陶瓷材料基礎(chǔ)課件VIP

1、陶瓷材料基礎(chǔ)課件普通陶瓷(傳統(tǒng)陶瓷)特種陶瓷(新型陶瓷、技術(shù)陶瓷、精細(xì)陶瓷）以天然硅酸鹽(黏土、石英、長石)為原料, 高溫?zé)Y(jié)而成。以非硅酸鹽類化工原料或人工合成原料，如氧化物（氧化鋁、氧化鋯、氧化鈦等）和非氧化物（氮化硅、碳化硼等）制造。陶瓷材料基礎(chǔ)陶瓷材料基礎(chǔ)陶瓷材料基礎(chǔ)課件陶瓷材料基礎(chǔ)課件陶瓷材料基礎(chǔ)課件陶瓷材料基礎(chǔ)課件陶瓷材料基礎(chǔ)課件陶瓷材料基礎(chǔ)課件陶瓷材料基礎(chǔ)課件陶瓷材料基礎(chǔ)課件陶瓷材料基礎(chǔ)課件第一節(jié) 陶瓷材料的結(jié)構(gòu)顯微結(jié)構(gòu)顯微結(jié)構(gòu): 由晶相、氣相、玻璃相構(gòu)成。unfired samplefired sample陶瓷材料基礎(chǔ)課件largely unmolten phases(Flin

2、t SiO2)melting and liquid phasesinteringnew phases crystallising in frozen melt陶瓷材料基礎(chǔ)課件一、晶相 主要組成相，對其物理、化學(xué)、機(jī)械性能起決定作用。晶相的結(jié)合鍵 主要是離子鍵和共價(jià)鍵, 大多為混合鍵。 以離子鍵為主的: Al2O3、 MgO、ZrO2。 以共價(jià)鍵為主的: SiC、 BN。 鍵的性質(zhì)決定了陶瓷具有高熔點(diǎn)、高化學(xué)穩(wěn)定性、高絕緣性、高脆性。陶瓷材料基礎(chǔ)課件陶瓷材料基礎(chǔ)課件2. 晶相的晶體結(jié)構(gòu)晶相的晶體結(jié)構(gòu) 主要是氧化物結(jié)構(gòu)和硅酸鹽結(jié)構(gòu)。氧化物結(jié)構(gòu)氧化物結(jié)構(gòu): 氧離子構(gòu)成晶格主體，金屬離子存在于間隙中。

3、 面心立方晶格 密排六方晶格八面體間隙和四面體間隙陶瓷材料基礎(chǔ)課件(2)硅酸鹽結(jié)構(gòu)硅酸鹽結(jié)構(gòu): 陶瓷的主要原料。長石: Na2OAl2O3 6SiO2高嶺土: Al2O3 2SiO2 H2O 硅氧四面體(SiO4)_陶瓷材料基礎(chǔ)課件硅酸鹽的硅酸鹽的5種晶體結(jié)構(gòu)種晶體結(jié)構(gòu):島狀結(jié)構(gòu): 孤立存在，金屬離子連接。鋯 石英(ZrSiO4)，電學(xué)性能好。石英陶瓷材料基礎(chǔ)課件b.組群狀結(jié)構(gòu)組群狀結(jié)構(gòu): 鎂方柱石(Ca2MgSi2O7)陶瓷材料基礎(chǔ)課件C. 鏈狀結(jié)構(gòu)鏈狀結(jié)構(gòu): 頑火輝石(Mg2Si2O6)(單鏈) 透閃石(Ca2Mg5Si4O11(OH)(雙鏈)具有某些高分子的特性。陶瓷材料基礎(chǔ)課件D.層狀

4、結(jié)構(gòu)層狀結(jié)構(gòu): 滑石(Mg2Si4O10(OH) 2) 白云母(KAl2 AlSi3O10(OH) 2)硬度低，可塑性好。 層之間以金屬離子連接。陶瓷材料基礎(chǔ)課件E. 架狀結(jié)構(gòu)架狀結(jié)構(gòu): 石英、鉀長石(K Si3AlO3) 膨脹率小。陶瓷材料基礎(chǔ)課件石英陶瓷材料基礎(chǔ)課件3.同素異構(gòu)轉(zhuǎn)變同素異構(gòu)轉(zhuǎn)變 871 1477 1713石英磷石英方石英熔融石英 16% 4.7%573 120 220 0.82% 0.2% 2.8% 石英 磷石英 方石英陶瓷材料基礎(chǔ)課件4. 實(shí)際陶瓷晶體缺陷實(shí)際陶瓷晶體缺陷點(diǎn)缺陷、線缺陷、面缺陷。缺陷的作用: a. 加速燒結(jié)擴(kuò)散的過程; 陶瓷材料基礎(chǔ)課件b. 空位影響電學(xué)性

5、能; c. 位錯(cuò)影響光學(xué)、力學(xué)、電學(xué)性能。 陶瓷位錯(cuò)不易運(yùn)動(dòng)，因而受力變形小，脆性高。 離子晶體可有微量塑性變形，共價(jià)晶體位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)將使材料斷裂。 晶粒愈細(xì)，強(qiáng)度愈高。陶瓷材料基礎(chǔ)課件二、玻璃相二、玻璃相來源: 原料中的某些晶體物質(zhì)被燒熔化所致。結(jié)構(gòu): 近程有序，遠(yuǎn)程無序。作用: 粘接，降低燒結(jié)溫度，抑制晶粒長大，填充空氣，增加透光性。陶瓷材料基礎(chǔ)課件陶瓷材料基礎(chǔ)課件陶瓷材料基礎(chǔ)課件陶瓷材料基礎(chǔ)課件三、氣相三、氣相定義: 陶瓷中的氣孔。來源: 燒結(jié)過程中產(chǎn)生的。作用: 對性能有顯著影響，降低強(qiáng)度，影響透明性。陶瓷材料基礎(chǔ)課件 第二節(jié)第二節(jié) 陶瓷材料性能陶瓷材料性能一、機(jī)械性能一、機(jī)械性能1. 高

6、硬度高硬度陶瓷材料基礎(chǔ)課件陶瓷材料基礎(chǔ)課件陶瓷材料基礎(chǔ)課件陶瓷材料基礎(chǔ)課件2. 高彈性模量高彈性模量陶瓷材料基礎(chǔ)課件陶瓷材料基礎(chǔ)課件3.低抗拉強(qiáng)度和高抗壓強(qiáng)度低抗拉強(qiáng)度和高抗壓強(qiáng)度4. 高溫強(qiáng)度和低抗熱震性高溫強(qiáng)度和低抗熱震性陶瓷材料基礎(chǔ)課件二、物理性能和化學(xué)性能二、物理性能和化學(xué)性能熱性能熱性能熔點(diǎn)高高溫強(qiáng)度和高溫蠕變抗力。熱膨脹率小，熱導(dǎo)率低，熱容量小。陶瓷材料基礎(chǔ)課件2. 電性能電性能 絕緣性能好。壓電陶瓷: 超聲換能器、水聲換能器、電聲換能器、陶瓷濾波器、陶瓷變壓器、陶瓷鑒頻器、高壓發(fā)生器、紅外探測器、聲表面波器件、電光器件、引燃引爆裝置和壓電陀螺等。3. 磁性能4. 光學(xué)性能5. 化學(xué)性能陶瓷材料基礎(chǔ)課件三、生物學(xué)