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陶瓷界面

多相复合陶瓷中,不同相之间的界面也是陶瓷界面的一种。

晶界是多晶材料(陶瓷是一种典型的多晶材料)中最常见的界面现象。作为多晶材料中分隔晶粒的界面,晶界可以看成是材料从一个晶粒向另一个晶粒的结构过渡形式。晶界的宽度一般为原子间距的数量级,可认为是二维和三维的中间状态。晶界的化学成分(尤其是杂质的成分)影响陶瓷材料的强度,尤其是高温强度、蠕变性能、硬度等。晶界组成可影响陶瓷材料的烧结机理属性、晶粒的重结晶,并改变晶界的相变。在功能陶瓷中,如电容器陶瓷、正温度系数(PTC)陶瓷等,晶界在调节材料性能方面具有重要作用。很多材料要求晶界尽量清洁,即没有杂质和第二相。对于半导体材料,由于晶界的存在产生悬键,从而给出具有扰动特性的空域能带。若有杂质富集,将改变能带状态,因此这类材料需要清洁晶界。材料界面中薄膜和底材之间形成的界面所产生的缺陷,对于半导体材料电性能影响很大,因此制备时要加以控制。

随着界面的深入研究,以及多相体系在材料中的日趋重要,又提出了相界这一概念。所谓相界是指不同相之间的界面。在多相复合陶瓷中,有纤维或晶须与母相之间、两相弥散与母相之间、两个或多个主晶相之间,以至陶瓷相与金属相、陶瓷相与高分子相之间的相界问题。它们在化学上的相容性、在物理上的匹配,以及结合状态和显微结构,均为这类陶瓷材料的设计提供了有用的信息和依据。

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