据的信息量巨大。
现在的图书馆已经不再是只用来存放纸质载体图书的建筑物，它还包括有电子资源以及各种不同形式、不同载体的信息和资源，图书馆的功能和内容正在发生转变。传统纸质图书载体能容纳的内容相对于大数据大量的概念来说已经不值得一提。而随着现代科技发展，出现的电子图书的信息量也是不能与大数据相比的。
原来所说的电子图书和数字资源一般都指存储于图书馆内的本地数据库中存储的资源。一般的电子图书和数字资源具有容量远远大于传统纸质载体图书，并且具有使用和检索都比纸质载体图书来的更为方便和快捷等优势。但在大数据环境下，使我们的这一概念发生了翻天覆地的变化。大数据的应用方式，在理论上可使图书馆的容量无限扩大。
大数据即将大量数据通过互联网聚集到某个特定点，也可以看成是把互联网上的所有数据集中在某一个特定数据库中，这个特定点或特定数据库存在于互联网中。事实上我们所说的特定点或者特定数据库只是把互联网中各个不同的数据库做成开放性数据库，让各个数据库之间进行相互通?，而形成的一个整体数据库。
因此，图书馆也可以链接并使用这一特定的整体的数据库。通过此链接，不仅可以无限扩大本馆自身的馆藏资源，还能使本馆资源得到开放，更加有效充分的利用馆藏资源，并实现数据交流和资源共享。
二、高速
大数据和传统数据最大的区别在于大数据的高速特性，它对于数据处理的能力要求必须非常出色。
大数据在进行数据处理的时候，既能对数据进行流处理，也同时能具备对数据进行批处理的能力。也就是说，大数据处理要求在连续不断处理数据的同时，能够对突如其来的批量数据进行计算和处理。
大数据的高速运行，要求数据有时效性。随着时间推移，数据的价值会折旧，不同年龄阶段的数据具有不同的价值，如期刊类，报纸类。这就要求图书馆及时更新其馆藏。好在大数据时代的资源和数据能够互相连接，弥补了部分馆藏和资源不能高速运行更新的缺点。
从数据开发来看，图书馆存储了大量的数据和资源。当这些数据和资源被聚集到一起时，会形成数据和资源的“矿山”，那么“挖矿”的效率就要求非常高，大数据高速运行就成了“挖矿”的优势。
在图书检索上，大数据的高速运行查找能够快速、精准的定位每一本图书的位置。对于不熟悉图书分类法的读者来说，利用大数据进行图书资料的查找和检索无疑是最方便快捷和准确的。
三、多样性
大数据的数据来源的多样性，这是传统数据做不到的。
对于图书馆来说，产生数据的方式多种多样，有日常的统计数据报表，有人工借还和自助借还数据，有读者检索图书产生的数据，有使用网络图书馆产生的点击量、浏览量等多种数据来源。可以看出读者自身也是数据的创造者。
在大数据环境下，图书馆通过记录、收集并保存产生的一切数据，待数据量达到一定规模的时候，通过对多样数据的各种提炼和分析，了解读者需求，更好的提供多样化的资源和优质的服务。
通过分析读者的阅读需求等数据，可帮助图书馆优化自身的馆藏结构，帮助图书馆纸质图书馆藏的剔旧、电子资源的购买和更新等工作更科学的进行。
四、低价值密度
大数据的低价值密度是指数据的真实性。
大数据追求的是数据的高质量，大数据的基本在于为决策提供帮助，因此大数据必须拥有绝对的真实性。
从来源上分析，传统数据的来源是从宏观上采集的。数据的采集有原则性，有规律，采集的对象有阶段性有针对性，或者直接是进行抽样采集的。传统数据的采集方式决定了传统数据在真实性上会有所欠缺。
大数据的采集方法与传统数据迥异。大数据的数据采集方式是从微观采集，它进行的是个体采集，每个个体都有自己单独的数据集合，也是产生数据的来源。大数据对于数据的采集是没有标准的，它的采集方法源于对个体的行为与现象记录。通过对大量真实数据进行提炼、分析和总结出来的有用数据，其真实性是毋庸置疑的。
图书馆应用低价值密度这一特性，可以帮助图书馆对文献进行开发。因为图书馆所提供的文献、资源、信息等必须具有权威性和真实性。以大数据为基础的参考信息作为文献开发依据具备了真实性的原则。
大数据能真实的分析读者使用图书馆的习惯和读者的读书习惯。通过记录和分析读者的阅读倾向的数据和读者使用馆舍的数据等等，能真实分析出哪些是读者使用的重点资源，哪些是读者不常使用的次要资源。通过对读者的阅读倾向的数据进行记录和分析，可帮助图书馆加强对读者重点使用的资源的建设。而对读者使用馆舍情况的记录和分析，可以对图书馆馆舍进行科学的改造和布置，让读者使用图书馆更感舒适。
大数据真实的记录和分析读者阅读和使用图书馆的各种数据，可以引导读者进行阅读。挑选读者重点使用的资源设立专门的阅读区域，可在设立的阅读区内进行与重点资源的相关参考内容的引导和推荐工作，方便读者更好更有效的使用图书馆资源。
通过大数据对读者数据的捕捉，图书馆能提供更优质的服务。建立数据，统计数据和应用数据，可使图书馆更具有竞争力。有大数据的真实为支撑的基础上，图书馆在现有基础上，能更好的优化和深化服务。
大数据的四个特性，并不一定是独立的，在很多方面，这四个特性都是融会贯通在一起的。应用其特性并不是只会用到其中的一个特性。图书馆对大数据特性进行合理的应用，能更好的建设发展自身，适应和满足社会的需求。
参考文献：
[1]李恬.大数据理念与图书馆大数据[J].新世纪图书馆，2014，（6）：24-27.[2]韩翠峰.大数据带给图书馆的影响与挑战[J].图书情报，2012，（5）37-40.[3]黄馥妃.大数据时代高校图书馆个性化服务研究[J].文化视野，2016.
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