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1、第一章电电子陶瓷瓷制备原原理陶瓷：通通常将经经过制粉粉、成型型、烧结结等工艺艺制得的的产品都都叫做陶陶瓷。无机烧结结体（硬硬、脆）显微结构构：多晶晶多相结结构在人类文文明发展展史中，陶陶瓷常常常作为论论证标志志之一，于于是在相相当长的的年代里里，陶瓷瓷一词便便作为陶陶器和瓷瓷器的总总称。随着科技技的发展展，人们们把陶瓷瓷的概念念扩大到到整个无无机非金金属领域域。通常所称称的陶瓷瓷材料，不不少人还还是把它它当作传传统陶瓷瓷来理解解，传统统陶瓷的的制备是是利用天天然硅酸酸盐矿物物作为原料料，经过过粉碎、配配料、成成型、烧烧结等工工艺制造造而成。新型陶瓷瓷：具有有各种独独特性质质和制造造这些材材料所
2、必必须采用用的特殊殊的工艺艺（摆脱脱传统的的组成和和工艺的的范畴），所所用原料料从取之之于天然然硅酸盐盐矿物的的方式扩扩大到广广泛使用用人工合合成的化化合物，包包括纯氧氧化物、复复合氧化化物、卤卤化物、以以及碳化化物、氮氮化物、硼硼化物、硅硅化物，以以及复合合盐类单单质。从结构上上，以硅硅氧四面面体为基基本结构构单元，发发展到以以单纯铝铝氧、锆锆氧八面面体和硅硅氧、硅硅碳四面面体以及及含有多多种其它它基本结结构单元元的结合合。尺度上从从1-1100m （晶晶粒）到到10-10000nmm（层次次），工工艺上，由由液相到到少量液液相或不不含液相相的固相相烧结。不论是传传统还是是新型，所所具有独独
3、特的物物理性质质无不与与它们的的化学组组成、物物相和显显微结构构有关。往往把把玻璃、搪搪瓷、珐珐琅、釉釉、水泥泥、单晶晶或无机机化合物物，也列列入近代代陶瓷范范畴（广广义陶瓷瓷）陶瓷属于于多晶体体，可分分为单相相多晶体体（由单单一的多多个晶相相组成），多多相多晶晶体（除除晶相外外，还有有气相和和玻璃相相。陶瓷中晶晶相、玻玻璃相、气气相数量量和分布布上的差差异，使使陶瓷具具有不同同的性能能。晶相是决决定陶瓷瓷基本性性质的主主导物相相（形貌貌、大小小、均化化、细化化）玻璃相是是陶瓷体体中的低低熔组成成物气相（气气孔）以以孤立状状态分布布在玻璃璃相之中中，电介介质陶瓷瓷，气孔孔可增大大陶瓷的的介电损
4、损耗，气气孔又是是光的散散射中心心，使透透过的光光量大大大地减少少，透明明陶瓷的的透明度度大大降降低，变变得不透透明。狭义陶瓷瓷：从所所采用的的原料来来说，最最早是直直接应用用粘土制制成陶器器，后来来将天然然原料进进行加工工配合制制成瓷器器，现在在除天然然原料外外，还大大量采用用化工原原料；成型从从手工捏捏制、泥泥条盘筑筑到陶轮轮制坯，到到复杂机机械，到到多种成成型；煅煅烧从平平地堆烧烧，到半半地下式式穴烧，到到控制温温度、气气氛机械械化窑炉炉。生产力水水平和科科技进步步的反映映，漫长长的历程程使陶瓷瓷从古老老的工艺艺和艺术术的宫殿殿中走出出来，跨跨进了现现代科学学技术行行列中，使使它与金金属
5、材料料、有机机高分子子材料共共同构成成三大材材料。1.11 电子子瓷及其其原料1 电子子瓷定义义及类别别 电子子陶瓷是是指应用用于电子子技术中中的各种种陶瓷，也也就是在在电子工工业中用用于制造造电子元元件和器器件的陶陶瓷材料料，一般般分为结结构陶瓷瓷和功能能陶瓷。 用于于制造电电子元件件、器件件、部件件和电路路中的基基体、外外壳、固固定件和和绝缘零零件等陶陶瓷材料料，又称称装置瓷瓷。大致致分为：电真空空瓷、电电阻基体体瓷和绝绝缘零件件等。 功能陶陶瓷：用用于制造造电容器器、电阻阻器、电电感器、换换能器、滤滤波器、传传感器等等并在电电路中起起一种或或多种作作用的陶陶瓷材料料，它又又分为：电容器器
6、瓷，铁铁电瓷，压压电瓷，半半导体瓷瓷和磁性性瓷等。电子陶瓷瓷在化学学成分，微微观结构构和机电电性能上上，均与与一般的的电力用用陶瓷有有着本质质的区别别。电子陶瓷瓷需具有有高的机机械强度度，耐高高温高湿湿，抗辐辐射，介介电常数数变化范范围宽，介介质损耗耗小，电电容温度度系数可可以调整整，抗电电强度和和绝缘电电阻高，以以及老化化性能优优异。电子陶瓷瓷按特性性可分为为：高频频和超高高频绝缘缘陶瓷； 高频高高介陶瓷瓷； 铁电和和反铁电电陶瓷； 压电陶陶瓷； 半导体体陶瓷； 光电陶陶瓷； 电阻陶陶瓷等。电子陶瓷瓷按应用用范围可可分为：固定用用陶瓷；电真空空陶瓷（主主要用于于绝缘体体，构架架，基体体，外壳
7、壳及多层层布线等等）；电电容器瓷瓷（高频频或低频频电容器器介质，兼兼作电容容器支承承，构架架材料；电阻瓷瓷等。按微观结结构分：多晶；单晶；多晶和和玻璃相相；单晶晶和玻璃璃相。利用陶瓷瓷材料的的高频或或超高频频电气物物理特性性可制作作各种形形状的固固定零件件，陶瓷瓷电容器器，电真真空陶瓷瓷零件，碳碳膜电阻阻基体等等，它们们在通信信、广播播、电视视、雷达达、仪器器、仪表表等电子子设备中中是不可可缺少的的组成部部分，此此外，随随着激光光、计算算、集成成、光学学等新技技术的发发展，电电子陶瓷瓷用途日日益扩大大。电子陶瓷瓷材料的的发展同同物理化化学、应应用物理理、硅酸酸盐物理理化学、固固体物理理学、光光
8、学、电电学、声声学、无无线电电电子学等等的发展展密切相相关，相相互促进进，从而而在电子子技术的的飞跃发发展中，使使电子陶陶瓷也相相应地取取得了很很大的进进展。1 电子陶瓷瓷的原料料三方面要要求：（11）化学学成分：纯度，杂杂质的种种类与含含量，化化学计量量比； （22）颗粒粒度：粉粉粒直径径，粒度度分布，颗颗粒外形形； （33）结构构：结晶晶形态，稳稳定度，裂裂纹，致致密度和和多孔性性等。 粒度度与结构构主要决决定着坯坯体的密密度和成成型性。 颗粒粒细，结结构不完完整，则则活性（不不稳定性性，可烧烧结性）愈愈大，有有利于烧烧结。电子瓷所所用的原原料大体体可分为为矿物原原料和化化工产品品两类：粘
9、土、膨润土、滑石菱镁矿、萤石、金红石矿物原料刚玉光谱纯 99.999.99%分析纯 9999.9%化学纯 9599%工业纯8090%化工产品原料杂质：（11）促进进烧结 （22） 或 杂质质能作为为离子价价补偿，而而提高材材料的电电气性能能粉料稳定定度： 多晶转转变， 存在两两种或两两种以上上晶型 ZrOO2低温单单斜晶系系（低温温稳定），温温度升高高，11100转化为为四方晶晶系（高高温稳定定）；温温度下降降到11100以下，转转化成单单斜晶系系；转变变带来体体积效应应，ZrrO2从单斜斜到四方方，有88%的体体积收缩缩，陶瓷瓷出现裂裂纹。掺掺杂固溶溶或高温温煅烧使使其稳定定化。晶型不同同，
10、烧结结性不同同：高温稳定定的-Si3N4 、-SiiC比低低温稳定定的-Si3N4 、-SiCC有好的的烧结性性能，前前者具有有开放结结构，内内能高，有有利于烧烧结。1.22 原料料的颗粒粒度与粉粉碎粒度：是是指粉粒粒直径的的大小，作作为陶瓷瓷（电子子陶瓷）的的粉料，其其粒径通通常在00.150m之间间。a) 一般粉料料愈细，则则其工艺艺性能愈愈佳，粉粉料达到到一定细细度时，才才能使浆浆料达到到必要的的流动性性、可塑塑性，才才可保证证坯体具具有足够够的光洁洁度、均均匀性和和必要的的机械强强度；b) 颗粒细化化可降低低陶瓷的的烧成温温度；c) 颗粒愈细细，则加加工愈困困难，应应从经济济考虑。粉碎
11、：物物理角度度看，粉粉碎是一一种能量量转换过过程，所所做的机机械功通通常与粉粉料之间间的撞击击、碾压压、磨擦擦有关，将将粉料砸砸碎、破破裂，或或磨去棱棱角等，使使粉碎的的比表面面增加，因因而表面面自由能能增加。粉碎机械械有：球球磨、振振动磨、气气流磨、砂砂磨装置置，前两两种电子子陶瓷普普遍使用用，而后后两种局局部使用用。一、 机械法制制粉原理理1. 球磨： 原理，球球磨机是是一种内内装一定定磨球的的旋转筒筒体，筒筒体旋转转带动磨磨球旋转转，靠离离心力和和摩擦作作用，将将磨球带带到一定定的高度度，当离离心力小小于其自自身重量量时，磨磨球下落落，撞击击下部磨磨球与筒筒壁，而而介于其其间的粉粉料，便
12、便受到撞撞击或碾碾磨。mmgh 撞击，另另一个是是磨球之之间以及及磨球与与筒壁之之间的摩摩擦滚压压。球磨机：磨球与与物料的的反复撞撞击、研研磨，将将各种物物料混合合均匀，并并达到一一定细度度的设备备。1) 转速：VV大，切切线加速速度增加加；若VV过大，则则径向压压力太大大，使磨磨球难于于滚动，甚甚至紧贴贴筒体回回转，失失去撞击击作用；合适的的转速以以磨球恰恰能自近近顶部下下落为宜宜。2) 磨球外形形：以球球状为好好（撞击击功而言言），但但就滚动动而言，以以短柱状状为宜，因因为球之之间为点点接触，柱体之间是线接触。3) 筒体直径径与粉料料粒形：筒体大大，则效效率高，1-2m，对于小批量，以小球
13、磨罐为宜，可小至10-20cm左右，大球磨机：粒形呈多角形，粗糙，流动性差，可塑性差，不利于成型；小球磨机：研磨多于撞击，粒形呈球形，流动性好，可塑性高，有利于成型，特利于挤制工艺，用于生产细杆或薄壁产品（小型电阻基体，管式电容器等）。4) 材质（磨磨球与筒筒衬）：钢球，刚刚玉（-All2O3），瓷瓷球，玛玛瑙（SSiO22）球，比比重大，坚坚硬则好好，它们们的比重重分别为为：7.9, 3.99, 22.3; 莫氏氏硬度分分别为: 8, 9, 7, 5; 钢的的效率高高，但磨磨损后使使瓷料含含铁，可可使瓷件件介电性性能变劣劣，对耐耐酸粉料料Al22O3、ZrrO2、BeeO等，可用稀酸洗涤除铁
14、，但对不耐酸的TiO2，ZnO，SnO2采用钢球是不合适的，同样采用刚玉球和玛瑙球也会混入Al2O3，和SiO2杂质，若研磨掺杂而使瓷件不能达到性能指标，可采取以下方法：a) 采用有机机物（聚聚氨酯类类耐磨塑塑料或无无无机物物填充的的橡皮）作作为筒体体内衬，或或用这种种有机物物包裹钢钢球，有有机物燃燃尽、挥挥发，不不留痕迹迹；b) 有机物作作筒衬，以以略为过过烧的本本料瓷球球作磨球球。5) 球磨时间间：244-288h才可可能达到到必要细细度（或或更长时时间），因因素：初初颗粒，硬硬度，脆脆性，球球磨机大大小，转转速，磨磨球大小小，形状状，质料料等。钢钢球：前前高后低低（比表表面积），研研磨时
15、间间不宜太太长，不不利于后后期细度度粉碎；刚玉瓷瓷柱（棒棒），撞撞击差，难难以对付付粗粒，但但其摩擦擦接触面面大，有有利于研研磨细粒粒，后期期胜于前前期，可可适当延延长研磨磨时间，进进料粒度度不宜过过粗。球球磨是工工作周期期长，间间歇操作作，耗电电大，效效率低，细细度极限限是1m以下下。6) 干磨与湿湿磨： 干磨以以击碎为为主，研研磨为辅辅，效率率不高，后后期效率率更不佳佳，对于于某些有有水解反反应的粉粉料，只只好采用用干磨。湿磨：加入适当的液体，水、酒精、甲醇等，有利于研磨后期的进一步细化，可使粉粒细小圆滑。原理：液体将深入粉料中所有可能渗入的缝隙，使粉料胀大、变软，是湿粉碎效率高的主因。还
16、可以减少粉尘污染。缺点：分分层现象象，破坏坏浆料的的均匀性性。根据粉料料的吸液液性，磨磨球的质质料，液液体的性性能，采采用料、球球与液合合适的比比例。7) 助磨剂：助磨剂剂主要是是通过表表面吸附附作用来来起作用用的，又又称表面面活性物物质。1% 可可能使球球磨的效效率成倍倍的增长长，其作作用机理理主要是是助磨剂剂在粉料料表面的的吸附作作用。助磨作用用：a) 分散效应应：是指指助磨剂剂在粉料料表面吸吸附作用用之后，大大大地减减弱了粉粉料之间间的相互互作用，而而避免结结成团块块的效应应。“干磨”采用油油酸CCH3-(CH2）7-CHH=CHH-（CCH2）7-COOOH其中羧羧基-(COOOH)具
17、具有明显显极性，将将与粉粒粒表面离离子电场场的异名名端强烈烈吸引，而而烷基朝朝外，烷烷属烃是是典型的的中性介介质，因因而大大大地削弱弱了粉粒粒之间的的相互作作用力，提提高了分分散性，强强化了研研磨效率率。b) 润滑效应应：是指指由于助助磨剂在在粉粒表表面的附附着使粉粉粒之间间的作用用力下降降，摩擦擦力减小小，流动动性增加加。避免免粗粒包包裹于细细粒之中中，使研研磨力缓缓冲分散散；c) 劈裂效应应：主要要是指助助磨剂在在粉粒裂裂缝中附附着后的的作用，撞击和碾压后，粉料出现裂缝，但应力去除后，裂缝弥合。有助磨剂存在时，当裂口初一张开，这种新生成的活性特别大的表面，对周围媒质具有很大的极化和吸引力，
18、故助磨剂将乘虚而入，并支撑，梗塞于缝隙之内，使之不能再度弥合，相当于打进一个“楔子”，使大量的应力集中于裂口前端，下次撞击碾压作用时，有利于裂口进一步扩展，助磨剂亦进一步挺进，使粉料劈开，研磨效果提高。 粉料与与助磨剂剂之间的的作用力力大于助助磨剂本本身分子子间的作作用力，则则助磨效效果好，分分散、润润滑、劈劈裂效应应明显。对对于酸性性物料：TiOO2、ZrrO2用羟基基、胺基基的带碱碱性助磨磨剂较为为有效；对碱性性物料：BaTTiO33、CaaTiOO3等，则则以酸性性介质作作为助磨磨剂为宜宜。 助磨剂剂主要通通过表面面吸附作作用来起起作用的的，又称称表面活活性物质质。2 振磨磨（振动动磨）
19、 在在10000-330000次/分分钟范围围内，作作简谐振振动，使使筒体、磨磨球与物物料反复复撞击研研磨，将物料料混合均均匀并达达到一定定细度的的设备。 振振动频率率愈高，振振幅愈大大，则效效率愈高高。振磨磨装置中中主要是是旋转电电机带动动料斗作作偏心甩甩动。对物料而而言，就就有振幅幅大小和和频率高高低的问问题。原理：料料斗偏心心甩动时时，给磨磨球施加加切向作作用力，磨磨球上抛抛的同时时，仍有有高度自自旋运动动，故球球与球相相遇时，撞撞击与碾碾压兼相相作用。振动磨中中撞击作作用胜于于滚碾，故故振动磨磨所得的的粉粒棱棱角多、活活性大、流流动性差差，欠圆圆润。振磨混合合不如球球磨，多多种成分分物
20、料宜宜用球磨磨（研磨磨和混合合作用）振动磨破破碎比高高：振磨磨，BaaTiOO3 110小时时 100m 以以下，而而使用球球磨，需需要300小时，110mm 以下下占600%。 振振磨装置置中频率率受电机机的转速速影响；振幅受受传动轮轮的偏心心度影响响（f 50HHz，振振幅1mmm 时时间1-2h） 料料斗一般般用有机机填料的的橡皮制制作。振磨实际际是球磨磨的一种种改进，振振动大，噪噪音高，寿寿命短。2 行星磨几个磨罐罐置于同同一旋转转的圆盘盘上，转转速为2（公公转），磨磨罐自身身中心以以角速1（自自转）旋旋转，公公转是模模拟重力力作用，2足够大时，离心力大大超过地心引力，自转1变大，磨罐
21、则不会贴在罐壁不动。细度介于球磨与振磨之间。上面三种种皆为间间歇操作作，不利利于连续续自动生生产。4砂磨（又又称摩擦擦磨），也也称搅拌拌球磨机机，在圆圆筒内用用旋转的的圆盘或或搅拌棒棒使磨球球与物料料高速运运转，相相互碰撞撞，进行行研磨的的设备，因因为磨球球直径小小，故称称砂磨机机。 圆筒垂垂直固定定70014000转/分，球球与球、球球与壁，滚滚碾摩擦擦，比振振磨低（超超细粉碎碎），颗颗粒小，粒粒形圆润润，流动动性高，有有利于独独石电容容器，ZZnO压压敏电阻阻器，多多层基片片载体（超超大规模模集成电电路 VVLSII）电路路多层布布线）轧轧膜与流流延方法法成型。细：烧结结温度降降低255-
22、400，银作作为电极极的低温温烧结瓷瓷料很难难得。由于缺乏乏撞击作作用，进进料不宜宜过粗（1mm）不宜用湿湿式研磨磨的粉料料，可利利用干式式和气氛氛研磨间歇式砂砂磨筒体和搅搅拌器用用聚氨酯酯类耐磨磨塑料制制作5流能磨磨 （气气流粉碎碎机）：用压缩缩空气，将将具有一一定细度度的粉料料喂入特特制圆状状（盘状状）腔体体内，使使物料与与腔壁，物物料颗粒粒间，相相互摩擦擦，激烈烈碰撞，进进行粉碎碎的设备备，物料料经风选选而获得得所要求求的细度度。 原理：高速流流体中的的粉粒自自身的相相互碰撞撞，流态态介质：空气、NN2、COO2、过热热H2O、受受压水、或或其它气气体或液液体，达达到声速速或近声声速，气
23、气流磨。循环2000025000次才才能被吸吸排出，11m左右右颗粒。 几种粉粉碎设备备中，球球磨机为为普遍使使用的设设备，是是主要的的粉碎手手段，但但是一种种落后工工艺，砂砂磨有前前途（颗颗粒细，粒粒形好）。二 颗粒粒的表面面能与粉粉料活化化 1 粉粉料活性性：化学学上，活活性主要要指粉料料的化学学活泼性性，或参参与化学学反应的的难易程程度，活活性高则则易反应应。 物物理上：活性主主要指构构成粉料料的质点点（原子子、离子子或分子子）挣脱脱其本身身结构而而进行挥挥发、扩扩散的可可能性，活活性高则则易挣脱脱。 物理理化学上上：活性性主要指指，质点点能量的的高低，活活性高说说明具有有的能量量高，不
24、不稳定性性高，就就结构而而言，处处于一种种自由能能较高的的介稳状状态。同化学组组成的材材料，结结构不同同，则活活性不同同，可以以说结构构是物质质在不同同能量条条件下的的存在形形式。2结合能能与表面面能电子瓷的的化学成成分，大大多数都都属于金金属氧化化物，具具有正电电性的金金属离子子，和具具有负电电性的氧氧离子组组成，通通过库仑仑力（或或共价键键力），以以一定的的排列方方式，牢牢固地结结合在一一起，形形成所谓谓的离子子晶体。结合能定定义：使使某单位位质量的的离子晶晶体彻底底分散为为正、负负离子时时所作的的功，即即为这种种晶体的的结合能能。也等等于这些些离子由由高度分分散状态态结合成成晶体时时所放
25、出出的能量量。电子陶瓷瓷：1MMJ/mmol ，结合合能大，强强度高，难难破碎，耐耐高温。固体内部部任一离离子，常常被其它它反电荷荷离子所所包围着着，处于于稳定的的低能状状态，把把它取出出来需要要很大的的功，晶晶体表面面离子，异异荷离子子并没有有把它团团团围住住，朝外外的一面面仍有空空缺，故故把表面面离子提提出来所所做的功功要比提提取内部部离子所所需的力力小，故故表面离离子是处处于高能能态的亚亚稳状态态。表面能：表面离离子比内内部离子子能态高高，其高高于体内内离子所所具有的的那部分分能量称称之为表表面自由由能或表表面能。比表面能能：每增增加单位位面积（表表面）时时所需的的功， 表面面张力在表面
26、张张力作用用下，使使液面绷绷紧，液液滴成球球，表面面能最小小，最稳稳定。颗粒越细细，质量量一定时时，总表表面积越越大，则则也越大大，越不不稳定。3比表面面和等效效粒径 比表表面定义义：单位位体积（或或质量）粉粉料所具具有的表表面积球：（mm-1）只要知道道粉料的的比表面面和密度度，就可可以求出出平均等等效粒径径（表面面吸附法法） 颗粒愈愈细，分分散度愈愈高，比比表面愈愈大，体体系中表表面能也也愈大。破碎过程程的机械械功的一一部分转转变为表表面能的的过程。1cm的的颗粒粉粉碎到11nm的的粉体时时，总表表面积达达60000m22，相当当于一个个足球场场大小。4固体中中质点的的活性 所谓谓质点的的
27、活性，是是指某一一质点逃逃脱原有有结构所所给予它它的束缚缚力的可可能性。逃脱原来来的环境境进入气气态环境境，为蒸蒸发；进进入液体体之中，为为溶解；如果和和别的原原子结合合成新的的物质，为为化学反反应。 活性与与一系列列的物理理化学特特性有关关，与化化学键、化化合价、半半径大小小，以及及环境温温度，和和在固体体结构中中的位置置有关。5 结构构缺陷与与粉粒活活化 结构构缺陷定定义：是是指粉粒粒在结构构上的不不完整性性。 粉料料加工、粉粉碎、煅煅烧过程程中，受受热的作作用，或或外施机机械力的的撞击、碾碾压、剪剪切等，使使原来完完整的晶晶格受到到不同程程度的破破坏，因因而体内内出现裂裂纹、位位错。 缺
28、陷陷能：固固体中出出现的裂裂纹、位位错、偏偏离、扭扭曲及无无定形态态，都是是一种能能量较高高的介稳稳状态，与与正常晶晶格上质质点相比比，所高高出的那那部分能能量称为为缺陷能能。 经过过活化的的粉粒，将将大大地地有利于于烧结过过程，有有利于物物质的扩扩散。6 煅烧烧与粉料料的活化化 机械械粉碎方方法是提提高粉料料比表面面是有效效的，但但是很有有限。 很难达达到更细细的粒度度，经过过煅烧，可可以得到到疏松多多孔的粉粉料，可可以获得得纳米级级的粉料料。A. 煅烧温度度与粉料料质量的的关系煅烧温度度愈低，则则粉料活活性愈高高。实际生产产电子陶陶瓷过程程中，可可以直接接采用一一些碳酸酸盐作为为原料，进进
29、行配料料计算。B. 气氛与杂杂质的影影响 影响粉粉料的煅煅烧过程程，杂质质少，容容许采用用更高的的烧结温温度。C. 煅烧前后后粉粒结结构的变变化煅烧前后后粒形基基本上没没有变化化，但煅煅烧后颗颗粒内部部含有大大量微孔孔，比表表面增加加了近1105倍；煅煅烧前后后晶粒构构型也很很少改变变，仍保保持分解解前的晶晶格类型型，金属属离子与与原来的的氧离子子基本仍仍停留在在原来的的格点上上，而CCO2、H2O等的的相应位位置则空空余出来来，这种种结构称称为假晶晶。三、粉料料粒度测测定 1 等等效粒径径：实际际颗粒形形状复杂杂，设想想粉粒置置于一外外接四方方盒之内内，以，bb，h表表示长、宽宽，高。一轴平
30、均均等效粒粒径二轴平均均等效粒粒径外接矩形形等效直直径外接方盒盒等效直直径立方面等等效粒径径球面等效效直径立方体等等效直径径 球体等效效粒径2粒度分分布 测量方方法：记记数法（光光学显微微镜、电电子显微微镜） 筛分分：分析析筛，通通过筛目目，统计计分布 沉降降法：重重力沉降降吸附法，测测定比表表面积激光测试试法平均粒径径：当等等效等径径确定之之后，还还可以按按粉粒的的长度，面面积或体体积等方方式来计计算其平平均粒径径记数法，分分布在载载玻片上上的粉料料可以直直接观察察或拍照照片记数数筛分法，对对粗颗粒粒有效沉降法，粘粘滞液体体中，小小球下降降速度和和液体的的粘度成成反比，与与小球直直径平方方成
31、正比比、小球和和液体的的密度，液体的粘度，小球直径用不同时时刻透过过悬浮液液的光强强度的变变化率来来间接反反映颗粒粒沉降速速度1.33 电子子瓷料的的反应法法制备传统陶瓷瓷泥料工工艺：一定细度原料 配方球磨罐中混合研磨 一般工艺 干粉（或泥料） 传统工艺艺烧结后后未必达达到预定定的结构构和性能能合理方法法：先讲讲有关原原料混合合在一起起，通过过预烧（预预反应），以以生成某某种化合合物，粉粉碎后作作为中间间原料，然然后一种种或数种种中间原原料，根根据电子子陶瓷配配方，加加入一些些添加剂剂，又一一次混合合研磨，制制成正式式坯料。一、 烧结反应应法制粉粉按照所需需原料的的分子式式配料1 按化化学分子
32、子式配料料分子量MM，分子子数的比比例计算算相对重重量烧块配方方（第一一次配方方）计算时用用1A 中间间化合物物计算中间产物物（分子式式）原料（分子式式）分子比（）分子量（M）相对重量量（）重量%B中间产产品出来来后（预预反应），再再利用中中间产品品配瓷料料例某一电电容器用用铁电瓷瓷，用和和配成固固溶体，分分子式电容器瓷瓷料配方方计算表表陶瓷主晶晶相（分子式式）烧块（分子式式）分子比（）分子量（M）相对重量量（）重量%以上为两两次合成成C 某些些情况一一次合成成，铁电电透明陶陶瓷：瓷料一次次配方计计算陶瓷（分子式式）原料（分子式式）分子比（）分子量（M）相对重量量（）重量%62.8894.43
33、324.2228.466投入总量量乘以百百分值，则则为原料料的实际际用量。根据纯度度进行校校正。2 反应应煅烧（预预烧），必必要的预预反应A 合成成反应 粉碎碎 是一一种反应应不太完完全，疏疏松多孔孔，便于于粉碎（谨谨防烧结结）B 分解解反应 天然然矿物原原料分解解成所需需氧化物物，高活活性物料料（轻烧烧）二、溶液液反应法法制粉利用溶液液中化学学反应获获得陶瓷瓷原料、中中间产品品或某种种固溶体体的方法法。制备各种金属盐水溶液按一定配比混合有关溶液，反应制备复盐固液分离热析法雾干法低温煅烧成活性物料冷凝法1 溶液液反应过过程 例：制取TTiO22中间原原料（1） 四氯化钛钛加氨制制取正钛钛酸（2
34、） 以四氯化化钛加草草酸制取取草酸钛钛（3） 以钛铁矿矿（FeeTiOO3）加硫硫酸得到到硫酸钛钛酰，硫硫酸钛酰酰水解而而得到偏偏钛酸。 制备备固溶体体的复盐盐较为复复杂，例例电容用用陶瓷料料，BaaTiOO3和SrrTiOO3可以无无限固溶溶（互溶溶），改改变两者者间的分分子比，可可以得到到具有不不同介电电系数的的瓷料，同同时居里里点TCC也可在在-2550+1200宽范围围内调节节。利用传统统高温烧烧结反应应法制粉粉，则必必须分别别制取BBaTiiO3和SrrTiOO3烧块，然然后按一一定比例例混合，再再烧结反反应成固固溶体，易易导致不不均匀。溶液反应应BaCCl2、SrrCl22、Tii
35、Cl44分别溶溶于冷水水中，准准确测得得阳离子子浓度，再再按化学学计量配配制所谓谓正离子子混合液液。制备Baa0.66Sr0.4TiiO3时，确确保离子子混合液液中Baa2+：SSr2+：Tii4+为66：4：10，加加热800855快速在在草酸溶溶液中搅搅拌，生生成凝胶胶状的44 水草草酸锶钡钡。2 固液液分离过过程如何使反应进行彻底如何使固态粉料高纯度沉淀出来在反应产产物中都都含有一一定的酸酸（如：HCll，H22SO4等）或或酸性盐盐（NHH4Cl），为为了促使使反应朝朝产物方方向进行行，通常常可以加加入适量量的碱（如如：NHH4Cl，NNaOHH等），可可产生更更多的金金属酸盐盐，使之
36、之超过或或达到更更高的饱饱和浓度度，使更更多的固固态胶粒粒从溶液液中析出出。Mg(OH)2 pH 1011(Zr.Ti)(OH)4 pH 89Ba0.6Sr0.4TiO(C2O4) pH 56pH过小小，反应应速度太太慢，ppH过大大，则反反应、析析出过于于激烈，使使产物沉沉淀不均均匀，成成分不一一致。加碱调整整pH时，需需强烈机机械搅拌拌，需用用离子水水或蒸馏馏水多次次冲洗固固态析出出物。简单的固固液分离离方法，是是采用机机械过滤滤分离，多多层高质质量过滤滤隔离，也也可采用用真空抽抽滤。近代陶瓷瓷有以下下几种较较为科学学、高效效的固液液分离方方法：a) 热析法100以上，水水挥发，过过饱和度
37、度增加，固固态析出出。b) 冷凝法：冷冻分分离法原理：盐盐水溶液液利用高高压空气气喷入低低温（远远低于00），并并尽快地地转入低低温、低低压烘箱箱中，使使它呈现现雾状，快快速热交交换的作作用，雾雾状盐水水液滴迅迅速变为为盐水二二相共存存的小固固粒。第二步，用用筛网从从低温媒媒质中分分离出盐盐冰粒，保保持0之下，并并尽快转转入低温温，低压压干燥箱箱中。 借借助于低低气压，使使盐水粒粒中冰成成分直接接升华，并并抽出箱箱外。升升华是在在0之下进进行，盐盐粒不会会潮解、粘粘结。由由此可得得到和原原来雾滴滴大小一一样的多多孔粉粒粒。数百百m-1000nm左左右。c) 雾干法：喷雾干干燥法，真真空喷雾雾干
38、燥设设备受上升热热空流冲冲击，使使雾滴呈呈高度分分散状，真真空泵抽抽力作用用，干燥燥室处于于低压状状态，表表面力作作用，呈呈球状雾雾滴，除除水后便便成疏松松多孔的的球状粉粉粒。适适合规模模生产。3 酸酸盐煅烧烧过程：复盐：差差热分析析DTAA，失重重分析TTGA，以以及XRRD分析析。4 以水草草钛酸锶锶钡为例例：室温2250，放出出结晶水水225-4755 放出出CO、CCO2生生成钛酸酸锶钡和和二氧化化钛465-7500复合物物质完全全反应，生生成疏松松多孔的的钛酸锶锶钡固溶溶体，并并放出多多余的CCO2与烧结反反应法相相比，溶溶液反应应制粉有有下列特特点：a) 原料中各各组分的的混合，是
39、是在高度度分散的的原子、分分子状态态下进行行的，因因此可使使产物反反应均匀匀、彻底底，结构构一致。可可在较低低温度下下化合成成具有比比较理想想结构的的固溶体体，高质质量、高高活性陶陶瓷粉料料。b) 易控制纯纯度和准准确配比比，去掉掉了机械械研磨混混合工序序，减少少了混合合机会，有有利于高高纯严格格配比的的陶瓷粉粉料。c) 设备简单单，流程程紧凑，省省去粉碎碎，预烧烧。再粉粉碎工序序，减少少粉尘污污染，有有利于自自动化控控制。d) 限制：远远非所有有原料都都可通过过水溶液液法制取取，各种种离子化化合物能能力的差差异，在在脱水或或煅烧过过程中，出出现化合合物之分分离或生生成并非非所需化化合物，对对
40、纯度要要求高。目目前仅限限于微量量成分敏敏感、配配比要求求准确，光光学结构构均匀的的特殊陶陶瓷原料料中原料料中应用用，如：透明铁铁电瓷，敏敏感性半半导体瓷瓷，特种种磁性瓷瓷。三、溶胶胶-凝胶胶法制粉粉Soll-Geel TTechhniqquess是一种借借助于胶胶体分散散系的制制粉方法法胶粒直径径都在几几百埃之之下，具具有相当当的透明明度，称称为溶胶胶。溶胶胶高度稳稳定，它它可以将将多种（33-5种种或更多多）金属属离子均均匀、稳稳定地分分布于胶胶体中，并并可进一一步脱水水成均匀匀的凝胶胶（无定定形体），再再经过合合适处理理便可获获得活性性高的超超微粒混混合氧化化物。三种方案案：方案一：络合
41、物物的形成成，水解解和缩聚聚三个步步骤，即即由所需需金属离离子的络络合物水水解成溶溶胶，再再进一步步缩合成成凝胶。络合物的的形成：形成一一种（或或几种）金金属（非非金属）氧氧有机基基化合物物的络合合物。 四氧氧甲基硅硅Si(OMee)4，氧乙乙基锂LLiOEEt，四四氧丙基基锆Zrr(OPPr)44，三氧氧次丁基基铝All(OSSecBBu)33，其中中，Mee、Ett、Prr、Buu分别代代表甲基基、乙基基、丙基基、丁基基、SeecBuu次丁基基。氧有机基基OR的的存在使使洛合物物具有溶溶解度（溶溶于水或或醇中），以以八种成成分氧化化物陶瓷瓷玻璃原原料制取取为例：氧有机基基之间有有强的反反应
42、力，获获得均匀匀络合体水解：缩缩合反应应式，以以OH置置换ORR，缩出出物HOOR醇类类挥发测测量；侧侧链增添添而形成成了三度度空间的的体形高高分子络络合物 其其中有多多元醇（HHOR）的的挥发，受受浓度、温温度控制制。 缩缩聚：主主要是去去除存在在于三维维络合物中中作为陶陶瓷原料料，不需需要的OOH或OOR，进进一步聚聚合为疏疏松、多多无定形形三维结结构的凝凝胶。方案二：溶胶制制取、凝凝胶形成成及焦化化溶胶制取取：金属属离子酸酸盐按比比例（配配比）溶溶于水中中，加入入有机多多功能酸酸（柠檬檬酸、苹苹果酸、酒酒石酸、乙乙酸和乳乳酸等），有有机酸中中至少含含有一个个羟基和和一个羧羧基，以以保证金
43、金属离子子均匀地地分布于于胶体中中，阻止止其析凝凝或扩散散而生成成化合物物。凝胶形成成：低温温脱水过过程，溶溶胶置于于70左右，残残压为几几毫米汞汞柱的真真空中，使使水分缓缓慢地蒸蒸发。方案三：只要将将溶入不不同溶剂剂中之不不同金属属离子溶溶液相互互均匀混混合后，便便可形成成凝胶。 如：乙乙基原硅硅酸盐（EEthyyl oorthhosiiliccatee）溶入入无水酒酒精中，再再将它滴滴入含有有某种金金属硝酸酸盐溶液液之中，混混合水化化后，硅硅酸盐可可呈凝胶胶状态沉沉淀，再再经以下下过程得得到活行行氧化物物粉体。 氯羟基基铝溶于于水中，再再倒入氢氢氧化镁镁糊膏中中搅拌，这这种混合合物即将将转
44、化为为凝胶，。有别于凝凝胶技术术，将金金属离子子分散固固定于玻玻璃态或或无定形形物质中中，焦化化成活性性氧化物物，凝胶胶的焦化化（即煅煅烧），低低温下进进行（44506000），有有时将这这类凝胶胶置于HH2或O2的气氛氛中快速速煅烧几几分钟，然然后再置置入N22、H2或真空中中作进一一步处理理，可获获得所需需物相。特特别有利利于变价价金属氧氧化物稳稳定于低低价态。除Ag外外，几乎乎所有都都可以该该法制备备金属氧氧化物粉粉料。70年代代曾认为为Ti44+不易易溶入凝凝胶中，但但84年年有人成成功地用用异丙氧氧钛水解解，得到到TiOO2凝胶，焦焦化后得得到金红红石（TTiO22），用用PbTTiO33凝胶制制成了独独石样品品。形成金属氧化有机基洛合物溶液 A含有不同金属离子酸性溶液和有机胶混成溶液 B含有不同金属离子的溶液直接淬火沉积或加热成凝胶 C水解并缩合成含羟基的三度空间高分子结构溶胶蒸发脱水成凝胶溶胶蒸发脱水成凝胶焦化（低温煅烧）成活性氧化物粉料利用Sool-GGel方方法，合合成的典典型结构构有：尖尖晶石，石石榴石，钙钙态矿，钛钛铁矿等等。1.44粉料的的塑化原原理与造造粒一、 陶瓷粉料料的塑化化成型要求求瓷料具具有一定定的可塑塑性。瓷料的可可塑性：是指瓷瓷料（特特别是泥泥料）在在