《耐高温陶瓷材料》PPT课件.ppt

耐高温陶瓷 材料 小组成员：范刚强、何天琦 、 普晓东、邓雅璐、邓刚 耐高温陶瓷材料的耐高温陶瓷材料的现现状状 近年来，由于冶炼及其他热工设备对耐高温陶瓷材料 制品提出的要求越来越高，航空航天工业的飞速发展也刺 激了耐高温陶瓷的发展，因此其质量不断提高，品种不断 改善。现在单一组分的耐高温陶瓷材料，如氧化铝、碳化 硅和氮化硅等，已经无法满足高温操作的要求，各类具有 优越性能的新型复合耐高温陶瓷材料成为了人们关注的热 点。 新型复合耐高温陶瓷材料 单一组分的耐高温陶瓷材料因其成分的单一，在性质上 存在着明显的不足，如刚玉材料，烧结温度高，烧结体的热 膨胀系数大，抗热震性差，碳化硅陶瓷材料的抗氧化性较差 等。而且耐高温陶瓷材料在使用中，加工困难，抗热震性差， 不易进行粘结等缺点，也促使了耐高温陶瓷材料复合化的发 展。 新型 复合 耐高 温材 料 优质耐高温陶瓷材料（Sialon ） 耐高温陶瓷涂层材 料 碳化物复合陶瓷耐高温材料 优质 耐高温陶瓷材料（Sialon ） sialon是Si、Al、O、N四种元素的合成词，作为一种陶瓷，它实际 上是Si3N4中Si、N原子被Al和O原子置换所形成的一大类固溶体的总称 。 sialon陶瓷的主要类别 有-sialon、-sialon、O-sialon三种，尤以前 两种最为常见。 Sialon 其晶体结构和Si3N4 相似，但比Si3N4 容易烧结 。Sialon 分为 型、型、O 型、X 型和AlN 型。 优质 耐高温陶瓷材料（Sialon ） -Sialon 的特点是硬度高，耐磨性、抗氧化性和耐高温 性好，缺点是强度不及 -Sialon；而 -Sialon 的抗热震性优 于 -Si3N4，且与熔融金属的相容性好，不易腐蚀；O - Sialon的抗氧化性是在各种Sialon材料中最佳的，但得到单 相的O-Sialon 非常困难，不加烧结助剂很难制备致密的O - Sialon；对X-Sialon 的报道较少，在弱氧化气氛中X-Sialon 是最稳定的，而在中性和弱还原气氛中不稳定，X-Sialon 能 降低制品的机械性能，且能减少热膨胀系数和提高氧化性。 Sialon 材料在常温和高温时强度高，化学稳定性好，耐磨性 和热稳定性良好，且密度较低，被广泛运用在石油、冶金等 领域。 Sialon复合相材料 因Sialon又可作为碳化硅、刚玉等耐高温材料的结合 剂，所以在其基础上发展了Sialon复合相耐高温材料。 Sialon结合SiC 材料常用于高炉中最易损毁的炉件部位， 效果优于黏土砖和高铝砖。Sialon结合刚玉耐高温材料改 善了纯刚玉材料抗侵蚀性、耐氧化性和热稳定性差的情 况。Sialon/Si3N4 结合SiC 和Sialon 结合刚玉耐高温材料 对提高高炉内衬材料的寿命做出了贡献，但Sialon/Si3N4 结合SiC耐高温材料的抗碱侵蚀能力差，而Sialon结合刚 玉耐高温材料高温强度和抗热震性较差。 耐高温陶瓷涂层材料 耐高温陶瓷涂层层材料种类类繁多，最为为常见见的是金属表面 的耐高温陶瓷涂层层材料，无机非金属表面的耐高温陶瓷涂层层 材料和陶瓷塑料。金属材料因其优优越的性质质被广泛运用，但 其耐腐蚀蚀、抗氧化和耐高温等性质质均不理想，因此必须对须对 其 进进行涂层层保护护，而作为为涂层层使用的材料首选选化学稳稳定性好的 耐高温陶瓷材料。 耐高温陶瓷涂层层材料具有特殊的物理化学性质质，制备备工 艺简单艺简单 ，能够满够满 足大多数高温工作场场合的使用需要，受到了 科研工作者们们的关注。但其涂层层和基体的附着力较较差等问题问题 也在一定程度上制约约了其应应用。 碳化物复合陶瓷耐高温材料 SiC 和TiC 等碳化物是非常优越的陶瓷耐高温材料，由于 其性能的优越性，常和其他陶瓷耐高温材料复合，优化其他陶 瓷耐高温材料的断裂韧性、抗热震性和抗蠕变性等。 在研究原位内生金属间化合物增强铁基、镍铁基复合材 料为粘结相的新型TiC 基金属陶瓷的热腐蚀行为时发现 ，以 Ni-Fe-Cr-Si 为粘结相的新型TiC 基金属陶瓷的耐高温熔盐热 腐蚀性能明显优于以N i -Fe-Mo 为粘结相的TiC 基金属陶瓷 ，且在850熔盐介质中，表面形成致密氧化物膜，是这类新 型的金属陶瓷具有良好的耐高温熔盐热腐蚀性能。 结语结语 石油、化工、冶金、航空和航天等工业业的飞飞速发发展 对对耐高温材料的性质质提出了更高的要求，而传统传统 的具有 耐高温材料，耐高温陶瓷由于其抗热热震性较较差、断裂韧韧 性较较低等问题问题 已经经无法满满足高温作业业的需要，因此发发展 新型的耐高温材料成为为了必然。近年来，材料工作者们们 发现发现 复合材料能够够很好地融合多种材料的优优点，而开发发 出了多种复合相的