《陶瓷材料基础》PPT课件.ppt

陶瓷 普通陶瓷 传统陶瓷 特种陶瓷 新型陶瓷 技术陶瓷 精细陶瓷 以天然硅酸盐 黏土 石英 长石 为原料 高温烧结而成 以非硅酸盐类化工原料或人工合成原料 如氧化物 氧化铝 氧化锆 氧化钛等 和非氧化物 氮化硅 碳化硼等 制造 陶瓷材料基础 第一节陶瓷材料的结构 显微结构 由晶相 气相 玻璃相构成 unfiredsample firedsample largelyunmoltenphases FlintSiO2 meltingandliquidphasesintering newphasescrystallisinginfrozenmelt 一 晶相主要组成相 对其物理 化学 机械性能起决定作用 晶相的结合键主要是离子键和共价键 大多为混合键 以离子键为主的 Al2O3 MgO ZrO2 以共价键为主的 SiC BN 键的性质决定了陶瓷具有高熔点 高化学稳定性 高绝缘性 高脆性 2 晶相的晶体结构主要是氧化物结构和硅酸盐结构 氧化物结构 氧离子构成晶格主体 金属离子存在于间隙中 面心立方晶格密排六方晶格 八面体间隙和四面体间隙 2 硅酸盐结构 陶瓷的主要原料 长石 Na2O Al2O3 6SiO2高岭土 Al2O3 2SiO2 H2O硅氧四面体 SiO4 硅酸盐的5种晶体结构 岛状结构 孤立存在 金属离子连接 锆石英 Zr SiO4 电学性能好 石英 b 组群状结构 镁方柱石 Ca2Mg Si2O7 C 链状结构 顽火辉石 Mg2 Si2O6 单链 透闪石 Ca2Mg5 Si4O11 OH 双链 具有某些高分子的特性 D 层状结构 滑石 Mg2 Si4O10 OH 2 白云母 KAl2 AlSi3O10 OH 2 硬度低 可塑性好 层之间以金属离子连接 E 架状结构 石英 钾长石 K Si3AlO3 膨胀率小 石英 3 同素异构转变 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 4 实际陶瓷晶体缺陷点缺陷 线缺陷 面缺陷 缺陷的作用 a 加速烧结扩散的过程 b 空位影响电学性能 c 位错影响光学 力学 电学性能 陶瓷位错不易运动 因而受力变形小 脆性高 离子晶体可有微量塑性变形 共价晶体位错运动将使材料断裂 晶粒愈细 强度愈高 二 玻璃相来源 原料中的某些晶体物质被烧熔化所致 结构 近程有序 远程无序 作用 粘接 降低烧结温度 抑制晶粒长大 填充空气 增加透光性 三 气相定义 陶瓷中的气孔 来源 烧结过程中产生的 作用 对性能有显著影响 降低强度 影响透明性 第二节陶瓷材料性能一 机械性能高硬度 2 高弹性模量 3 低抗拉强度和高抗压强度4 高温强度和低抗热震性 二 物理性能和化学性能热性能熔点高 高温强度和高温蠕变抗力 热膨胀率小 热导率低 热容量小 2 电性能绝缘性能好 压电陶瓷 超声换能器 水声换能器 电声换能器 陶瓷滤波器 陶瓷变压器 陶瓷鉴频器 高压发生器 红外探测器 声表面波器