钛酸铅压电陶瓷片特性阻抗是多少
常用的压电陶瓷有钛酸钡系、锆钛酸铅二元系及在二元系中添加第三种ABO3(A表示二价金属离子,B表示四价金属离子或几种离子总和为正四价)型化合物,如:Pb(Mn1/3Nb2/3)O3和Pb(Co1/3Nb2/3)O3等组成的三元系。如果在三元系统上再加入第四种或的化合物,可组成四元系或多元系压电陶瓷。此外,还有一种偏铌酸盐系压电陶瓷,如偏铌酸钾钠(Na0.5·K0.5·NbO3)和偏铌酸锶钡(Bax·Sr1-x·Nb2O5)等,它们不含有毒的铅,对环境保护有利。
铁氧体磁芯不属于压电陶瓷材料。
铁氧体磁芯是由致密匀质的陶瓷结构非金属磁性材料制成,有低矫顽力,亦称为软磁铁氧体。它由氧化铁(Fe2O3)和一种或几种其他金属(例如锰,锌,镍,镁)的氧化物或碳酸盐化合物组成。 铁氧体原料通过压制,后经1300度C高温烧结,最后通过机器加工制成满足应用需求的成品磁芯,相比于其他类型的磁性材料,铁氧体的优点是磁导率很高,并且在广泛的频率范围内具有高电阻和涡流损耗小等优势。这些材料特性使得铁氧体成为制造高频变压器,宽带变压器,可调电感器和其他从10kHz到50MHz的高频电路等应用的理想材料。
压电陶瓷,一种能够将机械能和电能互相转换的功能陶瓷材料,属于无机非金属材料。这是一种具有压电效应的材料。常用的压电陶瓷有钛酸钡系、锆钛酸铅二元系及在二元系中添加第三种ABO3(A表示二价金属离子,B表示四价金属离子或几种离子总和为正四价)型化合物,如:Pb(Mn1/3Nb2/3)O3和Pb(Co1/3Nb2/3)O3等组成的三元系。如果在三元系统上再加入第四种或更多的化合物,可组成四元系或多元系压电陶瓷。此外,还有一种偏铌酸盐系压电陶瓷,如偏铌酸钾钠(Na0.5·K0.5·NbO3)和偏铌酸锶钡(Bax·Sr1-x·Nb2O5)等,它们不含有毒的铅,对环境保护有利。
锆钛酸铅压电陶瓷的工作原理就类似于电容。磁场对于电容并没有多大影响,所以锆钛酸铅压电陶瓷 在磁场下应该也没有什么影响。另外这么多年了也没有客户反映说这个问题,可见是没什么影响的。
压电应变常数
锆钛酸铅-4: 289m/V
锆钛酸铅-5: 372m/V
锆钛酸铅-8: 225m/V
压电电压常数
锆钛酸铅-4: 2.6Vm/N
锆钛酸铅-5: 2.48Vm/N
锆钛酸铅-8: 2.5Vm/N\
1999年微电子学研究所发表的学术论文
一、器件研究室
锗硅微波功率异质结双极晶体管
张进书,贾宏勇,陈培毅
中国电子学,11,1999
我们开发了一种简单的与硅工艺兼容的平面工艺,并研制成功适合微波功率应用的SiGe异质结双极晶体管(HBT)。其电流增益为50-320,收集极和发射极击穿电压分别达到28V和5V。在共发射极接法及C类工作条件下,连续波功率输出达5W,收集极转换效率为63%,在此基础上900M赫下工作,功率增益达7.4dB。
用于通信领域中的MEMS器件
刘泽文,李志坚,刘理天
电子科技导报,7, 1999
微电子机械系统(MEMS)技术在未来的通信领域中有着广泛的应用,本文介绍了若干个用于通信线路中的MEMS器件。如微电容、微电感、微谐振器、滤波器、微开关等的典型结构形式及其主要性能。
用等离子体干法刻蚀制作用于淀积玻英合金微结构阵列的P-硅微模具
刘泽文,刘理天,谭智敏,王晓慧,李志坚
第二届亚欧等离子体表面工程国际会议,1999.9,北京
本文给出了一种利用等离子体干法刻蚀在P型硅上制作微模具,然后通过电化学方法填充模具。从而获得玻莫金属(80%镍、20%铁)微结构的方法。微结构玻莫合金作为一种软磁性材料在MEMS研究中有广泛的用途。为了获得100mm×100mm横向尺寸的微结构,首先用等离子体方法在已形成掩膜图形的硅片上刻出方型深槽。利用CF4和SF6相混合作为腐蚀气体。10分钟即可获得10mm的深槽,该工艺显示出对单晶硅有较高的刻蚀速度。随后把深槽作为模具进行选择性电沉淀。为了实现电解质和硅电极之间的电荷移动,对方槽的底部进行了硼原子掺杂,并利用一特殊夹具。这样直流电镀电流便可以从硅片的背面加入到被镀基底上,从而获得高度均匀一致的微结构。利用该方法已经成功地获得具有高磁导率(1700)的玻莫合金微结构。
高性能双轴微加速度传感器制作研究
刘泽文,刘理天,李志坚
第六届全国敏感元件与传感器学术会议,1999.10,北京
本文给出了将IC工艺与LIGA工艺相结合,在硅基材料上以镍金属为结构材料制作高性能微加速度传感器的研究结果。由于采用了金属材料,器件在较小的尺寸下可获得较高的灵敏度。采用特殊的结构形成,可使器件处于最佳阻尼状态。制作过程主要包括厚胶光学光刻,淀积电镀种子层,电化学淀积牺牲层、X射线曝光。
背面对准X射线光刻掩膜制作研究
刘泽文、刘理天、李志坚
10th National annual conference on electron beam, ion beam and photon beam, Nov. 1999, Changsha, Hunan
深X射线光刻是制作高深宽比MEMS结构的一个重要方法。由于大多数LIGA掩模支撑膜的光学不透明性,很难进行需要重复对准的多次曝光。我们通过使用背面对准X射线光刻掩膜,很好地解决了这一问题。给出了该掩膜制作工艺的研究结果。整个过程包括沉淀氮化硅、UV光刻、电化学淀积金吸收体、体硅腐蚀形成支撑膜等。利用Karl Suss双面对准曝光机,可获得2mm的对准精度。
台面结构硅光电集成微马达的设计
齐臣杰,谭智敏,刘理天,李志坚
清华大学学报,39(S1),1999.4
为了解决凸极法兰盘结构的静电晃动微马达寿命短和测速困难的问题,提出了一种台面结构的光电集成晃动微马达。用单晶硅台面法兰盘代替悬浮的厚1.1 mm的多晶硅法兰盘,它具有机械强度高、摩擦系数小、抗磨损、不塌陷等优点。马达的轴也用实心轴取代2 mm空心轴,克服了轴因磨损和受力而变形的问题。使得马达的寿命大大提高。另一方面,在马达上还集成了光电测速电路,可以精确测量马达转速。并且还可以形成闭环控制系统,或用作斩光器,成为真正的微机械电子系统。新型马达工艺简单,与IC工艺完全兼容,可批量制作。
光电集成测速硅静电微晃动马达
齐臣杰,候 彧,刘理天
第六届全国敏感元件与传感器学术会议,1999.10,北京
本文采用微马达与光电二极管一起集成,组成光电测速系统。在马达转子下面集成几个光电二极管,利用反偏二极管的暗电流和亮电流的变化来测量马达的转速。它提高了马达的测速范围,解决了视频摄象测速系统测速低的问题。此外,它还具有测试方便,工艺兼容、准确等优点。还可以制成斩光器。成为光、机、电的MEMS系统。
铁电-硅微集成系统(FSMIS)
李志坚,任天令,刘理天
半导体学报,20(3),1999
铁电-硅微集成系统FSMIS是铁电材料与硅工艺相结合的产物,在微电子机械系统(MEMS),存储器等多方面具有极为重要的应用价值。本文介绍了几种重要的硅基铁电膜的制备方法和几种典型的FSMIS应用方向,并对FSMIS领域的未来发展作出展望。
铁电-硅集成微麦克风和扬声器研究
任天令,刘理天,李志坚
清华大学学报,39(S1), 1999
目的是为实现高灵敏度的集成化的微麦克风和扬声器奠定基础。利用锆钛酸铅 (PZT) 铁电体具有的优良的力电耦合特性,提出将PZT铁电薄膜与硅工艺相结合,研制悬臂式铁电-硅集成微麦克风和扬声器。利用双膜片模型对PZT振膜结构进行了优化设计,并对其工艺流水过程进行了初步设计,从而为集成微麦克风和扬声器的最终实现奠定了设计基础。铁电-硅集成微麦克风和扬声器可望应用于多媒体语音输入及移动通信等方面。
二十一世纪的信息存储技术–––– 硅基铁电存储器
任天令,张盛,刘理天,李志坚
电子科技导报,9,1999
硅基铁电存储器是通过硅加工工艺在半导体集成电路中集成铁电体材料,以利用该材料在信息存储方面优势的新型存储器。这种新兴的存储器是铁电–硅微集成系统FSMIS一个重要的应用,有望在低操作电压、低功耗、高存储密度、优异的非挥发存储性能等多个方面超出单纯的半导体存储器,并很可能成为二十一世纪重要的信息存储技术。
硅基PZT微麦克风和扬声器的振膜设计
任天令,赵洋,刘理天,李志坚
第六届全国敏感元件与传感器学术会议,1999.10,北京
本文的目的是为高灵敏度、集成化的微麦克风和扬声器的核心结构—PZT悬臂式振膜的实现奠定基础。利用锆钛酸铅 (PZT) 铁电体具有的优良的力电耦合特性,提出将PZT铁电薄膜与硅工艺相结合,研制悬臂式铁电-硅集成微麦克风和扬声器。利用多膜片模型对PZT振膜结构进行了优化设计,从而为集成微麦克风和扬声器核心结构的最终实现奠定了设计基础。
p型ZnSe中的缺陷复合体补偿
任天令,朱嘉麟,Z. Zhu T. Yao
Journal of Applied Physics, 86(3),1999
用离散变分局域密度泛函方法及团簇模型研究了 N和As掺杂 ZnSe中的缺陷复合体。基于两种复合体形成能的差异,发现在N掺杂的ZnSe中NSe-Zn-VSe 是更有效的受主补偿体,而在As掺杂的ZnSe中AsSe-Znint 则更为有效。确定了具有170meV受主能级的NSe-Zn-NSe 及具有88 meV 施主能级的NSe-NZn 复合体。证实了一种N分子施主态的概念。
HIP 红外探测器与硅MOS读出电路的单片集成
王瑞忠、陈培毅
清华大学学报,39(S1), 1999
为了证明P+-Gex/Si1-x/P-Si HIP 红外探测器与硅MOS读出电路单片集成的可能性,本文对P+-Gex/Si1-x/P-Si HIP岸红外探测器与硅CMOS读出电路的工艺兼容性进行了分析,并提出一种可行的方案。P+-Gex/Si1-x/P-Si HIP 红外探测器与NMOS读出开关电路的单片集成试验芯片用硅3 mm NMOS工艺研制成功。在77K下,用分子束外延(MBE)方法生长的无介质光腔和抗反射涂层的P+-Gex/Si1-x/P-Si HIP器件黑体探测率达到11 Mm.Hz1/2.W -1,并成功实现了红外探测器信号通过NMOS读出开关的读出。
Cr-AlN界面的二次离子质谱研究*
岳瑞峰
分析测试学报,18(3),1999
采用电子束蒸发的方法在200oC抛光的AlN陶瓷衬底上淀积200 nm的Cr膜,并在高真空中退火。利用MCs+-SIMS技术(在Cs+一次离子轰击下检测MCs+型二次离子)对样品进行了深度剖析,给出了界面组分分布随退火温度与时间的变化关系。结果表明,MCs+-SIMS技术是研究金属-陶瓷界面扩散与反应的有效方法。
AlN陶瓷基板在空气中的热氧化行为探讨
岳瑞峰,王燕
Applied Surface Science,(148),1999
利用二次离子质谱(SIMS)和X射线衍射(XRD)研究了AlN陶瓷基板在850-1100oC空气中退火时的初始氧化行为。结果表明,未退火AlN陶瓷基板表面区存在很薄的富氧层。在10min退火条件下,随着退火温度的增加,富氧层迅速增厚。在1100 oC 退火20min条件下,AlN陶瓷基板表面区有连续的氧化层生成。最后,结合化学热力学,探讨了AlN陶瓷基板表面的初始氧化机理。
氮化铝和莫来石陶瓷衬底的SIMS和XRD研究*
岳瑞峰
硅酸盐通报,(4),1999
利用二次离子质谱 (SIMS) 和X射线衍射 (XRD) 研究了用于电子封装的以Dy2O3和CaO为添加剂的AlN和以堇青石、BaCO3为添加剂的莫来石陶瓷衬底的物相组成和表面成分,尤其是表面杂质,并利用SIMS尝试探讨了AlN表面热氧化问题。结果表明,AlN和莫来石陶瓷表面不同程度地存在Li、C、F、Na、K、Cl、Ti、Rb等杂质元素的污染;AlN表面存在富O层,在空气中经过850oC10分钟退火后,富O层明显展宽。
Ti/AlN 界面反应的SIMS, RBS and XRD研究
岳瑞峰,王燕
Surface and Interface Analysis, 27(2), 1999
采用电子束蒸发的方法在抛光的200oC AlN陶瓷衬底上淀积厚度为200nm的Ti膜,并在高真空中退火。利用二次离子质谱(SIMS)、卢瑟福背散射谱(RBS)和X射线衍射分析(XRD)技术,研究了从200~850oC温区内Ti与AlN的固相界面反应,给出了界面组分分布随退火温度和时间的变化关系。在界面区发现了三元铝化物并观测到铝化物产生与发展过程。指出铝化物由Ti-Al二元和Ti-Al-N三元化合物组成。最后利用热力学理论解释了实验结果。
新型双桥结构集成压力传感器的研究与设计
岳瑞峰,刘理天,李志坚
第六届全国敏感元件与传感器学术会议,1999.10,北京
在利用有限元法分析硅杯结构应力分布的基础上,设计了两种新型双桥结构集成压力传感器。其中压阻电桥位于膜片上的高应力区,补偿电桥位于膜片对角线上或膜片附近逐渐增厚的体硅区,并且组成每个电桥的四个电阻集中设置在同一区域。将压阻电桥和补偿电桥的输出信号相减,可望明显减小压力传感器的失调与温漂。该压力传感器还设置了片内信号处理电路,采用PMOS工艺实现集成制造。
模糊神经网络及其VLSI实现的研究
陈曦,靳东明,李志坚
第十一届全国IC、硅材料学术会议论文集,1999.9,大连
为了克服模糊逻辑与神经网络的缺点,模糊神经网络成为当今的热点研究领域之一。本文回顾了模糊神经网络的提出和发展,讨论了模型研究的两种主要方法和成果:一种称为基于神经网络的模糊逻辑系统,另一种称为模糊神经元网络。模糊神经网络的VLSI实现是一个比较新的课题。本文首先介绍模糊逻辑与神经网络的VLSI实现,然后讨论了模糊神经网络VLSI实现的研究成果和发展状况。
一种实用模糊控制器的研制*
王淳,靳东明
清华大学学报,39(S1),1999
针对一个磁场中悬浮金属小球的控制问题,设计了有两输入一输出有九条规则的模糊控制器。控制器采用了一种新的模糊化和去模糊方法,它克服了通常的模糊化方法中由于把精确量分等级而带来的信息损失。模拟结果表明该方法具有过渡时间短、超调量小和稳定性好的特点。用CMOS电流型电路进行了设计,并用改进型CMOS工艺流水,结果表明该电路较好地达到了设计要求。全部电路近300个MOS管,面积为1.1 mm2,功耗为10.7 mW。
可编程模糊逻辑控制器芯片的设计*
沈杰,靳东明,李志坚
电子学报,27(8),1999
本文提出了一种由模拟电路实现的通用可编程模糊逻辑控制器PFLC,针对两输入变量、一输出变量的控制对象,允许有81条控制规则。该控制器是由电流型CMOS多值器件构成,采用2mm标准CMOS工艺制造。PFLC有方便的输入/输出接口,其模糊推理过程是并行的,每时钟周期完成一次,最高时钟频率可达1MHz。
双MOS晶体管等效电阻*
沈杰,靳东明,李志坚
清华大学学报,39(S1),1999
用两个源端接地、漏端接在一起的MOS管,使其分别工作于饱和区和非饱和区,可组成等效电阻,即用有源器件实现了电阻的功能。模拟及测试结果表明,当工作电压在1~4 V范围内时,阻值变化在5%以内。双MOS管电阻实际上是对单MOS管线性区电阻的补充和改进,结构简单,阻值从1 kW到几十kW且易于调整,采用标准CMOS工艺制作。
Si1-xGex材料和双极型器件的进展
贾宏勇,孙自敏,陈培毅,
半导体情报,36(3),1999
Si1-xGex材料具有许多优良的性质,高质量的应变外延层可以把能带工程的概念引入到IV族器件之中。外延Si1-xGex基区的异质结双极型晶体管(HBT)获得了优良的性能,并且,其具有可以同硅工艺兼容的优点,把Si1-xGex同Si集成的BiCMOS工艺取得了很大的发展,已经达到了工业应用的水平。Si1-xGex工艺的发展,电路速度的提高,也促进了微波集成电路的进步,提高了Si MMIC的应用频段。从目前的发展现状来看,已经达到了在射频(RF)通信中广泛应用的阶段。
Si1-xGex HBT技术:射频和微波领域中的新秀
贾宏勇,陈培毅,钱佩信
集成电路设计,(8),1999
本文回顾了过去几年中Si1-xGex材料和器件的发展,展示了其在微波电路中的应用。外延Si1-xGex基区的异质结双极型晶体管(HBT)以其优良的性能,并具有可以同硅工艺兼容的优点,促进了微波集成电路的进步,提高了Si MMIC的应用频段。从目前的发展现状来看,已经达到了在射频(RF)通信中广泛应用的阶段。
SiGe/Si超高真空化学气相外延工艺的研究
金晓军,贾宏勇,张进书,钱伟,韩勇,刘荣华,林惠旺,陈培毅,钱佩信
清华大学学报,39(S1),1999
为了研制出高性能的Si1-xGex/Si异质结器件,生长出适合器件应用的应变Si1-xGex材料,利用自行研制的超高真空化学气相沉积(UHV/CVD)设备,进行了Si1-xGex/Si 异质外延生长工艺的研究。研究了Si1-xGex生长速度以及组份随GeH4流量的变化规律。实验结果表明:Si1-xGex生长速度随GeH4流量明显增加,且外延层中的Ge组份约为气相中GeH4浓度的2.5倍。提出了一个简单的生长动力学模型,解释了组份与流量的关系。Raman谱分析结果表明外延层为完全应变的。利用该材料制作出了性能良好的二极管。
新型硅微加速度传感器的设计与制作
李军俊,,刘理天,杨景铭
清华大学学报,39(S1),1999
本文研究了一种新型的谐振式硅微加速度传感器,对其结构和工艺进行设计,并制作出了一系列不同结构和尺寸的这种器件。该加速度传感器在制作支撑梁的同时制作了用于检测信号的谐振梁,并采用电阻热驱动、压阻桥同步检测的方法来获得信号输出。设计方案利用了压阻传感技术和体硅微加工技术,又拥有谐振原理所带来的高分辨率,高稳定性和易于与信号处理电路结合的优点,以较低的成本获得了很高的器件性能。其结构尺寸从3mm×4mm到6mm×6mm不等。
量子化效应对深亚微米MOSFET亚阈区特性的影响
马玉涛,刘理天,李志坚
清华大学学报,39(S1),1999
本文通过在三角势垒近似下求解薛定谔方程,应用费米统计建立了MOSFET亚阈区经典的和量子力学的载流子分布模型,并从器件开启的实质出发,提出了一种适用于量子力学理论的开启电压定义,进而计算了经典理论和量子力学理论下的亚阈区载流子分布和亚阈区电流,首次系统研究了量子化效应对深亚微米MOSFET亚阈区特性的影响。计算结果表明:在高衬底掺杂浓度时,量子化效应导致载流子浓度和亚阈区电流的显著降低和开启电压的升高,而对亚阈区斜率因子(S)没有明显的影响。本文的工作表明:在深亚微米MOSFET器件亚阈区特性的模型工作和器件设计中,必须考虑量子化效应的影响。
包含多子带结构的MOS器件开启电压量子力学效应修正模型
马玉涛,刘理天,李志坚
半导体学报,20(3),1999
量子力学效应对于深亚微米MOSFET特性的影响随着衬底浓度的增加和栅氧层厚度的减小而日益显著。实验结果表明:量子力学效应能够导致开启电压明显的漂移。本文通过比较薛定谔方程在抛物线势垒下的数值解和三角势垒下的解析解验证了MOS结构弱反型区量子力学效应三角势垒近似的正确性。在计算弱反型区量化层内子带结构的基础上,提出量子化有效态密度和经典有效态密度的概念,分析了载流子在子带中的分布情况,讨论了量子力学效应影响开启电压的两个因素,并在此基础上给出了开启电压的量子力学修正模型。该模型准确地揭示了量子力学效应影响开启电压的物理实质,并给出了与实验数据吻合的结果。
关于MOSFET's反型层迁移率全局一致性的讨论
马玉涛,刘理天,李志坚
IEEE Trans. ED,146(9),1999
在已有的关于MOSFET反型层载流子迁移率的全局一致特性的研究中[1-4],涉及到沟道非均匀掺杂的情况时的结论,存在明显的不统一。通过仔细研究文献[1]中的数据和文献[2]中的参数提取方法,我们发现:这种不统一仅仅是由于文献[1]中的耗尽层电荷的定义与其他文献中不同。同时我们发现文献[2]中从实验数据提取参数的方法是不适用的。本文的研究表明,在非掺杂沟道情况下,在流子迁移率有着与均匀掺杂沟道相同的规律。
表面有效态密度及其在MOS结构建模中的应用
马玉涛,刘理天,李志坚
第十一届全国IC、硅材料学术会议论文集,1999.9,大连
本文从载流子在MOS结构反型层内的分布特性出发,提出了表面有效态密度(SLEDOS: Surface Layer Effective Density-of-States)的概念。利用表面有效态密度的概念建立了经典理论框架和量子力学框架内的电荷分布模型。该模型引入了一种高效的迭代方法,具有较高的计算效率和很强的稳定性。在模型基础上,研究了量子化效应对反型层载流子浓度和表面电势的影响。进而利用SLEDOS的概念建立了一个开启电压量子化效应的修正模型。
不同温度下量子化效应对MOS结构反型层载流子浓度的影响
马玉涛,刘理天,李志坚
第十一届全国IC、硅材料学术会议论文集,1999.9,大连
低温MOS器件因为其固有的高迁移率和优越的亚阈区特性而受到人们的重视。量子化效应对MOSFET反型层载流子浓度和开启电压等特性会产生显著影响。本文首次对不同温度下量子化效应对MOS结构反型层载流子浓度的影响作了系统研究。在较宽的温度范围内 (77K~400K) 和较大的衬底掺杂浓度范围内(1016cm-3~1018cm-3)计算了经典理论分布和量子理论分布两种情况下反型层载流子浓度与栅电压的关系。 计算结果表明: 随着温度的降低, 量子化效应对载流子浓度的影响将会明显增大。在计算中发现:在包含进量子化效应后, MOS器件依然能够保持低温时的优良的亚阈区特性。较弱的反型区域内, 量子化效应对载流子浓度的影响更大。
现代MOSFET器件开启电压比较研究
马玉涛,刘理天,李志坚
第十一届全国IC、硅材料学术会议论文集,1999.9,大连
衬底非均匀掺杂器件因为其良好的短沟效应而成为MOSFET器件结构设计中的必要结构之一。而沟道杂质分布对开启电压的影响至关重要。本文针对衬底非均匀掺杂的MOSFET器件提出了表面强反型开启电压和恒定载流子浓度开启电压的概念,并在数值求解的基础上验证了两种定义的等效性。进而系统地对衬底杂质均匀分布、台阶状分布和高斯分布三种典型的沟道掺杂结构器件的开启电压进行了比较研究。计算结构验证了台阶状杂质分布结构降低开启电压的作用,以及非均匀掺杂结构相对于均匀掺杂结构减小开启电压的特性。计算结果表明,对于台阶状分布的结构,当低掺杂区域的宽度小于耗尽层厚度时,耗尽层厚度与低掺杂区域的宽度基本无关。文中同时给出了一个适用于台阶状杂质分布的MOS器件开启电压的解析模型。
集成微流量控制系统的研究
庞江涛,刘理天,李志坚
第六届全国敏感元件与传感器学术会议,1999.10,北京
将微流量控制器件与微流量传感器以及相关的信号处理和控制电路相结合的微型化、集成化的微流量控制系统,已经成为MEMS研究的热点之一。本文介绍了集成微流量控制系统的结构与工作原理,制作工艺流程。测试结果表明系统制作工艺简单,与标准MOS工艺完全兼容,为微流量控制系统的实用化奠定了基础。
微流量泵微小流量控制特性的研究
庞江涛,刘理天,李志坚
第十一届全国IC、硅材料学术会议论文集,1999.9,大连
微流量泵是一类典型的微执行器,在医学、化学、生物工程和电子工程等领域都有着广泛的应用前景。在不同的应用中对微流量泵的流量控制有不同的要求,其中在化学分析系统的应用中要求微流量泵能够实现稳定可控的微小流量,因此,需要对微流量泵的流量控制特性进行深入研究。目前,已经研制出各种驱动方式下工作的微流量泵[1-7],其中铝硅双金属驱动方式因为它所具有的制作工艺简单,易于与电路集成的特点,得到了较为深入的研究[8]。本文对铝硅双金属驱动微流量泵的流量控制特性,尤其是微小流量控制特性进行了研究。分析以及测试结果表明在各种控制因素中频率是一种最佳的微小流量控制方法。
一种谐振式微加速度传感器的设计与制作
李军俊,刘理天,杨景铭
第六届全国敏感元件与传感器学术会议,1999.10,北京
本文报道了一种新型体硅结构谐振式微加速度传感器的设计与制作。该器件采用电流热激振、压阻电桥同步检测的方法来获得信号输出,其敏感结构为高度对称的四角支撑形式,并在质量块四边与支撑框架之间制作了四根谐振梁用于信号检测。该加速度传感器为三层硅结构,制作全部采用硅微机械加工工艺,对制作出的芯片样品,进行了封装测试,并给出了谐振子的性能测试结果。
一种新结构的压阻式加速度传感器
李军俊,刘理天,杨景铭
第十一届全国IC、硅材料学术会议论文集,1999.9,大连
本文对压阻式加速度传感器的不同结构进行了分析比较。得出了加速度场中敏感结构的应力集中区分布,给出了优化设计的准则,并据此进行了压敏电桥的设计,提出了一种高性能的四边环绕支撑新结构,并对制作成功的加速度传感器进行了封装测试,结果表明其具有好的性能。
硅集成微型泵系统的优化设计和兼容工艺研究
庞江涛,刘理天,李志坚
清华大学学报,39(S1),1999
介绍了一种新型硅集成微型泵系统的工作原理、结构优化、电路设计、制作工艺流程和初步的实验结果。该系统为三片式结构,其中两片由体硅微机械加工技术形成,结构微止回阀门,另一片为集成铝硅双金属驱动结构。驱动结构的结构参数得到了优化设计,提高了工作效率。利用铝硅双金属驱动结构制作工艺的特点,在驱动结构上集成制作了微流量传感器和信号处理电路,实现了系统集成。该集成系统的制作工艺简单,所采用的微机械加工工艺与标准MOS工艺完全兼容。集成微型泵的外形尺寸为6mm×6mm×1mm,最大输出背压力为10 kPa,最大流量可达倒44mL/min。
原料
采矿→初级破碎→中级破碎→雷蒙粉碎→装袋出厂
原料精制
配料(釉料)→球磨→过筛除铁(三次)
成型
配料(泥料)→搅拌→过筛除铁→榨泥→真空练泥→陈腐→真空练泥→压坯→干燥→脱模→干燥→磨坯→补水→施内釉→施外釉→取釉(挖底)→扫灰检验
窑具生产工艺(略)
烧成
装匣→进窑(装窑车)→烧炼→出窑(拣瓷)
装饰
选瓷→彩绘装饰→烤花→选瓷→包装进仓
传统上陶瓷是指所有以粘土为主要原料与其它天然矿物原料经过粉碎、成型、煅烧等过程制成的各种制品.
广义上陶瓷是用陶瓷生产方法制造的无机非金属固体材料和制品的通称.
一、陶瓷分类
特种陶瓷:用于现代工业和尖端科学技术所需的陶瓷制品
1、结构陶瓷:耐磨耐热耐冲击
2、功能陶瓷:电磁光生物化学陶瓷
陶 器:坯体结构较疏松,致密度较差的陶瓷制品。用于日用器皿,缸器,建筑卫生装饰用品。
瓷 器:坯体致密,基本上不吸水,半透明,断面呈石状或贝壳状。瓷质细腻,玻化程度高。用于日用餐茶具,陈设瓷及部份工业瓷。
炻器:介于陶器与瓷器之间的一种陶瓷品种,用于日用器皿,建筑卫生用品,工业用品。
二.瓷器分类
1、长石质瓷:以长石作助熔剂的“长石—石英—高岭土”三元系统瓷。
特点:瓷质洁白,薄层呈半透明,断面呈贝壳状,不透气,吸水率很低,瓷质坚硬,机械强度高,化学稳定性好。适于餐具 茶具 陈设 艺术瓷。
2、绢云母质瓷:以绢云母为助熔剂的“绢云母—石英—高岭土”系统瓷。
特点:具有长石质瓷特点,且透明度更高,有“白里泛青”的传统特点。
3、骨 灰 瓷:以磷酸钙为助熔剂的“磷酸盐—高岭土—石英—长石”系统瓷。
特点:白度高,透明度好,瓷质软,光泽柔和,但瓷质较脆,热稳定性差。
4、镁 质 瓷:晶相以“氧化镁—氧化铝—二氧化硅”三元系统瓷
特点:有良好的电学性能,高的机械强度及热稳定性,用于电工陶瓷材料及高级日用陶瓷,白度好﹑色调柔和。
5、锂 质 瓷:用锂辉石或其它含锂原料代替坯料中长石所制的陶瓷。
特点:具有高热稳定性,用于耐热器皿及耐热厨房用具。
特种陶瓷
二氧化锆陶瓷二氧化锆(ZrO2)是一种耐高温、耐磨损、耐腐蚀的无机非金属材料。随着电子和新材料工业的发展,除传统应用于耐火材料和陶瓷颜料外,作为电子陶瓷、功能陶瓷、结构陶瓷和人造宝石的主要原料,在高技术领域的应用日益扩大。
氧化铍陶瓷氧化铍陶瓷(铍陶瓷)是核反应堆、电子仪器等领域中有效的工程材料,在国防、航大、激光等方面有广泛的用途。由氧化铍原料为主体,加入添加剂,在压力为20千巴,温度1200℃,保温半小时,即可烧制成半透明体材料。这种材料具有极高的耐热震性,热导性和金属铝相似,电绝缘性能优良,高度化学惰性,但原料昂贵,有毒。可作为高温原子能反应堆的中子减速剂和反射剂,微波输出窗,以及飞机、火箭的高温部件。
氟化镧陶瓷氟化镧陶瓷是热压红外光学陶瓷之一。化学式:LaF3。它是在真空中,于825-875℃的温度下,经2480-3100公斤/厘米的压力下热压而成的。红外波段的折射率为1.5左右。具有很好的耐热震和耐高温性能。可用于导弹。
氟化钙陶瓷一种能透过红外光线的陶瓷材料。主晶相为萤石型(CaF2型)。一般是把氟化钙掺杂改性,使其特性除能透过红外光线外,还有“光色”作用,例如掺入Ce、Gd等杂质,在光线未照射前,呈蓝色,照射时呈粉红色,停照可退光。如果掺入Eu、Sm等杂质,则照射时呈绿色,它是一种“光色”材料。可用热压工艺制成。一类具有萤石型(CaF2型)晶体结构的氧化物陶瓷,属于RO2型氧化物,典型代表是:ZrO2、ThO2、UO2、CeO2等。此类陶瓷,其晶体结构堆叠紧密,稳固,所以熔点高。例如二氧化锆陶瓷熔点约2700℃,二氧化钍陶瓷熔点3050℃,多属高温陶瓷材料。
氟化锶陶瓷又称热压氟化锶陶瓷。是热压多晶红外光学陶瓷之一。化学式:SrF2。用热压法制备,热压温度650℃,压力约2500公斤/厘米。在5微米波长处透过率大于80%,作红外透光材料之用。又称热压氟化钡陶瓷。是一种热压多晶红外光学陶瓷。化学式:BaF2用热压法制备,热压温度600℃,压力2400公斤/厘米。常作红外透光材料用。
碲化镉陶瓷又称热压碲化镉陶瓷。是一种Ⅲ-Ⅵ族化合物半导体陶瓷,化学式CdTe。克氏硬度40公斤/毫米,密度5.85克/厘米,热膨胀系数5.9x10/℃,不溶于水。折射率很高,在5微米波长处达2.7,用热压法制备,其透射波段为2-30微米,在整个透射波段没有吸收带。反射损失较大。可供8-30微米波段内工作的红外系统使用。
铝陶瓷铝陶瓷作为一种高温工程陶瓷,广泛用于电子部件与机械部件。铝陶瓷纯度高达百分之九十九以上,但其白度不理想。近日,日本研制成功一种高纯度白色铝陶瓷。这种铝陶瓷是用铝纯度在百分之九十九、比重为百分之三点八五以上的铝陶瓷在一千摄氏度的高温中烧成。采用这种生产工艺生产铝陶瓷,不仅可保持原有高纯度,而且不泛黄。
砷化镓陶瓷砷化镓陶瓷是一种Ⅲ-Ⅴ族化合物半导体陶瓷,化学式:GaAs。立方晶系,熔点1240℃,密度5.31克/厘米,达理论密度的99.8%,不溶于水,透射波段1-18微米,透过率比同样厚度的单晶低1/4,8-15微米波段范围的折射率2.73-3.34,用热压法制备,热压温度900-1000℃,压力600-3000公斤/毫米,可用作红外窗口等。
透红外陶瓷是用陶瓷制备工艺制造的,具有透红外特性的多晶材料。如MgF2,ZnS,CaF2,MgO,Al2O3,CaAs,SrF2,BaF2,ZnSe,LaF3等。多数多数采用热压法制备,由于透红外陶瓷材料不仅性能良好,而且可以制备大尺寸及较复杂开关的产品,弥补了红外单晶材料、红外玻璃强度较低、透光范围狭窄及大尺寸制品不易制备等缺陷。广泛用于红外透过窗、导弹整流罩等方面。
红外辐射陶瓷是在一定红外波段范围内有较高辐射率和较高辐射强度的陶瓷材料。一般在陶瓷基体中加入黑色添加物如铁、锰、钴、镍氧化物等或选用红外区全辐射率或单色辐射率较高的金属氧化物、碳化物、氮化物经配料,粉碎,成型烧结而成。也有在陶瓷坯体上喷涂或涂刷一层红外辐射涂层,广泛应用于干燥,烘烤,热处理医疗等方面。
透明镁铝尖晶石陶瓷又称半透明烧结MgAl2O4。用Mg-Al 氢氧化物的共沉淀物或Mg-Al的盐类热分解产物为原料,添加少量CaO以促进液相烧结,在真空中经1800-1900℃或湿氢中1700℃左右烧结成半透明状态。半透明烧结MgAl2O4的相对密度为理论密度的99.7-100%。在0.3-6.5微米范围的线性光透射大于10%,可见范围的总透射为67-78%。可用于高温电哗密封外壳、天线窗、红外透射装置等。
透明氧化钍陶瓷由氧化钍为原料,添加CaO、Y2O3、ZrO2等稳定剂。在氢气氛中,2000-2300℃高温下烧制出透明体。立方晶系,熔点3300℃,热膨胀系数为7.1x10/℃,透光率为50-70%(波长0.4-7微米,厚度1.5毫米),可作为高温环境的红外窗整流罩。
透明氧化钇陶瓷以高纯度氧化钇(99.9%)为原料,添加8-10摩尔%的ThO2,在氢气中于2000℃以上高温烧成的透明多晶聚集体。也有添加LiF或ThO2后在1300-1500℃和350-500公斤/厘米压力下用真空热压烧结法制成。属立方晶系,熔点大于2400℃,介电常数12-20,介持损耗在1兆赫时为1x10,透明性好,即使在远红外区仍有约80%透射率。是一种优良的高温红外材料和电子材料,主要用于红外导弹的窗口和整流罩、天线罩、微波基板、绝缘支架、红外发生器管壳、红外透镜及其它高温窗等。也可在Y2O3-ThO2中添加少量Eu2O、DyO、Tb2O3、Nd2O3等氧化物,制成透明陶瓷,供激光技术上应
生物陶瓷
现代科学技术的发展,赋于了陶瓷新的“生命”,它不仅仅作为传统的生活用品,而且在工业、航空、医学等领域都大显身手。生物陶瓷是用来达到特定的生物或生理功能的陶瓷材料。它包括:接近惰性的材料;能完全被吸收的陶瓷;可控制表面活性的陶瓷。由于生物陶瓷具有优良的生物相容性,因此被广泛地用于人工牙齿、人工骨、人工关节、固定骨折用的器具、人工心脏瓣膜、人工眼等。
磁性陶瓷在“磁疗”中的作用更是妇孺皆知;尤其令人称绝的是一种敏感陶瓷,它能使医生在患者的医学参数测定中做到深入、广泛,从而为诊治提供更科学的依据。
古老的陶瓷与新兴的科学技术的结合为人类创造了福音,生物陶瓷在未来的岁月中还会有更广阔的发展前景!
人体器官和组织由于种种原因需要修复或再造时,选用的材料要求生物相容性好,对肌体无免疫排异反应;血液相容性好,无溶血、凝血反应;不会引起代谢作用异常现象;对人体无毒,不会致癌。目前已发展起来的生物合金、生物高分子和生物陶瓷基本上能满足这些要求。利用这些材料制造了许多人工器官,在临床上得到广泛的应用。但是这类人工器官一旦植入体内,要经受体内复杂的生理环境的长期考验。例如不锈钢在常温下是非常稳定的材料,但把它做成人工关节植入体内,三五年后便会出现腐蚀斑,并且还会有微量金属离子析出,这是生物合金的缺点。有机高分子材料做成的人工器官容易老化,相比之下,生物陶瓷是惰性材料,耐腐蚀,更适合植入体内。
氧化铝陶瓷做成的假牙与天然牙齿十分接近,它还可以做人工关节用于很多部位,如膝关节、肘关节、肩关节、指关节、 髋关节等。ZrO2陶瓷的强度、断裂韧性和耐磨性比氧化铝陶瓷好,也可用以制造牙根、骨和股关节等。羟基磷灰石[Ca10(PO4)6(OH)2]是骨组织的主要成分,人工合成的与骨的生物相容性非常好,可用于颌骨、耳听骨修复和人工牙种植等。目前发现用熔融法制得的生物玻璃,如CaO-Na2O-SiO2-P2O5,具有与骨骼键合的能力。生物玻璃在和骨结合时,先在植入体表面形成富硅凝胶,然后转化成磷灰石晶体,这时在结合面形成有机和无机的复合层,保持很高的结合强度。
陶瓷材料最大的弱点是性脆,韧性不足,这就严重影响了它作为人工人体器官的推广应用。陶瓷材料要在生物工程中占有地位,必须考虑解决其性脆问题。
无机陶瓷膜分离技术处理乳化油废水
机械加工行业的废水,如金属清洗液、金属切削液、润滑液等通常成分都比较复杂,主要为油脂、表面活性剂、悬浮杂质和水,虽然废水量不大,但污染严重且处理困难。此类废水的特点是:COD、磷、油等污染物的含量都较高,且油处于乳化状态,油滴直径在1μm以下。对一般的含油废水,目前采用气浮方法,除油率可达70%、油水分离器除油率可达80%,而对含有大量表面活性剂的金属切削液难以达到理想的处理效果。
膜分离过程是一个新兴的多学科交叉高新技术。高分子超滤膜已在含油废水处理中获得广泛应用,但高分子超滤膜存在不耐高温、机械强度低、孔径分布宽、易堵塞、易水解、pH值适用范围小等不足。
无机陶瓷膜具有耐高温、耐强酸强碱和有机溶剂、耐微生物侵蚀、机械强度高等特点,发展十份迅速,已占膜市场的10%,并以年增长35%的速度发展着,可在低于1000℃下稳定使用;化学稳定性好,能抗微生物降解,耐有机溶剂,耐高压,有良好的耐磨、耐冲刷性能;孔径分布窄、分离性能好、渗透量大;可清洗性强,可反复清洗、再生;使用寿命长。与有机膜相比,在许多方面拥有应用优势。该技术工艺简单,操作方便,劳动强度低,出水水质好、扩建方便、正常工作时不消耗化学药剂、不产生新的污泥以及回收油质量比较好、生产效率高,连续操作,自动化程度高,性能稳定,工程投资少,设备占地面积小。
无机陶瓷膜分离技术是基于多孔陶瓷介质的筛分效应进行物质分离的新技术。采用高效的“错流”过滤方式,即流体介质在压力驱动下以一定的速度在膜管内流动,小颗粒物质沿与流体流动的垂直方向透过膜,大颗粒物质被截流从而达到分离、浓缩和纯化的目的。用无机陶瓷膜分离技术对乳化油废水的处理结果显示:处理后的油去除率为98%以上,证实此技术是可靠的。在某制造公司水处理中心替代法国进口高分子膜,经过3年的使用证实,水处理效果和处理能力均满足用户要求,并超过原高分子膜;降低了设备维修率,提高了设备的运转率,生产运行费用得到有效的降低。
“绿”是自然界的主色调,象征着自然、生命、健康、舒适和活力,象征着我们的生活生机勃勃。随着生态运动此起彼伏,席卷全球,与保护环境、维持生态有关的事物通常冠以“绿色”的美誉, “绿色意识”、“绿色生产”、“绿色标志”、“绿色技术”、“绿色产品”、 “绿色消费”和“绿色奥运”等一批概念应运而生,代表人类对环保的向往、对健康的追求。
“绿色”陶瓷是“绿色材料”中的一种,用以指那些具有最小的环境负担和最大的再生利用能力的材料,简而言之,“绿色”可以归纳为八个字“环保、健康、安全、节能”。现代人的“衣、食、住、行”都无一例外地贴上了绿色标签,“衣”有环保服饰,“食”有绿色食品,“住”有绿色材料,“行”有绿色燃料,“绿色”正在悄然改变人们的消费观念与行为。生活的质量来自健康,长寿的秘籍源于保健。采用氧化铬、氧化镁、氧化锆等远红外线陶瓷微粉及纤维制成的远红外保健纺织品,可以吸收太阳光等的远红外线并转换成热能,也可有效吸收人体自身向外散发的能量,并反射给人体最需要的远红外线,从而有效地促使血流微循环,改善新陈代谢,加强免疫力。将紫外线屏蔽剂加入合成纤维或人造纤维中,经过熔融纺丝可制成具有抗紫外线的衣服。从“安居”到“康居”,中国人的居住理念和生活质量正产生着巨大变化。 在建筑涂料中添加纳米二氧化钛光催化剂,吸收阳光中的紫外线后,形成活性氧类的超氧化物,可捕捉、杀除空气中的浮游细菌。在微晶玻璃陶瓷复合板的瓷砖表面,能够长期保持亮丽的色彩。远红外钒钛瓷砖,能有效地促进人体血液循环,还具有优良的抗静电功能,可起到改善居室环境和促进人体健康的作用。以人工林木材为基材,陶瓷或陶瓷纤维为增强体制成的木材/无机非金属复合材料,不仅保留了木材的天然特性,而且赋予木材高强度、高模量、耐磨、阻燃、抗菌耐腐及尺寸稳定性高等优良性能,是新一代的“绿色”建材。听说过在夜里能自己发光的陶瓷砖吗?这就是借助于稀土铝酸盐蓄光性发光粉的绿色环保型蓄光陶瓷,光照几分钟后,可保持较亮发光1~2小时,其吸光、蓄光、发光过程可无限循环,长久使用,堪称绝好的“绿色能源”。
为了有效杜绝“病从口入”,含纳米羟基磷灰石的牙膏具有比含氟牙膏更好的防龋齿功效。日用瓷产品中使用纳米氧化锌,锌离子在与细菌接触时缓慢释放出来,与细菌细胞膜及膜蛋白结合,破坏其结构,达到杀菌目的。在杀灭细菌后,锌离子又可从细胞内游离出来,达到抗菌持久的作用。羟基负离子陶瓷球以多孔特殊陶瓷基材料为载体,具有双效功能,水经过过滤使大分子水变成小分子水,同时产氧、抗菌,对空气和水有净化作用。如今含有多种营养成分的芦荟倍受人们的青睐,但未经提取过的芦荟不易被吸收,而陶瓷膜却能完成芦荟提取这一重任。 随着纳米技术的悄然崛起,人类利用资源和保护环境的能力也得到拓展,这样的例子不胜枚举。经纳米钛酸钴催化的石油中硫的含量小于0.01%。活性碳作为载体、纳米锆铯氧化物粉体用于汽车尾气催化,在氧化一氧化碳的同时还原氮氧化物,使它们转化为对人体和环境无害的二氧化碳和氮气。利用纳米柱撑蒙脱石或羟基磷灰石等制作的材料,对药品起到缓释作用,延长药物的半衰期,减少用药剂量。陶瓷的“绿色”化贯穿产品的生产和消费全过程,不仅包括产品的绿色化设计,还包括生产过程的绿色化、清洁生产和资源再生利用。以前通常可用作大规模集成电路基片的氧化铍陶瓷因有剧毒,大量吸入后会导致急性肺炎,长期吸入会引起慢性铍肺病,因此逐渐被停止使用,取而代之的是氮化铝陶瓷;锆钛酸铅等传统的铁电、压电陶瓷都含有大量的铅,现在则使用钛酸铋钠基无铅压电陶瓷系列。无机磷酸盐陶瓷材料能降解,有利于材料的循环利用。利用工业废渣和废陶瓷等烧制的孔梯度透水型陶瓷铺路砖,下雨时,雨水能迅速透过地表,留住宝贵的水资源;雨后,砖下的雨水会缓慢自动蒸发,降低了地表的温度,稳定了空气的湿度,消除城市“热岛现象”。陶瓷性能上的深度发掘、近净尺寸形状的陶瓷产品的开发及水基溶剂取代易燃有毒且价格不菲的有机溶剂,为节约自然资源提供了可能的途径,顺应了国际上工业“绿色化”的趋势。
人类是自然之子,大地是人类的母亲,自然是人类赖以生存的基础,是人类生息的摇篮。今天,“绿色”概念已经前所未有地渗透于人类社会的各个领域,凝聚着人类越来越浓重的“绿色情结”,广泛而深刻地影响着人类的思维方式与行为选择。自然从哪里融入,艺术将在那里开始,我们有理由相信,在新世纪里,“绿色”陶瓷将不再只是一个话题,而是变成人类的自觉行动,陶瓷“绿色”科技掀起的革命,必将把人类从工业文明带入“绿色”文明的新时代。
景德镇四大传统名瓷
青花瓷:青花瓷、粉彩瓷、颜色釉瓷和玲珑瓷。青花瓷是应用料在瓷胎上绘画,然后上透明釉,在高温下一次烧成的釉下彩瓷器,花面呈蓝色花纹,幽倩美观,明净素雅,呈色稳定,不易磨损,而且没有铅溶出等弊博清代龚在他的《陶歌》中这样称赞青花瓷:“白釉青花一火成,花从釉里透分明。可参造化先天妙,无极由来太极生”。青花瓷是元代时期景德镇瓷工的创造发明,当时烧制就已经十分成熟,至明代,景德镇青花瓷就更以胎釉精细、青花浓艳、造型多样而负盛名。清代唐、雍、乾年间的青花瓷烧造成就更加显著。新中国成立后,青花器皿由过去的单件为主,发展成以配套为主,画面更加精美。人民瓷厂生产的“青花梧桐餐具“因为质量文超,且有传统风格和民族特色,除多次在国内获全奖外,还在法国莱比锡、捷克布尔诺和波兰兹南连获3块国际博览会金质奖章。
青花是我国陶瓷装饰中发明较早的方法之一。在窑器"以青如尚",单色青釉为主的基础上,景德镇的陶工们创造性地吸收了外地经验,改革了色釉,并且不满足于刻花,印花纹饰.他们丢掉了使用过许多多世纪的刻花刀,印花模, 把我国人民最善于驾驭的毛笔用到瓷器上,使它显示出独特的功能.历史上,在景德镇劳动人民所创造的丰富多采的陶瓷装饰中,尤以“青花”的影响为大。 它是中国瓷器中突出的产品,在陶瓷工艺美术史上占有一定的地位。
青花瓷的出现据说是陶工们曾用毛笔彩绘了黑花和釉黑红,经过辛勤的劳动实践, 找到了钴土矿, 陶工们又用毛笔把它彩绘在坯件上, 再在绘了花纹的坯件上罩了一层白釉。这样,比以往的印,刻花更鲜明的“青花”,就在景德镇特有的瓷器上出现了, 这就是青花瓷器。
青花所用的钴青料, 最初是一种自西域输入的称作“Smalte”的含钴的琉璃色的玻璃,后来才改用一种天然出产的黑祸色矿物 (即钴土矿,我国叫它作“珠明料” ,日本称作“吴须”),把这种原料磨得极细加茶水使其成为墨汁般的乌黑东西,然后在坯上绘画。
粉彩瓷 粉彩瓷又叫软彩瓷,是景德镇四大传统名瓷之一。粉彩瓷在工艺上是在陶瓷颜料中调入“玻璃白”因此使画面具有粉质感,立体感也很强,所绘图表现力强,融汇中国工笔重彩的构图与技法,画面浓淡相间,阴阳衬托,形象生动,线条工细流畅,色彩清丽粉润,而且色彩柔和,细腻,雅致,不论山水景物,人物故事,花卉鸟兽、草木虫鱼以及静物图案均可入画,极富诗情画意。早在清朝康熙后期,景德镇的粉彩瓷就已问世,雍正时相当精致,乾隆年间达到很高的艺术水平。“珠山八友”留下很多粉彩画的瓷器珍品,其领袖人物王琦,将一般的绘瓷方法应用于绘瓷板人物像,画持精深,画风新颖,被人们称为“神技”。新中国成立后,粉彩瓷更有长足的发展,许多具有健康、清新、大方特色的新作琳琅满目。艺术瓷厂生产“福寿牌”粉彩瓷获国家金奖。
玲珑瓷 玲珑瓷是在瓷器坯体上通过镂雕工艺,雕镂出许多有规则的“玲珑眼”,然后 以釉烧成后这些洞眼成半透明的亮孔,十分美观,被喻为“卡玻璃的瓷器”。因为“玲珑”的本义就是灵巧,明彻、剔透,所以以玲珑称这种瓷器是非常确切的。玲珑瓷也有很悠久的历史,所以也是景德镇的四大传统名瓷之一。玲珑瓷往往配以青花图案,叫青花玲珑瓷。这种瓷器既有镂雕艺术,又有青花特色,既呈古朴、又显清新。解放后的玲珑瓷得到迅速发展,产品除中西餐具、茶具、具、咖啡具、文具等日用瓷外,又精制成各种花瓶、各式灯具等陈设瓷。近几年来,更发展为彩色玲珑、薄胎玲珑皮灯等非常精美的工艺美术瓷。光明瓷厂、红光瓷厂生产的青花玲珑瓷产品曾多次获国家金奖、优质奖,产品畅销东南亚、日本、欧美、港澳等100多个国家和地区。
颜色釉瓷 如果用“万紫千红”来形容景德镇四大传统名瓷之一的颜色釉,那是非常恰当的。不仅红紫,不论什颜色都可烧制,红为火焰,绿为春水,蓝似青天,黑为墨炭,是瓷器中最富神秘色彩的艺术品。 颜色釉瓷突起色釉瓷。有许多种类别:通体一色者称单色釉,多色相间者称花釉,烧成温度在1200度以上的叫高温颜色釉,1000度以下的叫低温颜色釉。釉料中含粘土、石英和助熔剂。着色剂主要有含铜、铁、钴、锰等化合物。低温颜色釉大多以自然界中的景物、动植物命名,为象牙窑红等。明、清两代的颜色釉瓷色彩就十分丰富,再经新中国成立后50余年的发展,更是无色不备,除恢复传统色釉56种外,又创新各种色釉60多种。为凤凰衣釉、彩虹釉等等。色彩非常丰富,产品畅销全世界。
陶瓷是以天然粘土以及各种天然矿物为主要原料经过粉碎混炼、成型和煅烧制得的材料的各种制品。
以前人们把用陶土制作成的在专门的窑炉中高温烧制的物品称作陶瓷,陶瓷是陶器和瓷器的总称。陶瓷的传统概念是指所有以粘土等无机非金属矿物为原料的人工工业产品。它包括由粘土或含有粘土的混合物经混炼,成形,煅烧而制成的各种制品。由最粗糙的土器到最精细的精陶和瓷器都属于它的范围。
对于它的主要原料是取之于自然界的硅酸盐矿物(如粘土、石英等),因此与玻璃、水泥、搪瓷、耐火材料等工业,同属于“硅酸盐工业”的范畴。陶瓷的主要产区为彭城镇、景德镇、醴陵、高安、丰城、萍乡、黎川、佛山、潮州、德化、淄博、唐山、北流等地。此外景德镇是我国“瓷都”之一。
扩展资料:
特性:
说到陶瓷材料,难免将陶与瓷分开来谈,我们经常说的陶瓷,是指陶器和瓷器两个种类的合称。在创作领域中,陶与瓷都是陶瓷艺术中不可或缺的重要组成部分,但是陶与瓷却有着质的不同。
陶质材料:与瓷相比,陶的质地相对松散,颗粒也较粗,烧制温度一般在900℃—1500℃之间,温度较低,烧成后色泽自然成趣,古朴大方,成为许多艺术家所喜爱的造型表现材料之一。陶的种类很多,常见的有黑陶、白陶、红陶、灰陶和黄陶等,红陶、灰陶和黑陶等采用含铁量较高的陶土为原料,铁质陶土在氧化气氛下呈红色,还原气氛下呈灰色或黑色。
瓷质材料:与陶相比,瓷的质地坚硬、细密、严禁、耐高温、釉色丰富等特点,烧制温度一般在1300℃左右,常有人形容瓷器“声如磬、明如镜、颜如玉、薄如纸”,瓷多给人感觉是高贵华丽,和陶的那种朴实正好相反。
参考资料来源:百度百科-陶瓷
一、工作效果不同:
石英晶体:石英晶体没有体积变形压电效应,但具有良好的厚度变形和长度变形压电效应。高频电信号加在压电陶瓷上时,则产生高频声信号(机械震动),这就是我们平常所说的超声波信号。
也就是说,压电陶瓷具有机械能与电能之间的转换和逆转换的功能。
二、工作原理不同:
压电效应的原理:如果对压电材料施加压力,它便会产生电位差(称之为正压电效应),反之施加电压,则产生机械应力(称为逆压电效应)。如果压力是一种高频震动,则产生的就是高频电流。
三、产生电荷方向不同:
石英晶体属于单晶体,化学式为SiO2,外形结构呈六面体,沿各方向特征不同。
沿X方向(电轴)的力作用产生电荷的压电效应称”纵向压电效应”;
沿Y方向的(机械轴)的力作用产生电荷的压电效应称”横向压电效应”;
沿Z方向的(光轴)的力作用时不产生压电效应
详细讲解:
1、压电效应:某些电介质在沿一定方向上受到外力的作用而变形时,其内部会产生极化现象,同时在它的两个相对表面上出现正负相反的电荷。
2、当外力去掉后,它又会恢复到不带电的状态,这种现象称为正压电效应。当作用力的方向改变时,电荷的极性也随之改变。相反,当在电介质的极化方向上施加电场。
3、这些电介质也会发生变形,电场去掉后,电介质的变形随之消失,这种现象称为逆压电效应,或称为电致伸缩现象。依据电介质压电效应研制的一类传感器称为为压电传感器。
扩展资料:
石英晶体和压电陶瓷物理特性不同:
石英内常见的包裹体有:发晶(Hair crystal)-主要是金红石;草入水晶-主要为电气石;水胆水晶-石英中有液态包裹体;青石英-内含浅蓝色金红石针状物;乳石英-由细水孔洞引起混浊状。
绿石英-由板状或碎片状的绿泥石组成,有时可能是绿色针状的阳起石;砂金石(Aventurine)-石英岩内部含有绿色或红褐色的云母细片,又名耀石英,俗称东陵石。
常见烟黑色至暗褐色的烟水晶,主要是这些岩类含有较多量具有放射性之铀、钍元素的关系。
压电陶瓷:常用的压电陶瓷有钛酸钡系、锆钛酸铅二元系及在二元系中添加第三种ABO3(A表示二价金属离子,B表示四价金属离子或几种离子总和为正四价)型化合物。
如:Pb(Mn1/3Nb2/3)O3和Pb(Co1/3Nb2/3)O3等组成的三元系。如果在三元系统上再加入第四种或更多的化合物,可组成四元系或多元系压电陶瓷。
此外,还有一种偏铌酸盐系压电陶瓷,如偏铌酸钾钠(Na0.5·K0.5·NbO3)和偏铌酸锶钡(Bax·Sr1-x·Nb2O5)等,它们不含有毒的铅,对环境保护有利。
参考资料来源:百度百科-石英晶体
参考资料来源:百度百科-压电陶瓷
*玻璃制作的基本原料
二氧化硅是玻璃制作的最主要的原料.二氧化硅在地球上的储量是很大的.二氧化硅是石头的主要原料也是制作玻璃的最主要的原料.各种不同的石头的含硅量是不同的.在我们生活中这些材料是最常见的.
*助熔剂
二氧化硅的熔点是很高的,要想达到这个荣典是很受限制的.古人就想办法加入一些别的其他的物质来时它的熔化温度变得低下来.另外二氧化硅融化的时候非常突兀,加热过程中没有逐渐变软的过滤过渡阶段,融合进一些其他的物质后使玻璃可以在不同的温度下程各种荣华状态,有力塑形操作和有效定形.这种物质就是助熔剂.
助熔剂通常是含氧化钠、氧化钾、氧化铅、氧化钙、氧化钡等物质原料,如石灰石、长石、纯碱、硼酸、铅化合物、钡化合物.(氧化钠可以降低玻璃形成中的黏度,使玻璃易于熔制,起着良好的助熔作用;氧化钡在玻璃的形成中起着与氧化钠基本的作用;氧化锡可以增加玻璃的化学稳定性和机械强度;氧化铅可以增加密度,提高着蛇行,有特殊光泽;铅可以使玻璃对光的折射率大而散射率小使得玻璃更具光泽和稳定.
*澄清剂
在玻璃制作的过程中会出现一些的气泡,减少这些气泡所用的就是澄清剂.主要常用的有氧化砷、氧化锑和硝化盐.
*乳蚀剂
在玻璃生产中艺术家根据作品的要求,使玻璃产生不透明的效果,使玻璃变得不透明的就是乳蚀剂.它可以使玻璃产生结晶或不固定的胶体微粒,这些微粒和玻璃本身的折射率不同会产生不透明的效果.常用的乳蚀剂有氧化锡、氧化锑和磷酸盐.
*脱色剂
头色剂主要是用来消除原料中的杂质给玻璃带来的不希望出现的颜色,使玻璃城县无色透明的效果.主要有化学脱色剂和物力脱色剂两种,化学脱色剂通常通过氧化作用消色,主要有硝酸钠、硝酸钾.物理脱色剂通过产生互补色而使玻璃无色,主要有二氧化锰、硒和氧化钴、氧化溴.
钛酸钡类(BaTiO3),原材料有二氧化钛、碳酸钡、碳酸锶等;
锆钛酸铅类(PbZrTiO3),原材料有二氧化钛、氧化锆、氧化铅、、碳酸锶、氧化铌、氧化镧等;
铌镁酸铅类(PbNbMgO3),原材料有氧化铌、氧化镁、氧化铅、、碳酸锶、氧化镧等.
电极是银和低温玻璃材料.