氧化物陶瓷ppt课件

.,氧化物陶瓷,材工12-2黄菲陈兰坤,.,氧化物陶瓷,氧化铝陶瓷氧化锆陶瓷,.,氧化物陶瓷,氧化硅陶瓷氧化镁陶瓷,.,氧化物陶瓷,一.氧化物陶瓷的介绍二.氧化铝陶瓷的工艺流程三.氧化铝陶瓷的特点及应用四.氧化铝陶瓷存在的问题及解决方案五.氧化物陶瓷的展望,.,氧化物陶瓷,氧化物陶瓷的介绍：由一种或数种氧化物制成的陶瓷。按组分可分为单一氧化物陶瓷，如氧化铝、氧化铍、二氧化钛陶瓷等。复合氧化物陶瓷，如尖晶石MgOAl2O3，莫来石3Al2O32SiO2、锆钛酸铅PZT陶瓷等。,.,氧化物陶瓷,通常具有较高的熔融温度，在氧化气氛中非常稳定。较高的机械强度、电绝缘性能和化学稳定性。除氧化铍陶瓷外，其导热性较低。通常采用超细粉配料并加入少量烧结促进剂和改性添加剂。按制品形状及性能要求可采用热压铸、干压、等静压、流延、挤制、注浆等多种成型方法。大多数制品在氧化气氛中烧成，有时也采用真空、氢气或控制气氛烧结。,.,氧化物陶瓷,氧化铝陶瓷的工艺流程：氧化铝陶瓷（aluminaceramics）是一种以-Al2O3为主晶的陶瓷材料。制作过程:(1)预烧对氧化铝粉末进行预烧,目的排除氧化铝原料中的氧化钠，提高原料的纯度及产品质量(2)配方氧化铝陶瓷根据其应用要求不同，配方组成也不同。通常依照Al2O3含量的不同，分为75瓷、80瓷、95瓷、99瓷等,.,氧化物陶瓷,(3)磨细烧过的Al2O3需要进行磨细,其目的是防止粘结，起表面改性作用，提高球磨效率(4)成型氧化铝陶瓷的成型方法通常是根据产品的形状、厚薄、大小及性能要求进行选择(5)烧结采用高温快速烧结,获得微晶结构有利于提高氧化铝陶瓷性能,.,氧化物陶瓷,氧化铝陶瓷的特点及应用：在陶瓷材料中，氧化铝陶瓷是使用最为广泛的材料之一。氧化铝陶瓷具有机械强度高,绝缘电阻大,硬度高,耐磨、耐腐蚀及耐高温等一系列优良性能,其广泛应用于陶瓷、纺织、石油、化工、建筑及电子等各个行业,是目前氧化物陶瓷中用途最广、产销量最大的陶瓷新材。,.,应用：1)机械方面。有耐磨氧化铝陶瓷衬砖、衬板、衬片,氧化铝陶瓷钉,陶瓷密封件(氧化铝陶瓷球阀),黑色氧化铝陶瓷切削刀具,红色氧化铝陶瓷柱塞等。2)电子、电力方面。有各种氧化铝陶瓷底板、基片、陶瓷膜、高压钠灯透明氧化铝陶瓷以及各种氧化铝陶瓷电绝缘瓷件,电子材料,磁性材料等,.,3)化工方面。有氧化铝陶瓷化工填料球,氧化铝陶瓷微滤膜,氧化铝陶瓷耐腐蚀涂层等。4)医学方面。有氧化铝陶瓷人工骨,羟基磷灰石涂层多晶氧化铝陶瓷人工牙齿、人工关节等。,.,氧化物陶瓷,5)建筑卫生陶瓷方面。球磨机用氧化铝陶瓷衬砖、微晶耐磨氧化铝球石的应用已十分普及,氧化铝陶瓷辊棒、氧化铝陶瓷保护管及各种氧化铝质、氧化铝结合其他材质耐火材料的应用随处可见。6)其他方面。各种复合、改性的氧化铝陶瓷如碳纤维增强氧化铝陶瓷,氧化锆增强氧化铝陶瓷等各种增韧氧化,.,氧化物陶瓷,氧化铝陶瓷存在的问题及解决方案：存在的问题：（1）要将氧化铝陶瓷制备成粉末，经过实践发现真的是有很大的难度。研究发现，在氧化铝陶瓷研磨过程中也受二次杂质污染，这是目前我国不能制备高性能的粉末的最主要原因。而且就算是得到了粉末，也无法直接应用于制作结构陶瓷件，因为它们的烧结密度不高，氧化铝陶瓷的性能也容易受到影响，成为发展过程中的一大阻碍。,.,氧化物陶瓷,(2)氧化铝陶瓷结构件用的氧化铝是一个非常复杂的体系，其应用不仅取决于化学性能（纯度和组成）、而且还取决于相结构和氧化铝粉末的物理特性。化学组成容易控制，相结构也是较容易调节的。而氧化铝来控制在低温下存在四方相可能是受多个因素的影响（包括化学反应的阴离子杂技的影响），在四方相和母体无定型相之间的结构是类似的。氧化铝陶瓷在晶体中晶格应变和缺陷中心存在，没有考虑t-m转变发生是低于一个给定的颗粒尺寸。这些晶格应变和缺陷中心可能由于化学杂质存在，引起ZrO从无定型状态变成四方相的结晶体,.,氧化物陶瓷,（3）氧化铝陶瓷在高温隧道窑烧结后产品出现裂纹的情况，压制的半成品不管是球还是板都出现大裂，或者毛毛裂,.,氧化物陶瓷,.,氧化物陶瓷,.,氧化物陶瓷,氧化物陶瓷的展望：氧化铝陶瓷具有稳定的理化性能和十分优异的机电性能,近年来在各个领域得到了广泛应用。随着科学技术的发展、制造水平的提高,对氧化铝陶瓷性能不断提出新的要求,在中国高新技术产品目录的高性能功能陶瓷、结构陶瓷中,陶瓷基片、铬氧化铝陶瓷、微晶氧化铝陶瓷耐磨材料以及其他以氧化铝为主要原料的各种陶瓷材料与制品均收录其中。氧化铝陶瓷新材料的研究、开发与应用将是今后的热点,同时各种高性能的氧化铝陶瓷新材料、新产品也将不断涌现。,.,氧化物陶瓷,氧化铝以其强度高、硬度大、耐高温、耐磨损等一系列优异特性，在各种新型陶瓷材料的生产中得到广泛的应用。它不但是制做集成电路基片、人造宝石、切削刀具、人造骨骼等高级氧化铝陶瓷的粉体原料，而且可用作荧光粉载体、高级耐火材料、特殊研磨材料等。随着现代科学技术的发展，一氧化铝的应用领域正在迅速拓宽，市场需求量也在日益增大，其前景非常广阔。一氧化铝在功能陶瓷中的应用,.,氧化物陶瓷,（1）一氧化铝在功能陶瓷中的应用功能陶瓷酌特性与用途功能陶瓷是指那些利用其电、磁、声、光、热等性质或其耦合效应，以实现某种使用功能的先进陶瓷，其具有绝缘性、介电性、压电性、热电性、半导体、离子传导性以及超导性等多种电气性能，因此有多方面的功能和极广泛的用途。目前已大规模实用化的主要是集成电路基板和封装用绝缘陶瓷、汽车火花塞绝缘陶瓷、在电视机和录像机中广泛使用的电容器介电陶瓷、有多种用途的压电陶瓷和各种传感器用敏感陶瓷，此外还用于高压钠灯发光管等。,.,氧化物陶瓷,（2）一氧化铝在结构陶瓷中的应用结构陶瓷具有硬度高、强度大、耐高温、化学稳定性优异、绝缘性佳和介电性能优等一系列特点，广泛应用在黄金矿产、矿渣和煤炭等粉体或悬浮液输送管线的内衬；旋风分离器、燃气轮机、泵体的叶片、柱塞、套管和各种阀门；制药、陶瓷业高速搅拌机研磨体、挤出模具和陶瓷剪刀；电缆、电线和纺织行业的导轮；化工厂裂解炉用喷嘴或食品、陶瓷业中喷雾干燥器用喷嘴；林业中切削木材的切割刀具及机械行业中各种切削刀具、高精度密封元件、量具、刀具等。,.,氧化物陶瓷,（3）氧化铝在生物陶瓷中的应用生物陶瓷材料作为无机生物医学材料，与金属材料、高分子材料相比没有毒副作用，与生物体组织有良好的生物相容性、耐腐蚀性等优点，已越来越受到人们的重视，生物陶瓷材料的研究与临床应用，已从短期的替换与填充发展成为永久性牢固种植，从生物惰性材料发展到生物活性的材料及多相复合材料。近年来，氧化铝多孔陶瓷由于具有耐化学侵蚀、耐磨，具有良好的高温稳定性以及热电特性，被用于制作人工髋关节、人造膝关节、人工股骨头、其他人工骨、牙根和骨骼固定螺钉及修补角膜等。,.,氧化物陶瓷,多孔氧化铝陶瓷由于其独特的性能已经受到人们的普遍重视,同时吸引了相关领域科研人员的研究和开发,使其在熔融金属过滤、控制大气污染、固定化酶载体方面已经成为可能。但是仍有许多问题需要解决,以下几方面是多孔氧化铝陶瓷研究的重点:氧化铝陶瓷的脆性有待提高,此致命的缺点,限制了氧化铝多孔陶瓷在许多领域的应用,尽管已经有人开始致力于此方面的研究,但是还有待提高;#提高氧化铝多孔陶瓷的强度,其多孔性使其强度较低,优化强度与气孔率之间的关系;寻求精确控制氧化铝多孔陶瓷孔径大小、形状分布的方法;寻求降低成本,大规模生产多孔氧化铝陶瓷的制备方法。随着科技的发展及相关领域研究的深入,相信这些问题会逐步得到解决,多孔氧化铝陶瓷陶瓷的应用也会越来越广泛。,.,氧化物陶瓷,结语：陶瓷材料具有耐高温、高强度、高硬度、强的抗腐蚀等优异性能，被认为是最有希望的新一代超高温结构材料之一。陶瓷材料稳定使用温度高，可高达1400，有效提高了热效率，并降低了能耗。更重要的是陶瓷材料密度小，仅是高温合金的1413，大大降低了构件的重量和旋转件的应力，从而有望极大的提高航空发动机的推重比和使用性能。但是，因陶瓷材料化学键特点与物理特性，使其强韧性较差，这成为陶瓷工程化应用的瓶颈。因而各国学者开始转向陶瓷基复合材料。陶瓷基复合材料通常是以纤维、晶须或颗粒为增强体，通过一定的复合工艺与陶瓷基体结合在一起而形成的新型材料，这种材料通过行之有效的增韧机制以克服陶瓷材料固有的脆，进而改善陶瓷材料的力学性能。陶瓷基复合材料的实质就是通过相变增韧、颗粒弥散增韧和纤维(晶须)增韧来改善陶瓷材料的力学性能，特别是断裂韧性。因而开发陶瓷基复合材料，成为改善传统单一结构陶瓷脆性的主要手段，受到各国的高度重视和广泛研究。,.