功能陶瓷材料及制备工艺(吴玉胜)

　　本书主要介绍了功能陶瓷的基本性质、组成结构、性能特点、制备工艺以及功能陶瓷在电、热、力、声、磁等方面的基础理论和应用知识，突出基础性和前瞻性。
　　全书共分为7章，分别为：功能陶瓷概述、电磁功能陶瓷的物理基础、功能陶瓷的生产工艺、电介质陶瓷、压电陶瓷、敏感陶瓷、超导陶瓷。并且结合几类典型功能陶瓷材料（包括介电、铁电、压电、导电、敏感、超导和磁性陶瓷）的功能效应、结构特征、制备原理和应用基础来阐述功能陶瓷的基本原理、组成-结构-性能关系和发展趋势，同时对各类功能陶瓷材料的生产工艺过程也作了简要介绍。
　　本书可作为高等学校有关先进性陶瓷材料的专业教学用书，也可供功能陶瓷材料研究应用及其元器件生产开发的科技人员参考。

　　吴玉胜，沈阳工业大学，教授，教学方面：主讲《功能陶瓷材料及制备工艺》、《无机非金属材料材料力学》、《耐火材料工艺学》、《水泥工艺学》等本科课程，在教学工作中注重教学改革，积极进行教学方法和教学内容改革研究，主持、参与校内教改项目3项，获沈阳工业大学教育教学成果二等奖1项。每年指导的本科生在毕业设计答辩过程中都有1名获得优秀，作为硕士生导师已招收硕士研究生6名，毕业3名。科研方面：主要研究方向为氧化铝生产新工艺、无机粉体材料制备与表征。作为项目负责人先后主持国家自然科学基金、工信部重大专项、辽宁省自然科学基金等纵向课题7项，企业课题3 项。申请国家发明专利7 项、授权2 项，获省部级科技三等奖2项。入选辽宁省高等学校优秀人才、沈阳工业大学第二批学科学术带头人。“Joural of Material Science andTechnology”、“Transactions of Nonferrous Metals Society ofChina”在线审稿人。

第1章　概述
1.1　功能陶瓷的地位及定义
1.2　功能陶瓷的种类及应用
　1.2.1　电磁功能陶瓷
　1.2.2　其他功能陶瓷

第2章　电磁功能陶瓷的物理基础
2.1　电学性能
　2.1.1　电导的表征与微观机制
　2.1.2　电极化的表征与微观机制
　2.1.3　介质损耗
　2.1.4　绝缘强度
2.2　磁学性能
　2.2.1　磁矩和磁化强度
　2.2.2　物质的磁性
　2.2.3　磁畴的形成和磁滞回线
　2.2.4　铁氧体结构及磁性
　2.2.5　磁性材料的物理效应
　2.2.6　磁性材料及应用

第3章　功能陶瓷的生产工艺
3.1　常用原料
　3.1.1　原料种类
　3.1.2　矿物原料
　3.1.3　化工原料
3.2　配料计算
3.3　备料工艺
　3.3.1　原料的粉碎、水洗、酸洗、磁选
　3.3.2　原料的预烧
　3.3.3　原料的合成与粉体制备方法
　3.3.4　配料
　3.3.5　混合
　3.3.6　塑化
　3.3.7　造粒
　3.3.8　悬浮
3.4　成型
　3.4.1　干压法
　3.4.2　可塑法
　3.4.3　注浆法
　3.4.4　其他几种成型方法
3.5　电子陶瓷的烧结过程
　3.5.1　固相烧结
　3.5.2　有液相参加的烧结
　3.5.3　影响烧结的因素
　3.5.4　烧成制度的确定
　3.5.5　烧成过程中出现的一些现象
　3.5.6　压力烧结
3.6　陶瓷材料的表面金属化
　3.6.1　烧渗法
　3.6.2　化学镀镍法

第4章　电介质陶瓷
4.1　电介质陶瓷的分类
　4.1.1　电绝缘陶瓷
　4.1.2　电容器介质陶瓷
4.2　非铁电电容器介质陶瓷
　4.2.1　温度补偿电容器陶瓷
　4.2.2　热稳定型电容器陶瓷
　4.2.3　微波电容器陶瓷
4.3　铁电电容器介质陶瓷
　4.3.1　BaTiO3晶体的结构和性质
　4.3.2　BaTiO3基铁电陶瓷的结构和性质
4.4　反铁电电容器介质陶瓷
　4.4.1　反铁电体的基本特性
　4.4.2　反铁电介质陶瓷的特性和用途
　4.4.3　反铁电介质陶瓷电介质瓷料的发展趋势
4.5　半导体电容器介质陶瓷
　4.5.1　BaTiO3陶瓷的半导化途径和机理
　4.5.2　半导体陶瓷电容器

第5章　压电陶瓷
5.1　压电陶瓷的压电效应
5.2　压电陶瓷的主要参数
　5.2.1　压电系数
　5.2.2　压电陶瓷振子与振动模式
　5.2.3　机械品质因素Qm
　5.2.4　频率常数N
　5.2.5　机电耦合系数K
5.3　压电陶瓷材料和工艺
　5.3.1　钛酸铅PbTiO3压电陶瓷材料
　5.3.2　PZT二元系压电陶瓷
　5.3.3　复合钙钛矿氧化物与多元系压电陶瓷
　5.3.4　压电陶瓷材料的发展方向
5.4　压电陶瓷的应用

第6章　敏感陶瓷
6.1　敏感陶瓷概述
　6.1.1　敏感陶瓷分类及应用
　6.1.2　敏感陶瓷的结构与性能
　6.1.3　敏感陶瓷的半导化过程
6.2　热敏陶瓷
　6.2.1　热敏电阻的基本参数
　6.2.2　PTC热敏陶瓷材料
　6.2.3　NTC热敏陶瓷材料
　6.2.4　CRT材料
6.3　压敏陶瓷
　6.3.1　压敏陶瓷的基本特性
　6.3.2　ZnO压敏半导瓷
　6.3.3　压敏陶瓷的应用
6.4　气敏陶瓷
　6.4.1　气敏传感器分类
　6.4.2　金属氧化物半导体气敏传感器的敏感机理
　6.4.3　半导体气体传感器的主要技术指标
　6.4.4　SnO2系气敏元件
　6.4.5　掺杂对金属氧化物半导体气敏性能的影响
　6.4.6　气敏传感器的现状及发展趋势

第7章　超导陶瓷
7.1　超导电现象
　7.1.1　超导现象和超导体
　7.1.2　高温超导体
　7.1.3　超导技术的应用
7.2　超导体的基本性质
　7.2.1　超导体的基本特性
　7.2.2　超导体临界参数
　7.2.3　超导体分类
　7.2.4　约瑟夫森效应
　7.2.5　BCS理论与应用
7.3　高温超导陶瓷及其制备工艺
　7.3.1　高温超导材料概述
　7.3.2　高温超导体的制备工艺
　7.3.3　Y-Ba-Cu-O系高温超导陶瓷的制备工艺
7.4　超导陶瓷Tc、Jc的提高方法
　7.4.1　提高临界转变温度Tc的制备方法
　7.4.2　提高临界电流密度Jc的制备方法
　7.4.3　高温超导体的应用展望
参考文献

功能陶瓷材料为新材料的重要组成部分，是高新技术产业发展的三大基础材料之一，被广泛应用于国民经济的各个领域中。它与传统陶瓷材料最主要的区别是具有电、磁、声、光、热和力等直接效应及其耦合效应所提供的一种或多种特性和功能。功能陶瓷和传统陶瓷、结构陶瓷所发挥的作用完全不同，例如，航天技术中导航用的陀螺或加速度器是由压电陶瓷制成的；半导体功能陶瓷制成的自控温恒温发热体，可根据环境温度自动调节热量大小，实现“按需供热”，其他很多功能陶瓷材料也都在我们的生活中发挥着巨大的作用。当前，功能陶瓷材料产业已渗透到国民经济、国防建设和人民生活的各个领域，对电子信息、生物技术、航空航天等一大批高新技术产业的发展起着支撑和先导作用，同时也推动着诸如机械、能源、化工等传统产业的制造和产品结构的调整。世界各国对功能陶瓷材料的研究、开发和产业化都给予了高度重视，我国也将功能陶瓷材料列为科技开发和产业化计划支持的重要领域。
本书是在国内现有相关著作内容体系的基础上，将陶瓷制备传统工艺和当代最新陶瓷材料制备工艺技术、方法及设备有机地结合起来进行阐述，更加具有基础性、系统性、前沿性和实用性。全书对功能陶瓷的基础理论，代表性功能陶瓷材料的化学组成、微观结构、制备工艺、性能特点、主要应用以及它们之间的相互关系，生产实际中必须掌握的重要关键技术、经常遇到的问题和解决方法进行了系统介绍。使读者能够充分掌握功能陶瓷的基本性质、应用和制备工艺原理，并对功能陶瓷材料及元器件的结构、设计原理和生产工艺等有较全面的了解。因此，可以作为材料科学与工程专业学生的基础课教材，使学生顺应我国特种陶瓷工业迅速发展的形势，满足先进陶瓷相关专业人才培养的需求，实践“厚基础、宽口径、重实践、强应用、善创新”的现代人才培养理念。也可供功能陶瓷材料研究应用及其元器件生产开发的科技人员参考。
本书参编人员主要有沈阳工业大学材料科学与工程学院吴玉胜、李明春，在编写过程中得到了沈阳工业大学无机非金属材料教研室的大力支持，在此谨向沈阳工业大学无机非金属材料教研室的各位老师表示感谢。
由于编者水平所限，书中存有不当之处在所难免，还望读者批评指正。

编著者
2013年6月