华南师范大学实验报告

学生姓名 何嘉棋   梁涌滨    学号20122400078  20122400015  

专    业  材料化学         年级、班级 2012级            

课程名称无机非金属材料实验   实验项目陶瓷的制备

实验类型  验证  设计  综合 实验时间  2014 年5  月  日

实验指导老师 罗穗莲        实验评分                     

一.【实验目的】

1、了解陶瓷胚料原料的种类和各原料在陶瓷制备中所发挥的作用

2、通过观察陶瓷相图成分，根据相图制定制备成分方案

3、掌握制备陶瓷的前期物料处理方法，了解陶瓷的制作原理

4、掌握釉料的制备方法，选择合适的成分制备釉料

5、掌握釉料的使用操作

二.【实验原理】

   陶瓷是把粘土原料、瘠性原料及溶剂原料，经过适当的配比、粉碎、成形并在高温焙烧情况下经过一系列的物理化学反应后，形成的坚硬物质。陶瓷坯体是由经过高温焙烧后生成的晶相、玻璃相、原料中未参加反应的石英和气孔组成。

根据我们在文献资料里所查询的配方组成来求出坯料的示性矿物组成和化学成分组成

  

换算成无灼减量后

三.【实验仪器与药品】

实验药品：碳酸钠，碳酸钾，氧化铁，碱式碳酸钙，氧化铝，适应，碳酸钾  （化学纯）

仪器：炉子，烘箱

四.【实验步骤】

1、按照坯式计算所需各种原料的质量（以100g的坯土为标准），称量碳酸钠、碳酸钾、碳酸钙、碱式碳酸钙、氧化铝、石英各种原料所需质量。

2、将各种原料均匀混合，并逐步加入一定量的水和PVA，搅拌使得坯土具有一定塑性。将具有一定塑性的坯土进行初步定型，定型完成后，加坯土放入到烘箱中，减少坯土所含水分。

3、按照釉料坯式计算所需各种原料的质量，配制釉料。

4、均匀混合后，逐步加入一定量的水，使得釉料有一定的水性。将配好的釉料用刷子均匀涂抹于具有初步形态的陶瓷中，保证釉料在表面均匀分布。

5、完成釉料涂抹工作后。最后放入炉子进行烧制。

五.【实验现象与分析】

实验现象：烧制出来的陶瓷质量较好，无明显碎裂现象，陶瓷呈白色固体，表面粗糙。

现象分析：

1、陶瓷在烧制过程没有开裂并发生碎裂，原料与水的比例较好且水分分布均匀。

2、陶瓷表面质感粗糙，釉料在陶瓷表面没有形成一层光滑的釉，可能釉料在陶瓷表面没有涂擦均匀，或者所用釉料较少。

第二篇：压电陶瓷实验报告

压电陶瓷微位移性能测量实验报告    

一、实验目的：

1、了解压电陶瓷的性能参数；

2、了解电容测微仪的工作原理，掌握电容测微仪的标定方法；

3、掌握压电陶瓷微位移测量方法；

二、实验仪器：

电容测微仪一台：型号JDC-2000测微台架一台：型号BCT－5C，斜度1:50直流调压器一台：电压量程（0～300V）标定平铁板一块 压电陶瓷管一根

三、实验原理：

（一）利用测微台架标定电容测微仪

在测微台架的台架上放置一金属平板，将电容测微仪探头用测微台架夹紧，使探头的端面与平板平行，见图1，移动测微台架的旋钮，分别读出测微仪移动示值和电容测微仪的示值。这样得到一组数据即可对电容测微仪进行标定。

图1  电容侧微仪标定原理图

（二）用标定后的电容测微仪测量压电陶瓷管的线性度

在电容测微仪的线性区（对应机械标定仪的某个位置），通过可调直流电源按一定间隔改变直流电压（见图2），分别对压电陶瓷加压，使之分别产生轴向变形（见图3）和弯曲变形（见图4），从而得到压电陶瓷的伸长与偏转量与施加其上的电压的关系。

                                                     

                                                      

                                                             

                                                       

　　图2  可调高压电源　       图3  测压电陶瓷轴向伸缩  　　图4测压电陶瓷侧向弯曲

四、实验步骤

（一）标定电容测微仪的线性度

１、实验前，了解实验原理及其实验注意事项，并检查实验仪器是否齐全。

２、使用仪器前，将传感器端面与被测物（标定平铁板）表面用汽油认真清洗干净，以清洗掉杂质及灰尘微粒；而后将电源线和传感器与电缆分别连接好并拧紧。

３、将标定平铁板安放在测微台架的台架上，而后用夹具将电容传感器探头夹紧，接着上下调整探头使探头与标定平铁板距离接近测量区。

４、为便于进行数据分析，可将测微台架示值调至某一合适值，并将电容测微仪示值调零，而后进行实验；实验采用一人细调（等间距）测微台架，另一人记录的方式，为了标定线性区，测定线性误差，调值采用先等间距调至140μm，再等间距调回的方法。（为了节约时间，调值范围为0～140μm，调值间距为5μm，共计读29个数。）

５、实验完成后，调整测微台架使探头远离标定平板到合适位置，取下标定平板（并估算找出电容测微仪的线性工作区，我们找的较为好的线性工作区是0～100μm）以进行压电陶瓷的性能及其微位移测量的实验。

（二）、压电陶瓷加电时的性能及其微位移测量

测压电陶瓷轴向伸缩：

１、将压电陶瓷的中线（Z）接至变压器的U+端，两边的两个接线头均接至变压器的地接口端（GND）。

２、将压电陶瓷小心垂直轻放在测微台架的台架上（如图3），并将探头靠近压电陶瓷至电容测微仪线性工作区（注：应先粗调而后细调以使电容测微仪示值在6～94μm以内，因为在加压0～200V时，估计其最大伸缩变化在6μm左右，且电容测微仪较好的线性工作区大约在0～100μm）。

３、打开变压器电源，从0～200V，以10 V为单位（最小精度），逐渐改变加在压电陶

瓷上的电压值，并读取对应的电容测微仪示值；而后从200～0V，也以10 V为单位逐渐改变加在压电陶瓷上的电压值，并读取对应的电容测微仪示值（仍然采用一人操作，一人读取数据的方式）。

４、待实验后，关闭变压器的供给电源，调整机械标定仪使探头远离压电陶瓷到合适位置，小心将压电陶瓷卧放，以进行下面压电陶瓷侧向弯曲实验。

测压电陶瓷侧向弯曲：

１、将压电陶瓷两边的两个接线头分别接至变压器的U+端和地接口端（GND）。

２、小心将压电陶瓷卧放在测微台架的台架上（如图4）后，将探头靠近压电陶瓷至电容测微仪的线性工作区（注：应先粗调而后细调以使电容测微仪示值在15～85μm以内，因为在加压0～200V时，估计其最大弯曲度在15μm左右，且电容测微仪较好的线性工作区大约在0～100μm）。

３、按照测压电陶瓷轴向伸缩的实验步骤３测量数据。

４、待实验后，关闭变压器的供给电源，调整机械标定仪使探头远离压电陶瓷，而后向上调整探头到合适位置，小心将压电陶瓷取下保存好以备以后做实验用。

５、关闭做实验的总电源，整理实验平台，并整理数据，完成实验报告。

五、实验数据处理与分析

实验一：标定电容测微仪的线性度

             Figure1：电容测微仪线性标定结果。X轴为移动的标准值，Y轴为测微仪显示值

Figure1为电容测微仪标定的结果，总体上看电容测微仪的指示值与真值有较好的线性，且正向和反向标定结果几乎一致。但是二者之间仍然有一定的偏差。这是由工作台的螺纹回程误差以及工作台的震动等不稳定因素造成的。从图中可以看出看出从30—120μm的范围内线性较好，所以可以选择在这一段内进行压电陶瓷电压变形测量实验。

实验二：测量压电陶瓷轴向伸缩

实验测得随加载电压变化，压电陶瓷轴向伸缩量如下表所示：

Figure2给出的是对压电陶瓷逐步增加和减小施加的电压，压电陶瓷轴向变形的实验结果。可以看出，不管是增压还是减压，压电陶瓷轴向位移与施加的电压有较好的线性关系，只是压电陶瓷存在明显的迟滞现象。且电压减到零时，压电陶瓷并没有回到初始位置。迟滞效应是由于压电陶瓷分子间存在阻力和残余极化所引起的。

实验三：测量压电陶瓷径向弯曲

Figure3给出的是压电陶瓷弯曲变形量随着施加电压增减的变化规律图。与轴向变形时一样，弯曲变形相对于施加的电压也有较好的线性，但增减电压位移也出现迟滞现象，迟滞变形现象较为明显，正返程测量结果偏差较大。

总结：压电陶瓷是具有加上电压会伸长或收缩的性质，利用这个性质可以实现微小位移的移动，对于精密仪器来说必不可少。压电陶瓷的迟滞现象限制了其应用领域，因此了解压电陶瓷的原理和迟滞现象，克服其不足之处，这对我们利用压电陶瓷进行精密移动必不可少。