材料学导论-陶瓷

第二章无机非金属材料2023/7/301无机非金属材料概论陶瓷材料（传统陶瓷、特种陶瓷）玻璃材料胶凝材料新型无机材料本章主要内容2023/7/3021、什么是无机非金属材料？无机非金属材料：主要是指由一种或多种金属元素同一种非金属元素(如O,S,C,N等,通常为O)所形成的化合物，多为金属氧化物和金属非氧化物。也可以认为金属材料和有机高分子材料以外的固体材料通称无机非金属材料。2023/7/303无机非金属材料指某些元素的氧化物、碳化物、氮化物、硼化物、硫系化合物（包括硫化物、硒化物及碲化物）和硅酸盐、钛酸盐、铝酸盐、磷酸盐等含氧酸盐为主要组成的无机材料。包括陶瓷、玻璃、水泥、耐火材料、搪瓷、磨料以及新型无机材料等。其中陶瓷一词，随着与陶瓷工艺相近的无机材料的不断出现，其概念的外延也不断扩大。最广义的陶瓷概念几乎与无机非金属材料的含意相同。2023/7/304无机非金属材料的名目繁多，用途各异，目前尚没有统一而完善的分类方法。通常把它们分为传统（普通）无机非金属材料和新型（特种）无机非金属材料两大类。如何分类？难！普通陶瓷－－特种陶瓷普通玻璃－－特种玻璃普通水泥－－特种水泥……2023/7/305主要特性：熔点高、硬度高、化学稳定性好、耐高温、耐腐蚀、耐磨损、耐氧化、弹性模量大、强度高。一般为脆性材料2023/7/3062、陶瓷材料2.1陶瓷的概念陶瓷(ceramics)是以非金属矿物或化工产品为原料，经原料处理、成型、烧成等工序制成的产品。2.2

陶瓷的分类早期，陶瓷是陶器与瓷器的总称。瓷器的坯体致密，基本上不吸水，有一定的半透明性，通常施釉，敲之声音清脆。陶器通常有一定吸水率，断面粗糙无光，不透明，敲之声音粗哑，有的无釉，有的施釉。2023/7/307古代各种陶制品2023/7/308各种瓷器2023/7/309传统的陶瓷如日用陶瓷、建筑陶瓷等是用粘土类及其它天然矿物原料经粉碎加工、成型、烧成等过程而得的器皿。这类陶瓷可称为传统陶瓷。随着生产和科学技术的发展，对陶瓷制品的性能与应用提出了新的要求，因而制成了许多新品种，它们的生产过程虽然还是原料处理、成型、烧成等这种传统的方式，但采用的原料已扩大到高度精选的天然原料或人工合成原料，使用高度可控的生产工艺，因而往往具有一些特殊的性能，相对于传统陶瓷，这类陶瓷制品称为特种陶瓷。

2023/7/30102023/7/30112023/7/30122.3

陶瓷材料的结合键及显微结构

陶瓷材料的结合键陶瓷材料是以离子键（如MgO、Al2O3）、共价键（如Si3N4、BN）以及离子共价混合键（SiO2）结合在一起。金属氧化物主要是离子键结合。由于离子键没有方向性，只要求正负离子相间排列并尽量紧密堆积，因而离子晶体的密度较高，键强度也较高。这类材料强度高、硬度高，但脆性大。离子晶体固态绝缘，熔融后可导电。2023/7/3013共价键具有方向性与饱和性，这就决定了共价晶体中原子的堆积密度较小。共价晶体键强度较高，且具有稳定的结构，故这类材料熔点高、硬度高、脆性大，热膨胀系数小。虽然陶瓷材料的键性主要为离子键和共价键，但实际上许多陶瓷的结合键是混合键结合，既有离子性，又有共价性。2023/7/3014陶瓷材料的显微结构陶瓷材料的显微结构通常由三种不同的相组成，晶相、玻璃相和气相。晶相：陶瓷材料中最主要的组成相，晶相一般由原料带入或玻璃相析晶而成。晶相分为主晶相和次晶相。主晶相是构成材料的主体，其性质、数量及结合状态，直接决定材料的基本性质。2023/7/3015玻璃相：是一种低熔点的非晶态固体，是材料在高温烧成过程中，由于化学反应或熔融冷却形成的。通常，其机械强度要比晶相低一些，抗冲击强度要高一些，在较低温度下开始软化。

玻璃相的作用，①充填晶粒间隙，粘结晶粒，提高陶瓷材料的致密程度；②降低烧成温度，改善工艺；③抑制晶粒长大。2023/7/3016气相（气孔）：大部分气孔是在工艺过程中形成并保留下来的，有的气孔则通过特殊的工艺方法获得。气孔含量在0～90％之间变化，陶瓷的许多电性能和热性能都随气孔率、气孔尺寸及分布的不同在很大范围内变化。2023/7/30172023/7/30182023/7/30192.4陶瓷材料的性能2.4.1机械性能（1）弹性模量陶瓷材料具有牢固的离子键和共价键，其弹性模量比金属材料的弹性模量大得多，大约在103～104MPa之间甚至更高。陶瓷材料的弹性模量除了与结合键有关外，还与组成相的种类、分布、比例及气孔率的大小有关。2023/7/3020（2）强度①陶瓷材料在理论上具有很高的断裂强度，但实际断裂强度往往比金属材料低得多。②抗压强度比抗拉强度大得多，其差别程度大大超过金属。③气孔和材料密度对陶瓷断裂强度有很大影响。④陶瓷材料耐热冲击性较差，严重限制了陶瓷材料在急冷急热条件下的使用。⑤晶粒愈小，强度愈高。

2023/7/3021（3）塑性与韧性陶瓷材料最突出的弱点是很低的塑性与韧性。只有极少数具有简单晶体结构的陶瓷材料在室温下具有塑性。如MgO、KCl、KBr等。一般的陶瓷材料在室温下塑性为零。这是因为大多数陶瓷材料晶体结构复杂，滑移系统少，位错生成能高，而且位错的可动性差，通常呈现典型的脆性断裂。（4）硬度陶瓷、矿物材料常用莫氏硬度和维氏硬度来衡量材料抵抗破坏的能力。莫氏硬度是以陶瓷、矿物之间相互刻划能否产生划痕来确定，只能表示材料硬度的相对大小。一般陶瓷的硬度较大。2023/7/30222.4.2热性能（1）热容陶瓷材料的摩尔热容对结构变化不敏感，但单位体积的热容却与气孔率有关，由于多孔材料质量轻，所以单位体积热容小。因此，多孔轻质耐火砖的温度上升所需的热量远低于致密的耐火砖。（2）热膨胀陶瓷材料的线膨胀系数约为（10-5~10-7）/℃。陶瓷的线膨胀系数一般低于高聚物和金属。2023/7/3023（3）导热性陶瓷的热传导主要依靠于原子的热振动。由于没有自由电子的传热作用，陶瓷的导热性比金属小。陶瓷多为较好的绝热材料。（4）热稳定性热稳定性就是抗热震性，是指材料承受温度的急剧变化或在一定温度范围内冷热交替而不致破坏的能力。陶瓷的热稳定性很低，比金属低得多。这是陶瓷的一个主要缺点。2023/7/30242.4.3电性能（1）电导率陶瓷材料在一般情况下没有自由活动的电子，电阻率比较低，绝大部分陶瓷都是良好的绝缘体。随着科学技术的发展，某些陶瓷材料的半导性和导电性已被人们发现，随之制成各种半导体陶瓷及导电陶瓷。2023/7/3025（2）介电常数大部分离子晶体的介电常数为ε=5~12，但有少数晶体的介电常数很高。如金红石（TiO2）晶体的ε=110~114，钙钛矿（CaTiO3）晶体的ε=150。这类晶体的晶体结构比较独特，在外电场作用下，由于离子之间的相互作用，引起了极其强大的内电场。在此内电场作用下，离子的电子壳层发生强烈变形，离子本身也发生强烈的位移，使材料具有很高的介电常数。2023/7/3026（3）介电损耗当电介质在电场作用下，单位时间内因发热而消耗的能量称为电介质的损耗功率或简称为介质损耗，用损耗角正切tan表示。介质损耗是所有应用于交流电场中电介质的重要指标之一。介质损耗不但消耗了电能，而且由于温度上升可能影响元器件的正常工作；介质损耗严重时，甚至会引起介质的过热而破坏绝缘性质。

2023/7/3027漏导损耗：因电导而引起的介质损耗为漏导损耗。极化损耗：一切介质在电场中均会呈现出极化现象。除电子、离子弹性位移极化基本上不消耗能量外，其它缓慢极化（如松驰极化）在极化的缓慢建立过程中都会因克服阻力而引起能量损耗，这种损耗一般称为极化损耗。陶瓷材料是由晶相、玻璃相、气相组成，其能量损耗主要来源于漏导损耗、松驰质点的极化损耗及结构损耗。

在结构紧密的离子晶体中，极化损耗很小，一般是由漏导引起。以这类晶体为主晶相的陶瓷往往用在高频的场合，如刚玉瓷、滑石瓷等。2023/7/3028（4）绝缘强度电介质能绝缘和储存电荷，是指在一定的电压范围内，即在相对弱电场范围内，介质保持介电状态。当电场强度超过某一临界值时，介质由介电状态变为导电状态，这种现象称介质的击穿。陶瓷材料的击穿强度一般为4～60kV/mm。

2023/7/30292.4.4光学性能随着遥感、计算机、激光、光纤通讯、自动化等技术的发展和“透明陶瓷”的出现，陶瓷材料在光学领域有了较重要的应用。光学材料的性质一般指材料对各种光和射线的反射、透射、折射和吸收等性质。对陶瓷材料，主要是指其透光性。为了提高陶瓷的透光性，一般使用高纯原料，加入抑制晶粒长大的掺杂剂，采用适当的工艺排气孔制备细晶的透明陶瓷材料。2023/7/30302.4.5化学稳定性陶瓷的结构非常稳定。在以离子晶体为主的陶瓷中，金属原子为氧原子所包围，被屏蔽在其紧排列的间隙之中，很难再同介质中的氧发生作用，甚至在千度以上的高温下也是如此，所以具有很高的耐火性能或不可燃性，是很好的耐火材料。另外，陶瓷对酸、碱、盐等腐蚀性很强的介质均有较强的抗蚀能力，与许多金属的熔体也不发生作用，所以也是很好的坩埚材料。2023/7/30313、普通陶瓷3.1普通陶瓷的生产过程普通陶瓷又称传统陶瓷，是以天然存在的矿物为主要原料的陶瓷制品。其生产工艺流程如下：原料精选坯料制备成型干燥烧成制品2023/7/3032①石英石英具有耐热、抗蚀、高硬度等性质，在普通陶瓷中，石英构成了陶瓷制品的骨架，赋予制品耐热、耐蚀等特性。石英的粘性很低，属非可塑性原料，无法做成制品的形状，为了使其具有成型性，需掺入粘土。可塑性：在陶瓷工业中，可塑性是指泥料在外力作用下能被塑造成各种形状，在外力除去后，仍能保持这种形状的性能。（1）原料精选普通陶瓷中必不可少的三组分是石英、粘土和长石。2023/7/3033②粘土

粘土是一种含水铝硅酸盐矿物,层状结构，主要化学成分为SiO2、Al2O3、H2O、Fe2O3、TiO2等。粘土具有独特的可塑性与结合性，调水后成为软泥，能塑造成型，烧后变得致密坚硬。③长石

长石是一族矿物的总称，为架状硅酸盐结构。长石在高温下为有粘性的熔融液体，并润湿粉体，作为助熔剂能溶解一部分粘土及部分石英，促进成瓷反应的进行，并降低烧成温度。上述三组份，石英骨架成分、粘土提供可塑性、长石为助熔剂2023/7/3034（2）坯料制备陶瓷原料经过配料和加工后成为坯料，根据陶瓷制品的性质以及制品所用的成型方法，制成可塑料、注浆料和压制粉料。2023/7/3035（3）成型①半干法成型（8％～15％的水）：利用外部机械压力，使具有一定可塑性的泥料压缩并形成具有一定尺寸、形状和强度的坯体的成型方法。②注浆成型（40％左右的水）：将制备好的泥浆注入多孔性模型内，泥浆在贴近模壁处的一层被模子吸去水分，形成一均匀的泥层，并随时间延长而逐渐加厚，达到一定厚度后，倒出多余泥浆，泥层继续脱水并与模型脱离，最后按模型形状形成坯体。2023/7/3036③可塑成型法(20%左右的水)：将预制好的坯料投入挤泥机中，挤成泥条，然后切割，按所需制成荒坯，再用手工或压机压制，使坯体具有规定的形状和尺寸。2023/7/3037（4）生坯的干燥使含水物料（如湿坯、原料、泥浆等）中的液体水汽化而排除水分的过程，称为干燥。成型后的各种坯体还呈可塑状态，在运输和再加工过程中很容易变形或破损。为提高成型后坯体的强度，还要进行干燥，以除去一部分水分，使坯体失去可塑性。经过干燥的坯体，也可以在烧成初期经受快速升温，从而缩短烧成周期，提高窑炉的周转率，节约能耗。

2023/7/3038（5）烧成

经过成型及干燥过程后，生坯中颗粒之间只有很小的附着力，因而强度相当低。要使颗粒相互结合使坯体形成较高的强度，只有在无液相或有液相的烧结温度下才能实现。

目的:是去除坯体内所含溶剂、粘结剂、增塑剂等，并减少坯体中的气孔，增强颗粒间的结合强度，并产生玻璃和莫来石等新的物相。

2023/7/30392023/7/30402023/7/30414、特种陶瓷特种陶瓷是指相对于传统陶瓷而言，新发展起来的陶瓷，主要包括以耐高温、高耐磨、耐腐蚀为特征的结构陶瓷，如轴承陶瓷；以及进行能量和信号转换的功能陶瓷，如压电陶瓷。特种陶瓷与普通陶瓷的区别:(1)在原材料方面

传统陶瓷以天然矿物如粘土、石英和长石等为主要原料;而特种陶瓷则使用经人工合成的高质量的粉体作为主要材料。2023/7/3042(2)在结构方面

传统陶瓷材料由于化学和相组成的复杂多样，杂质成份和杂质相众多而不易控制，显微结构粗劣而不够均匀，多气孔；特种陶瓷则一般化学和相组成较简单明晰,纯度高，即使是复相材料，也是人为调控设计添加的，所以特种陶瓷材料的显微结构一般均匀而细密。(3)制备工艺方面传统陶瓷用的矿物经混合可直接用于湿法成型，材料的烧结温度较低，烧成后一般不需加工；而特种陶瓷用高纯度粉体一般添加有机的添加剂才能适合于干法或湿法成型，材料的烧结温度较高，烧成后一般尚需加工。2023/7/3043（4）在性能和用途方面特种陶瓷不仅后者在性能上远优于传统陶瓷，而且特种陶瓷材料还发掘出传统陶瓷材料所没有的性能和用途。传统陶瓷材料一般限于日用和建筑使用；特种陶瓷具有不同的特殊性质和功能，从而使其在高温、机械、电子、宇航、医学工程等方面得到广泛的应用。2023/7/3044特种陶瓷的主要制备工艺是粉末制备，成型和烧结。其工艺流程图如下：4.1特种陶瓷的制备工艺粉体制备原料处理成型烧结加工成品热成型2023/7/30452023/7/30464.1.1粉体制备方法特种陶瓷的原料具有下述特点：纯度高；颗粒细小；只加入很少甚至完全不加入助熔剂与提高可塑性的添加剂；采用原料是人工合成的粉末原料。目前制取特种陶瓷用粉体原料的方法有粉碎法和合成法两类。合成法包括固相法、液相法和气相法。（1）粉碎法机械磨细是制取粉末原料最传统的方法。2023/7/3047（2）固相法制备陶瓷粉体①化学反应法

BaCO3+TiO2→BaTiO3+CO2↑

②热分解反应法

CaCO3→CaO+CO2↑③氧化物还原法SiO2+2C→SiC+CO2

↑④直接固态反应法Si+C=SiC

2023/7/3048（3）液相法制备陶瓷粉体①沉淀法沉淀法是在可溶性前驱物溶液中添加适当的沉淀剂，使得溶液中的阳离子生成不溶性沉淀，然后再经过滤、洗涤、干燥、加热分解等工艺来合成粉体，该法具有反应过程简单、成本低等优点。②溶胶-凝胶法（Sol-Gel法）将金属氧化物或氢氧化物的溶胶变为凝胶，经干燥、煅烧，制得高纯度超细氧化物粉末。③水热法是指在密封压力容器中，以水或其他溶剂作为溶媒（也可以是固相成分之一），在高温（＞100℃）、高压条件下制备、研究材料的一种方法。2023/7/3049（4）气相法制取陶瓷粉体①蒸发-凝聚法（PVD）

将原料用电弧或等离子体高温加热至气化，然后在加热源与环境之间很大的温度梯度条件下急冷，凝聚成粉状颗粒。②化学气相反应法（CVD）

化学气相反应法是采用挥发性金属化合物蒸气通过化学反应合成所需物质的方法。

2023/7/30504.1.2成型技术模压成型、注浆成型等技术可用于特种陶瓷的成型。此外，为了保证特种陶瓷制品的优异性质，可采用以下方法成型，以提高坯体的致密度、均匀性或尺寸精度等。（1）冷等静压法（2）注射成型法（3）轧模成型2023/7/30514.1.3烧结技术（1）普通烧结传统陶瓷多半在隧道窑中进行。但特种陶瓷主要在电炉中进行。采用的烧结气氛由产品性能需要和经济因素决定，可以用保护气氛（如氩、氮气等），也可在真空或空气中进行。（2）热压烧结将干粉末填入模具内，再从单轴方向施加压力，并同时进行烧结。这个一种成型与烧结同时进行的工艺方法。采用热压烧结，使烧结机理由以扩散为主变为塑性流动为主，从而可在较低温度下进行烧结，而且得到的烧结体气孔率低，组织致密。2023/7/3052（3）热等静压烧结热等静压烧结是使材料在加热过程中经受各向均衡的气体压力，在高温高压同时作用下使材料致密化的烧结工艺。此外还有反应烧结、液相烧结、自蔓延高温合成烧结等。2023/7/3053特种陶瓷从性能上可分为结构陶瓷和功能陶瓷

结构陶瓷是指具有力学和机械性能及部分热学和化学功能的先进陶瓷，特别适于高温下应用的则称为高温结构陶瓷。

功能陶瓷是指那些利用电、磁、声、光、热、力等直接效应及耦合效应的先进陶瓷。随着科学技术的发展，新材料不断出现，结构陶瓷与功能陶瓷的界限也逐渐淡化，有些材料同时具备优越的结构性能与优良的功能。

2023/7/3054功能陶瓷：电、光、磁、弹性及部分化学功能特种陶瓷

结构陶瓷：机械、耐热性及部分化学功能2023/7/3055结构陶瓷应用耐热方面：发动机及高温耐热部件机械方面：耐磨部件、轴承、切削工具、内燃机部件等。化学生物方面：耐腐蚀部件、催化剂载体以及人造骨头等。4.2结构陶瓷2023/7/30562023/7/3057（1）氧化铝陶瓷氧化铝陶瓷又称刚玉瓷，氧化铝陶瓷一般是指以α-Al2O3为主晶相的陶瓷材料，其Al2O3含量在75％～99.9％之间。是用途最广泛，原料最丰富，价格最低廉的一种高温结构陶瓷。根据Al2O3含量和添加剂的不同，有不同系列的氧化铝陶瓷，例如Al2O3含量在75%，85％，95％和99%的分别称为75瓷，85瓷，95瓷和99瓷；根据其主晶相的不同又可分为莫来石瓷、刚玉-莫来石瓷和刚玉瓷；根据添加剂的不同又分铬刚玉、钛刚玉等。2023/7/3058Al2O3陶瓷制品具有耐高温、耐腐蚀、高强度等性能，所以可以作为冶炼高纯金属和生长单晶用的坩埚以及各种高温炉的结构件，发动机用的火花塞、耐热涂层等。在化工领域可用作各种反应器皿、反应管道、化工泵等。氧化铝含量高于95%以上的Al2O3陶瓷具有优异的电绝缘性能和较低的介质损耗特点，在电子、电器方面十分应该广阔的应用领域。利用Al2O3高强度、硬度和耐磨性，可制作机械部件、拉丝模、固体物料喷嘴、刀具、磨料、磨具、装甲防护材料、人造骨等。2023/7/3059（2）

氧化锆陶瓷二氧化锆（ZrO2）有三种晶型。当由四方ZrO2冷却时转变到单斜ZrO2时，体积膨胀，且转变温度为1000℃左右。由于二氧化锆单斜型与四方型之间的可逆转变有体积效应，使陶瓷烧成时容易开裂。加入适量的CaO，MgO，Y2O3等氧化物，使得二氧化锆冷却时没有体积效应，经过处理的二氧化锆称为稳定二氧化锆。ZrO2陶瓷有很好的力学性能，同时热传导系数小，隔热效果好，而热膨胀系数又比较大，比较容易与金属部件匹配，在目前所研制的陶瓷发动机中用于汽缸内壁、活塞、缸盖板、气门座和气门导杆，其中某些部件是与金属复合而成的。

2023/7/30604.3功能陶瓷功能陶瓷和结构陶瓷的产值比约为3∶1，世界功能陶瓷的产值约70—80亿美元，按品种及产值百分率分以下几种：电容器21%磁性瓷18%压电瓷11.4%热敏电阻5.6%传感元件5.1%基片2.4%变阻器1.9%陶瓷封装15—16%主要用于以下行业：计算机、通信、电视、广播、家用电器、空间技术、自动化、汽车及医疗等。2023/7/3061

2023/7/3062近几年功能陶瓷有以下几方面发展趋向：①微电子技术推动下的微型化(薄片化)和高速度化；②在安全和环保的促进下，发展传感器和多孔瓷；③重视各种功能材料的复合技术；④开始进入智能化阶段2023/7/30634.3.1电介质陶瓷材料可按其对外电场的响应方式分为两类:一类以电荷长程迁移级即以传导的方式对外电场作出响应，这类材料称为导电材料。另一类以感应的方式对外电场作出响应，即沿电场方向产生电偶极矩或偶极矩的改变，这类材料称为电介质，这种现象称为电介质的极化。通常，绝缘体都是典型的电介质。2023/7/3064电介质陶瓷是指电阻率大于108Ω·m的陶瓷材料，能承受较强的电场而不被击穿。电介质压电体热释电体铁电体图2－1各种电介质陶瓷间的相互关系

2023/7/3065（1）电绝缘陶瓷绝缘材料在电气电路或电子电路中所起的作用主要是根据电路设计要求将导体物理隔离，以防电流在它们之间流动而破坏电路的正常运行。此外，绝缘材料还起着导体的机械支持、散热及电路环境保护等作用。体积电阻率（ρ）≥1012Ω·cm介电强度（DS）≥104kV·mm-1介电常数（ε）=2×10-4_9×10-3

损耗因子（tanδ）≤0.0012023/7/3066随着电子工业的发展，集成电路、大规模集成电路以及超大规模集成电路相继问世，这类电路需要绝缘性能、导热性能、热膨胀匹配性能、高频性能及快速响应性能等一系列性能优良的绝缘陶瓷作为电路的基片与封装材料.集成电路是一种把大量微型晶体管电路元件组装在一块基片上所构成的超小型、高密度的电路，这类电路通常要封装在集成电路的管壳之内。这种高质量的基片和管壳一般是由精密陶瓷制成的。目前应用较成熟的基片材料和管壳材料是氧化铝陶瓷。

2023/7/3067目前国内外主要采用Al2O3陶瓷作为集成电路基板材料。近年来，随着半导体元件向高性能、高密度、小型化、低成本方向发展，迫切希望导热系数大的陶瓷基板。通过研究，金刚石和立方氮化硼（BN）作为高导热材料用于半导体基片和封装等优于其他材料，但价格高，大量生产还有若干技术问题有待解决。此外SiC和BeO也是较理想的材料，SiC烧结困难，BeO在生产过程中产生毒害限制了它的发展。采用少量BeO作为助烧结剂，用热压烧结法可制成高导热系数SiC基板，其导热系数为金属铝的1.2倍。

2023/7/3068氮化铝（AlN）作为高导热材料具有巨大的潜力，可以取代BeO、SiC，甚至部分取代Al2O3.AlN陶瓷导热系数虽比SiC和BeO陶瓷略低，但比Al2O3陶瓷约高8-10倍，且体积电阻率，击穿强度、介电损耗等电气性能可与Al2O3陶瓷媲美，且介电常数较低，机械强度较高，热膨胀系数为4.410-6/℃，接近于Si，可进行多层布线，是很有发展前途的基板材料。2023/7/3069(2)电容器陶瓷

陶瓷电容器是现代电子线路中必不可少的元件，每个电视机或录像机中都含有100~200个陶瓷电容器。由于陶瓷的介电特性好，可以制成体积小、容量大的电容器。目前，电子技术向着高频方向发展。电视机超高频（UHF）的频率为300MHz，通讯卫星的频率在10000MHz以上，只有陶瓷电容器才能在10000MHz以上的频率有效地工作。

2023/7/3070电容器陶瓷材料在性能方面有下列要求：①陶瓷的介电常数应尽可能的高②稳定性好③介质损耗角正切要小④比体积电阻要求高于1010Ω·m⑤高的介电强度陶瓷电容器以其体积小、容量大、结构简单、高频特性优良、品种繁多、价格低廉、便于大批量生产而广泛应用于计算机、电器、通信设备、工业仪器仪表等领域。2023/7/3071（3）微波介质陶瓷微波介质陶瓷是指应用于微波频段（主要是300MHz~30GHz频段）电路中作为介质材料并完成一种或多种功能的陶瓷，是现代通讯中广泛使用的谐振器、滤波器、介质基片、介质导波回路等微波元器件的关键材料。物相以钛酸盐为多，组成比较复杂，例如：mBaO.n[(1-y-z)La2O3.ySm2O3.zBi2O3].pTiO2介质滤波器在通信中也是必不可少的电子器件。微波介质陶瓷制成的谐振器与金属空腔谐振器相比，具有体积小、质量轻、温度稳定性好、价格便宜等优点。已在便携式移动电话、汽车电话、无绳电话、电视卫星接受器、军事雷达及全球卫星定位系统等方面有着十分重要的应用。2023/7/30722023/7/3073（4）压电陶瓷电介质在电场的作用下，可以使它的带电粒子相对位移而发生极化。某些电介质晶体也可以通过机械力作用而发生极化，并引起表面电荷的现象称为(正)压电效应。对晶体施加电压时，晶体发生变形的现象称为逆压电效应。陶瓷是大量晶粒的聚集体，尽管单个晶粒表现出压电性，但由于各个晶粒的效应相互抵消，总体上表现不出压电性。如果在铁电陶瓷片两侧放上电极，进行极化，使内部晶粒定向排列，陶瓷便具有压电性，成为压电陶瓷。

2023/7/3074压电陶瓷种类压电陶瓷材料主要有钛酸钡、钛酸铅、锆钛酸铅（PZT）、改性PZT和其它三元体系。目前应用最多的是PZT和改性PZT。压电材料的晶体结构随温度而变化。如BaTiO3

和PbTiO3，当温度高于Tc时，晶格为立方晶系，低于Tc则转变为四方晶系，Tc称为相变温度，立方晶格为对称结构，无压电效应；转变为四方晶格时，存在压电效应，所以Tc又称为居里温度。

2023/7/3075PbTiO3立方晶相（a）和四方晶相（b）结构示意图

2023/7/3076压电陶瓷中,电畴在极化前后变化的示意图2023/7/3077压电陶瓷的应用成熟的压电产品有滤波器、蜂鸣器、点火器、压电陀螺、换能器等，主要用于电视、通信(包括无绳电话和移动电话)、水声、雷达、导航、医疗、自动化等领域2023/7/30782023/7/3079（5）热释电陶瓷热释电效应是一种自然现象，也是晶体的一种物理效应。晶体受热温度升高，由于温度的变化ΔT而导致自发极化的变化，在晶体的一定方向上产生表面电荷，这种现象称为热释电效应。

ΔPs

＝PΔT

ΔPs——自发极化的变化量；P——

热释电系数；ΔT——

温度的变化量。2023/7/3080由上述可知，晶体中存在热释电效应的前提是：首先具有自发极化，即晶体结构的某些方向的正、负电荷重心不重合；二是有温度变化，即热释电效应是反映材料在温度变化状态下的性能。2023/7/3081

热释电探测器的工作过程为：①接收辐射（红外辐射）产生温升；②由于温升而引起热释电晶片表面电荷的变化（极化变化）；③由于晶体片表面电荷变化引起晶片上、下表面电势差的变化，通过放大器使其转换成电压或电流进行测量。2023/7/3082①自动开关和报警人体热辐射传感器。由于热释电探测器在室温下工作，有很宽的响应光谱及很快的响应速度，这种探测器的理想应用场合。如：门自动开关、入侵者报警器、来客报信机、自动售货机。②火焰探测火焰探测器常用可能出现明火的场合，如石油平台、储油罐等，并已开始用于自动灭火系统。③红外测厚计若塑料对红外某一波长有吸收峰，从红外线吸收量可以监控塑料板或薄膜的厚度，测量准确度在±1μm左右2023/7/30834.3.2敏感陶瓷敏感陶瓷也称为半导体陶瓷的共同特点是：它们的导电性随环境变化而变化。利用这一特性，可制成各种不同类型的陶瓷敏感器件，如热敏(BaTiO3)、气敏(SnO2)、湿敏、压敏(ZnO)、光敏器件等。

传感器的功能是把非电信号转化为电信号。它应小巧、敏感、可靠、价格低。在陶瓷传感器中，气敏元件研究较多，因气体为家用能源，煤矿安全也需此类元件，其材料为SnO2。公共场所CO2量表示空气混浊度，可用CO2传感器控制换气开关。其他燃烧过程、植物生长、食物保鲜也涉及CO2量。汽车要控制完全燃烧，要求元件响应快(ｍｓ计)。在烹调及干衣机中，用到湿度传感器。2023/7/3084PTC热敏陶瓷的应用2023/7/30852023/7/30865、耐火材料耐火材料：耐火材料是指耐火度不低于1580℃的无机非金属材料，是砌筑高温窑炉等热工设备的结构材料，也是制造某些高温容器和部件或起特殊作用的功能性材料。5.1耐火材料的分类

酸性耐火材料：SiO2、ZrO2(1)按化学特性

中性耐火材料：Al2O3、Cr2O3碱性耐火材料：MgO、CaO2023/7/3087(2)按制品化学—矿物组成分类（九大类）①硅质：硅砖、熔融石英砖(SiO2)②硅酸铝质：半硅砖、粘土钻、高铝砖、刚玉砖SiO2，Al2O3③镁质：镁砖(MgO)、镁铝砖(MgO，Al2O3)、④白云石质：白云石砖（CaO，MgO）⑤铬质：铬砖、铬镁砖（Cr2O3，MgO）⑥碳质：碳砖、石墨粘土砖⑦碳化硅质：SiC⑧锆质：锆英石(ZrO2，SiO2)锆刚玉砖⑨特种耐火材料：纯氧化物、碳化物、氮化物、硼化物等2023/7/3088(3)按耐火度分类①普通耐火材料（1580~1770℃），②高级耐火材料（1770~2000℃），③特级耐火材料（≥2000℃）。耐火度：耐火度是耐火材料在无荷重时抵抗高温作用而不熔化的性能。2023/7/3089耐火材料生产工艺简图耐火骨料和粉料外加剂熔铸成型制品不定形耐火材料压制成型均匀混合物不烧砖烧成烧成砖2023/7/3090耐火材料的性能指标耐火度材料在高温下不熔化的性质。定义？荷重软化温度指耐火材料在温度和荷重的作用下抵抗变形的能力。高温体积稳定性在高温下外形体积及线度保持稳定的能力。抗热震性抗渣性在高温下，温度急剧变化不破坏的能力。抵抗熔渣或熔融液侵蚀的能力。耐真空性在真空和高温下服役的能力。2023/7/3091作业名词解释：无机非金属材料，结构陶瓷，功能陶瓷。陶瓷材料的显微结构。陶瓷材料的性能。传统陶瓷与特种陶瓷的区别。压电陶瓷的机理及其应用。2023/7/3092MagneticResonanceImaging磁共振成像发生事件作者或公司磁共振发展史1946发现磁共振现象BlochPurcell1971发现肿瘤的T1、T2时间长Damadian1973做出两个充水试管MR图像Lauterbur1974活鼠的MR图像Lauterbur等1976人体胸部的MR图像Damadian1977初期的全身MR图像

Mallard1980磁共振装置商品化1989

0.15T永磁商用磁共振设备中国安科

2003诺贝尔奖金LauterburMansfierd时间MR成像基本原理实现人体磁共振成像的条件:人体内氢原子核是人体内最多的物质。最易受外加磁场的影响而发生磁共振现象(没有核辐射)有一个稳定的静磁场（磁体）梯度场和射频场：前者用于空间编码和选层，后者施加特定频率的射频脉冲，使之形成磁共振现象信号接收装置：各种线圈计算机系统：完成信号采集、传输、图像重建、后处理等

人体内的H核子可看作是自旋状态下的小星球。自然状态下，H核进动杂乱无章，磁性相互抵消zMyx进入静磁场后，H核磁矩发生规律性排列（正负方向），正负方向的磁矢量相互抵消后，少数正向排列（低能态）的H核合成总磁化矢量M，即为MR信号基础ZZYYXB0XMZMXYA:施加90度RF脉冲前的磁化矢量MzB:施加90度RF脉冲后的磁化矢量Mxy.并以Larmor频率横向施进C:90度脉冲对磁化矢量的作用。即M以螺旋运动的形式倾倒到横向平面ABC在这一过程中，产生能量

三、弛豫（Relaxation）回复“自由”的过程

1.

纵向弛豫（T1弛豫）：

M0（MZ）的恢复，“量变”高能态1H→低能态1H自旋—晶格弛豫、热弛豫

吸收RF光子能量（共振）低能态1H高能态1H

放出能量（光子，MRS）T1弛豫时间：

MZ恢复到M0的2/3所需的时间

T1愈小、M0恢复愈快T2弛豫时间：MXY丧失2/3所需的时间；T2愈大、同相位时间长MXY持续时间愈长MXY与ST1加权成像、T2加权成像

所谓的加权就是“突出”的意思

T1加权成像（T1WI）----突出组织T1弛豫（纵向弛豫）差别

T2加权成像（T2WI）----突出组织T2弛豫（横向弛豫）差别。

磁共振诊断基于此两种标准图像磁共振常规h检查必扫这两种标准图像.T1的长度在数百至数千毫秒（ms）范围T2值的长度在数十至数千毫秒（ms）范围

在同一个驰豫过程中,T2比T1短得多

如何观看MR图像：首先我们要分清图像上的各种标示。分清扫描序列、扫描部位、扫描层面。正常或异常的所在部位---即在同一层面观察、分析T1、T2加权像上信号改变。绝大部分病变T1WI是低信号、T2WI是高信号改变。只要熟悉扫描部位正常组织结构的信号表现，通常病变与正常组织不会混淆。一般的规律是T1WI看解剖,T2WI看病变。磁共振成像技术－－图像空间分辨力，对比分辨力一、如何确定MRI的来源（一）层面的选择1.MXY产生（1H共振）条件

RF=ω=γB02.梯度磁场Z（GZ）

GZ→B0→ω

不同频率的RF

特定层面1H激励、共振

3.层厚的影响因素

RF的带宽↓

GZ的强度↑层厚↓〈二〉体素信号的确定1、频率编码2、相位编码

M0↑--GZ、RF→相应层面MXY----------GY→沿Y方向1H有不同ω

各1H同相位MXY旋进速度不同同频率一定时间后→→GX→沿X方向1H有不同ω沿Y方向不同1H的MXYMXY旋进频率不同位置不同（相位不同）〈三〉空间定位及傅立叶转换

GZ----某一层面产生MXYGX----MXY旋进频率不同

GY----MXY旋进相位不同（不影响MXY大小）

↓某一层面不同的体素，有不同频率、相位

MRS（FID）第三节、磁共振检查技术检查技术产生图像的序列名产生图像的脉冲序列技术名TRA、COR、SAGT1WT2WSETR、TE…….梯度回波FFE快速自旋回波FSE压脂压水MRA短TR短TE－－T1W长TR长TE－－T2W增强MR最常用的技术是：多层、多回波的SE（spinecho，自旋回波）技术磁共振扫描时间参数：TR、TE磁共振扫描还有许多其他参数：层厚、层距、层数、矩阵等序列常规序列自旋回波（SE）,快速自旋回波（FSE）梯度回波（FE）反转恢复（IR），脂肪抑制（STIR）、水抑制（FLAIR）高级序列水成像（MRCP,MRU,MRM）血管造影（MRA,TOF2D/3D）三维成像（SPGR）弥散成像（DWI）关节运动分析是一种成像技术而非扫描序列自旋回波（SE）必扫序列图像清晰显示解剖结构目前只用于T1加权像快速自旋回波（FSE）必扫序列成像速度快多用于T2加权像梯度回波（GE）成像速度快对出血敏感T2加权像水抑制反转恢复（IR）水抑制（FLAIR）抑制自由水梗塞灶显示清晰判断病灶成份脂肪抑制反转恢复（IR）脂肪抑制（STIR）抑制脂肪信号判断病灶成分其它组织显示更清晰血管造影（MRA）无需造影剂TOF法PC法MIP投影动静脉分开显示水成像（MRCP，MRU，MRM）含水管道系统成像胆道MRCP泌尿路MRU椎管MRM主要用于诊断梗阻扩张超高空间分辨率扫描任意方位重建窄间距重建技术大大提高对小器官、小病灶的诊断能力三维梯度回波（SPGR） 早期诊断脑梗塞

弥散成像MRI的设备一、信号的产生、探测接受1.磁体（Magnet）:静磁场B0（Tesla,T）→组织净磁矩M0

永磁型（permanentmagnet）常导型（resistivemagnet）超导型（superconductingmagnet）磁体屏蔽（magnetshielding）2.梯度线圈（gradientcoil）:

形成X、Y、Z轴的磁场梯度功率、切换率3.射频系统（radio-frequencesystem，RF）

MR信号接收二、信号的处理和图象显示数模转换、计算机，等等；MRI技术的优势1、软组织分辨力强（判断组织特性）2、多方位成像3、流空效应（显示血管）4、无骨骼伪影5、无电离辐射，无碘过敏6、不断有新的成像技术MRI技术的禁忌证和限度1.禁忌证

体内弹片、金属异物各种金属置入：固定假牙、起搏器、血管夹、人造关节、支架等危重病人的生命监护系统、维持系统不能合作病人，早期妊娠，高热及散热障碍2.其他钙化显示相对较差空间分辨较差（体部，较同等CT）费用昂贵多数MR机检查时间较长1.病人必须去除一切金属物品，最好更衣，以免金属物被吸入磁体而影响磁场均匀度，甚或伤及病人。2.扫描过程中病人身体（皮肤）不要直接触碰磁体内壁及各种导线，防止病人灼伤。3.纹身（纹眉）、化妆品、染发等应事先去掉，因其可能会引起灼伤。4.病人应带耳塞，以防听力损伤。扫描注意事项颅脑MRI适应症颅内良恶性占位病变脑血管性疾病梗死、出血、动脉瘤、动静脉畸形（AVM）等颅脑外伤性疾病脑挫裂伤、外伤性颅内血肿等感染性疾病脑脓肿、化脓性脑膜炎、病毒性脑炎、结核等脱髓鞘性或变性类疾病多发性硬化（MS）等先天性畸形胼胝体发育不良、小脑扁桃体下疝畸形等脊柱和脊髓MRI适应证1.肿瘤性病变椎管类肿瘤（髓内、髓外硬膜内、硬膜外），椎骨肿瘤（转移性、原发性）2.炎症性疾病脊椎结核、骨髓炎、椎间盘感染、硬膜外脓肿、蛛网膜炎、脊髓炎等3.外伤骨折、脱位、椎间盘突出、椎管内血肿、脊髓损伤等4.脊柱退行性变和椎管狭窄症椎间盘变性、膨隆、突出、游离，各种原因椎管狭窄，术后改变，5.脊髓血管畸形和血管瘤6.脊髓脱髓鞘疾病（如MS），脊髓萎缩7.先天性畸形胸部MRI适应证呼吸系统对纵隔及肺门区病变显示良好，对肺部结构显示不如CT。胸廓入口病变及其上下比邻关系纵隔肿瘤和囊肿及其与大血管的关系其他较CT无明显优越性心脏及大血管大血管病变各类动脉瘤、腔静脉血栓等心脏及心包肿瘤，心包其他病变其他（如先心、各种心肌病等）较超声心动图无优势，应用不广腹部MRI适应证主要用于部分实质性器官的肿瘤性病变肝肿瘤性病变，提供鉴别信息胰腺肿瘤，有利小胰癌、胰岛细胞癌显示宫颈、宫体良恶性肿瘤及分期等，先天畸形肿瘤的定位（脏器上下缘附近）、分期胆道、尿路梗阻和肿瘤，MRCP，MRU直肠肿瘤骨与关节MRI适应证X线及CT的后续检查手段－－钙质显示差和空间分辨力部分情况可作首选：1.累及骨髓改变的骨病（早期骨缺血性坏死，早期骨髓炎、骨髓肿瘤或侵犯骨髓的肿瘤）2.结构复杂关节的损伤（膝、髋关节）3.形状复杂部位的检查（脊柱、骨盆等）软件登录界面软件扫描界面图像浏览界面胶片打印界面报告界面报告界面2合理应用抗菌药物预防手术部位感染概述外科手术部位感染的2/3发生在切口医疗费用的增加病人满意度下降导致感染、止血和疼痛一直是外科的三大挑战，止血和疼痛目前已较好解决感染仍是外科医生面临的重大问题，处理不当，将产生严重后果外科手术部位感染占院内感染的14%～16%，仅次于呼吸道感染和泌尿道感染，居院内感染第3位严重手术部位的感染——病人的灾难，医生的梦魇

预防手术部位感染（surgicalsiteinfection,SSI)

手术部位感染的40%–60%可以预防围手术期使用抗菌药物的目的外科医生的困惑★围手术期应用抗生素是预防什么感染？★哪些情况需要抗生素预防？★怎样选择抗生素？★什么时候开始用药？★抗生素要用多长时间？定义：指发生在切口或手术深部器官或腔隙的感染分类：切口浅部感染切口深部感染器官／腔隙感染一、SSI定义和分类二、SSI诊断标准——切口浅部感染

指术后30天内发生、仅累及皮肤及皮下组织的感染，并至少具备下述情况之一者：

1．切口浅层有脓性分泌物

2．切口浅层分泌物培养出细菌

3．具有下列症状体征之一：红热，肿胀，疼痛或压痛，因而医师将切口开放者（如培养阴性则不算感染）

4．由外科医师诊断为切口浅部SSI

注意：缝线脓点及戳孔周围感染不列为手术部位感染二、SSI诊断标准——切口深部感染

指术后30天内（如有人工植入物则为术后1年内）发生、累及切口深部筋膜及肌层的感染，并至少具备下述情况之一者：

1.切口深部流出脓液

2.切口深部自行裂开或由医师主动打开，且具备下列症状体征之一：①体温＞38℃；②局部疼痛或压痛

3.临床或经手术或病理组织学或影像学诊断，发现切口深部有脓肿

4.外科医师诊断为切口深部感染

注意：感染同时累及切口浅部及深部者，应列为深部感染

二、SSI诊断标准—器官／腔隙感染

指术后30天内（如有人工植入物★则术后1年内）、发生在手术曾涉及部位的器官或腔隙的感染，通过手术打开或其他手术处理，并至少具备以下情况之一者：

1.放置于器官/腔隙的引流管有脓性引流物

2.器官/腔隙的液体或组织培养有致病菌

3.经手术或病理组织学或影像学诊断器官/腔隙有脓肿

4.外科医师诊断为器官/腔隙感染

★人工植入物：指人工心脏瓣膜、人工血管、人工关节等二、SSI诊断标准—器官／腔隙感染

不同种类手术部位的器官/腔隙感染有：

腹部：腹腔内感染（腹膜炎，腹腔脓肿）生殖道：子宫内膜炎、盆腔炎、盆腔脓肿血管：静脉或动脉感染三、SSI的发生率美国1986年～1996年593344例手术中，发生SSI15523次，占2.62%英国1997年～2001年152所医院报告在74734例手术中，发生SSI3151例，占4.22%中国？SSI占院内感染的14～16%，仅次于呼吸道感染和泌尿道感染三、SSI的发生率SSI与部位：非腹部手术为2%～5%腹部手术可高达20%SSI与病人：入住ICU的机会增加60%再次入院的机会是未感染者的5倍SSI与切口类型：清洁伤口 1%～2%清洁有植入物 ＜5%可染伤口＜10%手术类别手术数SSI数感染率(%)小肠手术6466610.2大肠手术7116919.7子宫切除术71271722.4肝、胆管、胰手术1201512.5胆囊切除术8222.4不同种类手术的SSI发生率：三、SSI的发生率手术类别SSI数SSI类别（%）切口浅部切口深部器官/腔隙小肠手术6652.335.412.3大肠手术69158.426.315.3子宫切除术17278.813.57.6骨折开放复位12379.712.28.1不同种类手术的SSI类别：三、SSI的发生率延迟愈合疝内脏膨出脓肿，瘘形成。需要进一步处理这里感染将导致:延迟愈合疝内脏膨出脓肿、瘘形成需进一步处理四、SSI的后果四、SSI的后果在一些重大手术，器官/腔隙感染可占到1/3。SSI病人死亡的77%与感染有关，其中90%是器官/腔隙严重感染

——InfectControlandHospEpidemiol,1999,20(40:247-280SSI的死亡率是未感染者的2倍五、导致SSI的危险因素（1）病人因素：高龄、营养不良、糖尿病、肥胖、吸烟、其他部位有感染灶、已有细菌定植、免疫低下、低氧血症五、导致SSI的危险因素（2）术前因素：术前住院时间过长用剃刀剃毛、剃毛过早手术野卫生状况差（术前未很好沐浴）对有指征者未用抗生素预防五、导致SSI的危险因素（3）手术因素：手术时间长、术中发生明显污染置入人工材料、组织创伤大止血不彻底、局部积血积液存在死腔和/或失活组织留置引流术中低血压、大量输血刷手不彻底、消毒液使用不当器械敷料灭菌不彻底等手术特定时间是指在大量同种手术中处于第75百分位的手术持续时间其因手术种类不同而存在差异超过T越多，SSI机会越大五、导致SSI的危险因素（4）SSI危险指数（美国国家医院感染监测系统制定）：病人术前已有≥3种危险因素污染或污秽的手术切口手术持续时间超过该类手术的特定时间（T）

（或一般手术＞2h)六、预防SSI干预方法根据指南使用预防性抗菌药物正确脱毛方法缩短术前住院时间维持手术患者的正常体温血糖控制氧疗抗菌素的预防/治疗预防

在污染细菌接触宿主手术部位前给药治疗

在污染细菌接触宿主手术部位后给药

防患于未然六、预防SSI干预方法

——抗菌药物的应用162预防和治疗性抗菌素使用目的：清洁手术：防止可能的外源污染可染手术：减少粘膜定植细菌的数量污染手术：清除已经污染宿主的细菌六、预防SSI干预方法

——抗菌药物的应用163需植入假体，心脏手术、神外手术、血管外科手术等六、预防SSI干预方法

——抗菌药物的应用预防性抗菌素使用指征：可染伤口(Clean-contaminatedwound)污染伤口（Contaminatedwound）清洁伤口（Cleanwound）但存在感染风险六、预防SSI干预方法

——抗菌药物的应用外科预防性抗生素的应用：预防性抗生素对哪些病人有用?什么时候开始用药?抗生素种类选择?使用单次还是多次?采用怎样的给药途径？六、预防SSI干预方法

——抗菌药物的应用预防性抗菌素显示有效的手术有：妇产科手术胃肠道手术(包括阑尾炎)口咽部手术腹部和肢体血管手术心脏手术骨科假体植入术开颅手术某些“清洁”手术六、预防SSI干预方法

——抗菌药物的应用外科预防性抗生素的应用：预防性抗生素对哪些病人有用?什么时候开始用药?抗生素种类选择?使用单次还是多次?采用怎样的给药途径？六、预防SSI干预方法

——抗菌药物的应用

理想的给药时间？目前还没有明确的证据表明最佳的给药时机研究显示：切皮前45～75min给药，SSI发生率最低，且不建议在切皮前30min内给药影响给药时间的因素:所选药物的代谢动力学特性手术中污染发生的可能时间病人的循环动力学状态止血带的使用剖宫产细菌在手术伤口接种后的生长动力学

手术过程

012345671hr2hrs6hrs1day3-5days细菌数logCFU/ml六、预防SSI干预方法

——抗菌药物的应用169术后给药，细菌在手术伤口接种的生长动力学无改变

手术过程抗生素血肿血浆六、预防SSI干预方法

——抗菌药物的应用Antibioticsinclot

手术过程

血浆中抗生素予以抗生素血块中抗生素血浆术前给药，可以有效抑制细菌在手术伤口的生长六、预防SSI干预方法

——抗菌药物的应用171ClassenDC,etal..NEnglJMed1992;326:281切开前时间切开后时间予以抗生素切开六、预防SSI干预方法

——抗菌药物的应用不同给药时间，手术伤口的感染率不同NEJM1992;326:281-6投药时间感染数（%）相对危险度(95%CI)早期（切皮前2-24h）36914(3.8%)6.7(2.9-14.7)4.3手术前（切皮前45-75min)170810(0.9%)1.0围手术期（切皮后3h内）2824(1.4%)2.4(0.9-7.9) 2.1手术后（切皮3h以上）48816(3.3%)5.8(2.6-12.3)

5.8全部284744(1.5%)似然比病人数六、预防SSI干预方法

——抗菌药物的应用结论：抗生素在切皮前45-75min或麻醉诱导开始时给药，预防SSI效果好173六、预防SSI干预方法

——抗菌药物的应用切口切开后，局部抗生素分布将受阻必须在切口切开前给药！！！抗菌素应在切皮前45～75min给药六、预防SSI干预方法

——抗菌药物的应用外科预防性抗生素的应用：预防性抗生素对哪些病人有用?什么时候开始用药?抗生素种类选择?使用单次还是多次?采用怎样的给药途径？有效安全杀菌剂半衰期长相对窄谱廉价六、预防SSI干预方法

——抗菌药物的应用抗生素的选择原则：各类手术最易引起SSI的病原菌及预防用药选择六、预防SSI干预方法

——抗菌药物的应用

手术最可能的病原菌预防用药选择胆道手术革兰阴性杆菌，厌氧菌头孢呋辛或头孢哌酮或

(如脆弱类杆菌）头孢曲松阑尾手术革兰阴性杆菌，厌氧菌头孢呋辛或头孢噻肟；

(如脆弱类杆菌）＋甲硝唑结、直肠手术革兰阴性杆菌，厌氧菌头孢呋辛或头孢曲松或

(如脆弱类杆菌）头孢噻肟；＋甲硝唑泌尿外科手术革兰阴性杆菌头孢呋辛；环丙沙星妇产科手术革兰阴性杆菌，肠球菌头孢呋辛或头孢曲松或

B族链球菌，厌氧菌头孢噻肟；+甲硝唑莫西沙星（可单药应用）注:各种手术切口感染都可能由葡萄球菌引起六、预防SSI干预方法

——抗菌药物的应用外科预防性抗生素的应用：预防性抗生素对哪些病人有用?什么时候开始用药?抗生素种类选择?使用单次还是多次?采用怎样的给药途径？六、预防SSI干预方法

——抗菌药物的应用单次给药还是多次给药？没有证据显示多次给药比单次给药好伤口关闭后给药没有益处多数指南建议24小时内停药没有必要维持抗菌素治疗直到撤除尿管和引流管手术时间延长或术中出血量较大时可重复给药细菌污染定植感染一次性用药用药24h用药4872h数小时从十数小时到数十小时六、预防SSI干预方法

——抗菌药物的应用用药时机不同，用药期限也应不同短时间预防性应用抗生素的优点：六、预防SSI干预方法

——抗菌药物的应用减少毒副作用不易产生耐药菌株不易引起微生态紊乱减轻病人负担可以选用单价较高但效果较好的抗生素减少护理工作量药品消耗增加抗菌素相关并发症增加耐药抗菌素种类增加易引起脆弱芽孢杆菌肠炎MRSA（耐甲氧西林金黄色葡萄球菌）定植六、预防SSI干预方法

——抗菌药物的应用延长抗菌素使用的缺点：六、预防SSI干预方法

——抗菌药物的应用外科预防性抗生素的应用：预防性抗生素对哪些病人有用?什么时候开始用药?抗生素种类选择?使用单次还是多次?采用怎样的给药途径？正确的给药方法：六、预防SSI干预方法

——抗菌药物的应用应静脉给药，2030min滴完肌注、口服存在吸收上的个体差异，不能保证血液和组织的药物浓度，不宜采用常用的-内酰胺类抗生素半衰期为12h，若手术超过３４h，应给第２个剂量，必要时还可用第３次可能有损伤肠管的手术，术前用抗菌药物准备肠道局部抗生素冲洗创腔或伤口无确切预防效果，不予提倡不应将日常全身性应用的抗生素应用于伤口局部（诱发高耐药）必要时可用新霉素、杆菌肽等抗生素缓释系统（PMMA—青大霉素骨水泥或胶原海绵)局部应用可能有一定益处六、预防SSI干预方法

——抗菌药物的应用不提倡局部预防应用抗生素：时机不当时间太长选药不当，缺乏针对性六、预防SSI干预方法

——抗菌药物的应用预防用药易犯的错误：在开刀前45-75min之内投药按最新临床指南选药术后24小时内停药择期手术后一般无须继续使用抗生素大量对比研究证明，手术后继续用药数次或数天并不能降低手术后感染率若病人有明显感染高危因素或使用人工植入物，可再用1次或数次小结预防SSI干预方法

——正确的脱毛方法用脱毛剂、术前即刻备皮可有效减少SSI的发生手术部位脱毛方法与切口感染率的关系：备皮方法 剃毛备皮 5.6%

脱毛0.6%备皮时间 术前24小时前 ＞20%

术前24小时内 7.1%

术前即刻 3.1%方法/时间 术前即刻剪毛 1.8%

前1晚剪/剃毛 4.0%THANKYOUMagneticResonanceImagingPART01磁共振成像发生事件作者或公司磁共振发展史1946发现磁共振现象BlochPurcell1971发现肿瘤的T1、T2时间长Damadian1973做出两个充水试管MR图像Lauterbur1974活鼠的MR图像Lauterbur等1976人体胸部的MR图像Damadian1977初期的全身MR图像

Mallard1980磁共振装置商品化1989

0.15T永磁商用磁共振设备中国安科

2003诺贝尔奖金LauterburMansfierd时间PART02MR成像基本原理实现人体磁共振成像的条件:人体内氢原子核是人体内最多的物质。最易受外加磁场的影响而发生磁共振现象(没有核辐射)有一个稳定的静磁场（磁体）梯度场和射频场：前者用于空间编码和选层，后者施加特定频率的射频脉冲，使之形成磁共振现象信号接收装置：各种线圈计算机系统：完成信号采集、传输、图像重建、后处理等

人体内的H核子可看作是自旋状态下的小星球。自然状态下，H核进动杂乱无章，磁性相互抵消zMyx进入静磁场后，H核磁矩发生规律性排列（正负方向），正负方向的磁矢量相互抵消后，少数正向排列（低能态）的H核合成总磁化矢量M，即为MR信号基础ZZYYXB0XMZMXYA:施加90度RF脉冲前的磁化矢量MzB:施加90度R