文档介绍：1 电子陶瓷材料复****题题型:名词解释、问答、论述 1. 什么是电子陶瓷? 功能陶瓷是指以电、磁、光、声、热、力、化学和生物等信息的检测、转换、耦合、传输及存储等功能为主要特征的介质材料。 2. 介电常数:物质被电场感应的性质,衡量电介质存储电荷能力的常数, D= ε E。 3. 极化机制: 1)位移式极化; 2)松弛式极化; 3)界面极化; 4)谐振式极化; 5)自发极化。 4. 介质损耗的两种定义陶瓷介质在电导和极化过程中都有能量损耗,一部分电能转化为热能。单位时间单位体积内所消耗的电能为介质损耗。 5. 晶体分类按晶体中同类或异类原子间结合力,可将晶体分为五类: 离子晶体:离子键,正、负离子间靠库仑力结合共价晶体(原子晶体):共价键,原子间靠电子云重叠成键金属晶体:金属键分子晶体:分子键氢键晶体:氢键 6. 钙钛矿晶型结构 Ba 、 O离子半径比较相近, Ba 与 O离子共同构成面心立方密堆积,氧八面体三维共角连接。 7. 电子陶瓷的晶体结构缺陷表示方法举例: 1) BaTiO 3掺入 Nb 2O 5, Nb +5占据 Ti +4位置格点: 2)电荷平衡形成 Ba 空位: 3) SrTiO 3半导体烧结失氧形成氧空位: 8. 电容器介质陶瓷分类 1)按介质分类? Ti Nb '' BaV ??oV 2 ?铁电介质陶瓷?高频介质陶瓷?半导体介质陶瓷?反铁电介质陶瓷?微波介质陶瓷?独石介质陶瓷 2)按国家标准分类 I类陶瓷介质:主要是用于制造高频电路中使用的陶瓷介质电容器; II类陶瓷介质: 主要用于制造低频电路中使用的陶瓷介质电容器,一般为铁电陶瓷; III 类陶瓷介质:半导体陶瓷介质,其表观介电常数很高,约 7000~100000 , 甚至可达 300000~400000 。 9. 电容器瓷的电气性能指标: ①介电系数大; ②介质损耗小; ③对 I 类瓷,介电系数的温度系数αε要稳定化;④体积电阻率ρ v高;⑤抗电强度 E p要高。 10. 介电常数对数混合定则的定义 11. 铁电体: 具有自发极化,且自发极化方向能随外场改变的晶体。 1)具有自发极化强度; 2)自发极化强度能在外加电场下反转 12. 电滞回线(hysteresis curve) : 铁电体在铁电态下极化对电场关系的典型回线。 OA :电场弱,P与E呈线性关系 AB :P迅速增大,电畴反转 B point :极化饱和,单畴 BC :感应极化增加,总极化增大 CBD :电场减小,极化减小 OD :电场为零,剩余极化 Pr OE :自发极化 Ps OF :矫顽场 Ec P 总=P 感+P s3 电滞回线的形成与电畴的反转有关 13. BaTiO 3 随温度 T 变化的晶体结构最重要类型:以 BaTiO 3(钛酸钡)或 PbTiO 3 (钛酸铅)基固溶体为主晶相。即 ABO 3典型的钙钛矿结构。 14. 自发极化产生的原因(论述题) BaTiO 3 在高于居里温度时为立方晶相, 晶格常数为 ?, r( Ba 2+) = ?, r( O 2-) = ?, r( Ti 4+) = ?,钛- 氧离子间距为 ??r( Ti 4+) +r( O 2-) = ? ,即晶格中氧八面体空隙比钛离子大,钛离子可振动,就有向氧的六个方向位移的可能, Ti4+ 处在各方几率相同。在 120 oC 以上,钛离子的热运动能较大,钛离子向六个氧移动的几率相同。(稳定地偏向某一个氧离子的几率为零),对称性高,顺电相。在 120 oC 以下, Ti4+ 半径小,电价高。由于热涨落,偏离一方,钛- 氧相对位移所形成形成强局部内电场,即偶极矩。按氧八面体三维方向相互传递,耦合, 形成自发极化的小区域。这种极化波及相邻的晶格,即形成“电畴”。 BaTiO 3 的自发极化起因在于钛离子的位移, Ti 稳定性差,低温下发生位移( ),自发极化=Ti-O 离子 31%+O 离子的电子位移 59%+ 其他 10% 15. 90 度电畴和 180 度电畴(反平行) 4 由能量最低原理,相邻电畴内的偶极矩排列成 90°或 180 °夹角,即电畴的排列方式分为 180 度电畴(反平行)和 90度电畴。形成 180o 畴可以降低退极化能,形成非 180o 畴可以降低应变能因而不加电场时,整个晶体总电矩为零,此时为最稳定状态。 180 ° 畴:反向电场- (边沿、缺陷处成核)新畴- 劈尖状的新畴向前端发展(因 180 °畴前移速度比侧向移动速度快几个数量级) 90°畴(新旧畴自发极化方向差 90度)的反转类似于 180 °畴。新畴的发展主要依靠外电场推动 90°畴壁的侧向运动。 180 °畴不产生应力(因自发极化反平行,晶体的形变是同一维)。 90°