陶瓷的分类及特点ppt课件

第八章陶瓷材料，第一，第一节概述，按原料分类：普通陶瓷，特殊陶瓷，普通陶瓷也称为传统陶瓷。以天然硅酸盐矿物为主要原料的粘土、石英、长石等。主要产品有日用陶瓷、建筑陶瓷、电绝缘陶瓷、化学陶瓷、多孔陶瓷。一、陶瓷材料的分类和生产，(a)分类，二，特种陶瓷是以纯度高的合成化合物为主要原料的合成化合物。Al2O3、ZrO2、SiC、Si3N4、BN等。按用途分类，3，高强度陶瓷压电陶瓷磁性陶瓷生物陶瓷，可按特性划分陶瓷，4，特种陶瓷是氧化物陶瓷氮化物陶瓷碳化物陶瓷金属陶瓷金属陶瓷金属陶瓷(硬质合金)，5，空白制备用机械或物理或化学方法制备粉末，空白制造时的粒度、形状、纯度和脱水机根据成型工艺要求，坯料可以是粉末、浆料或塑料泥块。(b)陶瓷产品的生产，陶瓷产品的生产，需要三个阶段：坯料准备、成型、烧结、6、成型，使用特定工具或模具制作特定形状、大小、密度和强度的产品空白(也称为原始空白)。烧结生在初步干燥后上釉烧结或直接烧结。高温烧结时，陶瓷内部发生了一系列物理化学变化和相变，如体积减少、密度增加、强度、硬度增加、颗粒相变等，使陶瓷产品达到预期的物理和机械特性。7，8.2工程结构陶瓷材料，传统陶瓷，粘土陶瓷也是。这种陶瓷是以粘土、长石、石英等天然硅酸盐矿物为主要原料，经过制备、烧结而成的。酒精奖是莫来石晶体(3al 2o 3 玻璃答应了35%到60%。气象是1%到3%。一，普通陶瓷，8，高硬度，无氧化生锈，导电，耐1200高温，良好的可加工性，低成本。玻璃相很多，强度低，容易在高温下软化，因此高温和绝缘性比其他陶瓷低。性能特性，9，日常陶瓷工业上主要用于绝缘电瓷绝缘体和酸、碱容器、反应塔管等，也可用于力不大、工作温度在200以下的结构件。应用，10，2，特殊陶瓷，Al2O3的主要成分，少量含SiO2的陶瓷。根据Al2O3含量，分为75陶瓷，也称为刚玉-莫来石陶瓷。也称为95陶瓷，99陶瓷，刚玉陶瓷。Al2O3含量越高，玻璃相的数量越少，气孔越少，陶瓷的性能也越好，但是工艺越复杂，成本就越高。(a)氧化铝陶瓷，11，氧化铝陶瓷的强度高，一般陶瓷的2 6倍，拉伸强度为250MPa达到；达到。耐磨性好，硬度仅次于钻石、碳化硼、立方氮化硼、碳化硅。高温性能好，刚玉陶瓷可在1600 长期工作，空气中最高使用温度可达1980 。耐蚀性和绝缘性好。脆性大，耐热振动性差，经不起环境温度的突然变化。12，主要包括内燃机火花塞、火箭、导弹导套、石化泵密封环、耐磨部件(如轴承、纺织机械导轨、合成纤维喷嘴等)、冶炼金属坩埚等。13，使用Si3N4作为主要成分；根据生产工艺，分为热压烧结氮化硅陶瓷和反应烧结氮化硅陶瓷。热压烧结氮化硅陶瓷以Si3N4粉末为原料，加入少量添加剂，放入石墨模具中，在1600 1700 的高温下，在20 30mpa的高压下烧结，得到了结构致密、孔率接近0的氮化硅陶瓷。由于石墨模具的限制，只能加工简单形式的产品。(b)氮化硅陶瓷，14，反应烧结氮化硅陶瓷成型为硅粉或硅粉和Si3N4粉末的混合物，然后放入氮化炉中，直到所有硅形成氮化硅，得到一种稍精细大小的氮化硅产品。但是该产品有20%-30%的气孔，与热压烧结制品相比，强度与95陶瓷相似。性能好，加工方便。，15，高硬度，小摩擦系数(0.1 0.2)，自润滑，优良耐磨材料；蠕变阻力高，热膨胀系数小，耐热振动性能是陶瓷中最好的；化学稳定性好，除了氢氟酸外，还能抵抗各种酸、王水、碱液的腐蚀，还能抵抗熔化金属的侵蚀。氮化硅是没有自由电子和离子的共价键晶体，因为其电绝缘性很好。特性，16，反应烧结氮化硅陶瓷主要用于耐磨、高温、耐腐蚀性、复杂形状和尺寸精度高的产品。石化泵密封环、高温轴承、热电偶套管、燃气轮机转子叶片等；热压烧结氮化硅陶瓷用于制造简单形式的耐磨性和高温部件及工具。切削工具、转子发动机刮刀、高温轴承等。应用，17，主晶相SiC，反应烧结和热压烧结两种碳化硅陶瓷；高温强度高，工作温度可达1600 1700 1400 时，弯曲强度为500 600MPa；具有良好的导热性、热稳定性、抗蠕变性、耐磨性、耐腐蚀性和耐辐射性。是一种优良的高温结构材料，主要用于制造火箭喷嘴、浇注金属、热电偶套管、管、气轮叶片、高温轴承、热交换器、核燃料密封材料等。(c)碳化硅陶瓷，18，酒状BN，共价晶体，晶体结构为6字结构，已知为白色石墨；具有良好的热容性和导热性，热导率类似不锈钢，热膨胀系数远低于金属和其他陶瓷，因此具有良好的热容性和热稳定性。高温绝缘性好，2000 仍是绝缘体的理想高温绝缘材料和热介面材料；高化学稳定性可抵抗Fe、Al、Ni等熔融金属的侵蚀；硬度比其他陶瓷低，可以切割。有自润滑性，耐磨性好。(4)氮化硼陶瓷，19，氮化硼陶瓷常用于热电偶套管、半导体、金属的坩埚和冶金用高温容器和管道、高温轴承、下班产品成型模具、高温绝缘材料的制造；BN包含wB=43%，具有吸收中子的大截面，可以用作反应堆吸收热中子的控制棒。20、不同种类的特殊陶瓷，各有不同的优良特性，但作为主要结构材料，其共同弱点是塑料、低韧性、低强度、氧化镁陶瓷、氧化锆陶瓷、氧化铍陶瓷、21，8.3金属陶瓷、金属氧化物或碳化物的主要成分，适当量的金属粉末、粉末冶金法制作的、特定金属金属陶瓷是金属切削刀具、模具和耐磨零件的重要材料。22，1，粉末冶金方法及其应用，粉末冶金：冶金应用中的陶瓷生产工艺，金属材料的制造：熔化，铸造高熔点金属和金属化合物难以用冶炼或铸造方法准备，粉末冶金，粉末准备，23，(a)粉末制造，成分，粉末混合和其他粉末的纯度、粒度、混合的均匀性等对粉末冶金产品的质量有重要影响。粉末越细，均匀性越高，纯度越高，陶瓷的特性越好。1 .粉末准备，24，大部分采用冷挤压方法，即将粉末装入模具中空，在压力机下以致密、一定强度的坯料压制。为了提高粉末的可塑性和成形性，通常在粉末中加入一定比例的增塑剂，如汽油橡胶溶液、石蜡等。2 .通过压制成型，25，压制成型坯料通过保护气氛的高温或真空炉烧结，在至少保持一个组份固体的烧结温度下，通过长时间保温、扩散、再结晶、化学反应等过程，获得与普通合金类似的组织，并拥有一些细气孔的粉末冶金产品。3 .烧结、26、烧结过程中是否发生液相，烧结分为固相烧结和液相烧结。固相烧结：烧结时不形成液相。无分离高速钢、烧结铝(Al-Al2O3)、烧结钨、青铜-石墨、铁-石墨等液相烧结：烧结时形成部分液相的液固共存状态。金属陶瓷硬质合金(WC-Co、WC-TiC-Co等)、高速钢-WC、铬钼钢-WC等，27为了改善或获得某些特性，某些粉末冶金产品也需要烧结后处理加工。齿轮、球形轴承等烧结后进行冷挤压，提高密度、尺寸精度等。铁基粉末冶金零件淬火以提高硬度。4 .后处理，28，(2)粉末冶金的应用，减摩材料油轴承使用粉末冶金材料的孔隙度，将材料浸入润滑油中，在摩西力作用下吸附大量润滑剂(通常为12 30%的油含量)，从而减少摩擦。常用的油轴承材料包括铁基(Fe石墨、Fe S石墨)和铜基(Cu Sb Pb Zn石墨)结构材料，以碳钢或合金钢的粉末为原料，使用粉末冶金法制造结构零件。这个零件更准确，表面光滑，必须切削的是成品零件。29，高熔点金属材料w、Mo、WC、TiC等金属和金属化合物具有高熔点( 2000)，难以用熔炼和铸造方法生产，不能保证纯度和冶金质量。这些材料可以用多种金属陶瓷、钨丝和粉末冶金(如Mo、Ta、Nb等内容性金属和高温合金)生产。硬磁性材料、软磁材料、多孔过滤材料、假合金材料、30，2、金属陶瓷硬质合金、硬质合金以金属碳化物(WC、TiC、TaC等)为基础，然后用粘结剂制取适量的金属粉末(Co、Ni、Mo等)，31，Co基板，WC，32，(a)硬质合金性能特性，高硬度，高硬度，高硬度，耐磨性(主要特征)，碳化物为骨架，常温下切削温度为69 81hrc，热固性为900 1000 机械性能高压缩强度(6000MPa)、低弯曲强度(仅钢的1/3到1/2)、高弹性系数(高速钢的2到3倍)、低韧性(硬化钢的约30%到50%)抗腐蚀、耐氧化无法加工的高硬度、电加工(WEDM)和特殊砂轮磨削。34，(2)硬质合金的分类、编号和应用，常用硬质合金有3种类型的钨钴钛硬质合金普通硬质合金，1 .分类和编号，35，钨钴硬质合金由WC和Co组成：YGYG -“硬”、“钴”、-钴含量。例如：YG6由WC、TiC和Co组成，钨钴钛硬质合金的残余量为wCo=6%。ytytytytytytytytytt-硬、钛、-TIC含量，例如YTYT-是wTiC=15%，剩馀量为WC和Co的钨钴钛硬质合金，36，硬质合金中WC越多，Co的硬度和如果Co含量相同，则包含TiC的硬质合金硬度、耐磨性和合金表面有TiO薄膜，切削时不易粘合，热硬化性高。但是强度和韧性比钨钴硬质合金低。普通硬质合金TaC或NbC替代某些TiC代码：YWYW -“硬”，“仅”；-热硬性高(1000)，其他性能介于上述两类之间。钢、铸铁和有色金属都可以加工，因此被称为通用或通用硬质合金。37，主要用于切削刀具、冷模具、规格和耐磨零件的制造。钨钴硬质合金刀具主要用于加工脆性材料，如铸铁、有色金属、胶粘剂和其他非金属材料。钨、钴、钛硬质合金主要用于切割各种钢等加工韧性材料。高Co硬质合金韧性好，适合粗加工，低Co适合精加工。普通硬质合金可以切削易碎的材料，也可以加工韧性材料。2.应用，(38，(3)钢结硬质合金是一种新型硬