《陶瓷材料增韧》PPT课件.ppt

第二节陶瓷材料的制备和增韧,一、块状陶瓷材料的生产 原料制备、坯料成型、烧结 二、陶瓷薄膜的制作方法 （一）1化学方法：化学氧化法、溶胶-凝胶法 2电化学方法：阳极氧化法、电泳沉积 法、电镀法 （二）气相法 （三）固相法,二、陶瓷材料的赠韧,1. 陶瓷的增韧机理 陶瓷的增韧机理虽然很多，大致可分为5种： 1）微裂纹增韧：残余应变场与裂纹在分散相周围发生反应，使主裂纹尖端产生微裂纹。 2）相变增韧：由分散相的相变产生应力场来阻止裂纹的扩展。 3）裂纹扩展受阻：裂纹尖端的韧性分散相发生塑性变形，使裂纹进一步的扩展受阻或裂尖钝化。 4）裂纹偏转：由于分散相和基体之间产生应力场，从而使裂纹沿分散相发生偏转。 5）县委（晶须）拔出：基体/纤维界面脱胶或纤维拔出,2 基体材料的选择 要求基体材料有较高的耐高温性能，与纤维（或晶须）增强体有良好的界面相容性，同时应考虑到复合材料制造的工艺性能 。可选择的基体材料有玻璃、氧化物陶瓷和非氧化物陶瓷材料。 玻璃基复合材料的优点是易于制作（燃烧过程中通过基体低熔点的粘性流动形成致密化），增韧效果好；缺点是玻璃相容容易产生高温蠕变，同时玻璃相还易向晶态转化而发生析晶，使性能下降，使用温度也受到限制。 氧化物陶瓷主要有 MgO、Al2O3、SiO2、ZrO2 和莫来石等，但它们均不宜用于高应力和高温环境。 非氧化物陶瓷等具有较高的强度、模量和抗热震动性及优异的高温力学性能，与金属材料相比，这类陶瓷材料还有密度较低等特点。,3 增强增韧纤维的选择 纤维的增强陶瓷基复合材料能显著提高冲击韧性和抗震性，降低陶瓷的脆性，同时陶瓷又保护县委，使之在高温下不被氧化，因此具有很高的高温强度和弹性模量。,第三节 陶瓷材料的结构与性能,一、陶瓷材料的组织结构 1结晶相 2玻璃相 3气相 二、陶瓷材料的性能特点 性能 力学性能 刚性、硬度、脆性大，抗压强度大，抗拉强度、塑韧性低。 熔点高、高温下不易氧化，但不耐温度的急剧变化。耐蚀性、绝缘性好。,第四节 常用陶瓷材料简介,普通陶瓷 日用，建筑卫生，电器（绝缘），化工等用途。 特种陶瓷 氧化铝陶瓷、氮化硅陶瓷、碳化硅陶瓷、氮化硼陶瓷、氧化物陶瓷等，用于电容器，压电，磁性，电光，高温零件等。 功能陶瓷,功能陶瓷：,铁电陶瓷,有些陶瓷的晶粒排列是不规则的，但在外电场作用 下，不同取向的电畴开始转向电场方向，材料出现自发 极化，在电场方向呈显一定电场强度，这类陶瓷称为铁 电陶瓷，广泛应用的铁电材料有钛酸钡、钛酸铅、锆酸 铝等。 铁电陶瓷应用最多的是铁电陶瓷电容器，还可用于 制造压电元件、热释电元件、电光元件、电热器件等。,压电陶瓷,铁电陶瓷在外加电场作用下出现宏观的压电效应，称为压电陶瓷。目前所用的压电陶瓷主要有钛酸钡、钛酸铅、锆酸铝、锆钛酸铅等。 压电陶瓷在工业、国防及日常生活中应用十分广泛。如压电换能器、压电马达、压电变压器、电声转换器件等。利用压电效应将机械能转换为电能或把电能转换为机械能的元件称为换能器。,氧化锆固体电解质陶瓷,ZrO2中加入CaO、Y2O3等后，提供了氧离子扩散的通道，所以为氧离子导体。氧化锆固体电解质陶瓷主要用于氧敏传感器和高温燃料电池的固体电解质。,导电性介于导电和绝缘介质之间的陶瓷材料。主要有钛酸钡陶瓷，具有正电阻温度系数，应用非常广泛。如用