陶瓷基复合材料简介学习教案

1、会计学1陶瓷陶瓷(toc)基复合材料简介基复合材料简介第一页，共28页。1、陶瓷简介2、陶瓷基复合材料的基体3、陶瓷基复合材料的增强(zngqing)体4、陶瓷基复合材料的应用5、陶瓷基复合材料的前景展望第2页/共28页第二页，共28页。1、陶瓷(toc)简介china昌南（景德镇）chinawareChina第3页/共28页第三页，共28页。陶器：结构疏松，具有一定吸水率，不透明瓷器(cq)：结构致密，基本不吸水，有一定透光性炻器：介于两者之间陶瓷(toc)（按物理性能分类）1、陶瓷(toc)简介第4页/共28页第四页，共28页。陶瓷（按概念(ginin)和用途分类）传统陶瓷：用粘土、长石、

2、石英等天然原料制成，主要用作建筑、卫生、以及(yj)工业用陶瓷.特种陶瓷：又称精细陶瓷、现代陶瓷，以各种无机非金属化合物为原料制成，具有独特的力学、电学、磁学、光学、化学等性能，主要用于化工、冶金、机械、电子、能源和一些新技术中。ceremic1、陶瓷(toc)简介china结构陶瓷功能陶瓷特种陶瓷第5页/共28页第五页，共28页。 陶瓷材料具有高强度、高硬度、低密度、耐高温、耐磨损、耐腐蚀等优良的性能(xngnng)，但其脆性大的弱点限制了它的广泛应用，陶瓷的韧化问题成为了人们研究的重点。 提高陶瓷韧性的途径主要有以下几个方面(fngmin)：（1）提高陶瓷致密度，减少表面裂纹;（2）细化晶

3、粒;（3）加入具有增韧效果的成分，制成陶瓷基复合材料。1、陶瓷(toc)简介第6页/共28页第六页，共28页。2、陶瓷基复合材料(f h ci lio)的基体（1）氧化物陶瓷基体(j t)（2）氮化物陶瓷基体(j t)（3）碳化物陶瓷基体(j t)（4）玻璃和玻璃陶瓷基体(j t)（5）其他陶瓷基体(j t)（1）氧化物陶瓷基体： 主要有Al2O3陶瓷、ZrO2陶瓷等。 例如ZrO2陶瓷具有高强度、高硬度和高耐化学腐蚀性等，其韧性是陶瓷中最高的，应用其耐磨损性能(xngnng)，可以制作拉丝模、轴承、密封件、医用人造骨骼、汽车发动机的塞顶、缸盖底板和汽缸内衬等第7页/共28页第七页，共28页。

4、（2）氮化物陶瓷基体： 主要是氮与过渡族金属（如钛、钒、铌、锆、钽和铪）的化合物，还有Si3N4中固溶有铝和氧但仍保持(boch)Si3N4结构的氮化物陶瓷。 有Si3N4陶瓷、AlN陶瓷、BN陶瓷等。2、陶瓷(toc)基复合材料的基体（3）碳化物陶瓷基体： 是硅、钛及其他过渡(gud)族金属碳化物的总称。 如SiC陶瓷、ZrC陶瓷、WC陶瓷、TiC陶瓷等。第8页/共28页第八页，共28页。（4）玻璃和玻璃陶瓷(toc)基体：玻璃基体： 高硅氧玻璃、硼硅玻璃、铝硅玻璃等。（5）其他陶瓷(toc)基体： 如硼化物陶瓷(toc)、硅化物陶瓷(toc)等。2、陶瓷(toc)基复合材料的基体玻璃陶瓷基

5、体： 在一定条件下，玻璃可以出现结晶，并且在熔点时由于原子有序排列，其体积会突然变小，形成结晶化的玻璃，即玻璃陶瓷。 如铝锂硅酸盐玻璃陶瓷、镁铝硅酸盐玻璃陶瓷等。第9页/共28页第九页，共28页。3、陶瓷(toc)基复合材料的增强体 由于陶瓷基体中加入的增强体主要增强陶瓷的韧性，所以陶瓷基复合材料中的增强体通常也称为(chn wi)增韧体。从几何尺寸上增强体可分为纤维(长、短纤维)、晶须和颗粒三类。（1）长纤维: 在陶瓷(toc)基复合材料中使用得较为普遍的是碳纤维、玻璃纤维、硼纤维等； 按纤维排布方式的不同，又可将其分为单向长纤维增强复合材料和多向长纤维增强复合材料。 单向长纤维增强复合材料

6、的显著特点是它具有各向异性，即沿纤维长度方向上的纵向性能要大大优于其横向性能；另外，许多陶瓷构件则要求在二维及三维方向上均具有优良的性能，这就要需要多向长纤维增强复合材料。第10页/共28页第十页，共28页。3、陶瓷(toc)基复合材料的增强体短纤维： 长纤维增韧陶瓷基复合材料虽然性能优越，但它的制备工艺(gngy)复杂，而且纤维在基体中不易分布均匀。 因此，将长纤维剪短（小于3mm），再与集体粉末混合，经过一定工艺(gngy)，亦可实现增韧效果。（2）晶须： 晶须是在人工条件下制造出的细小单晶，一般呈棒状，其直径约为0.21m，长度(chngd)约为几十微米，由于其具有细小组织结构、缺陷少，

7、而具有很高的强度和模量。 常用的有SiC、Al2O3、Si3N4等陶瓷晶须。第11页/共28页第十一页，共28页。（3）颗粒： 从几何尺寸上看，颗粒在各个方向上的长度是大致相同的，一般为几个微米。颗粒的增韧效果不如纤维和晶须，但如果颗粒种类、粒径、含量及基体(j t)材料选择适当，仍会有一定的韧化效果，同时还会带来高温性能的改善。 常用的颗粒有SiC、Si3N4等。3、陶瓷基复合材料(f h ci lio)的增强体第12页/共28页第十二页，共28页。4、陶瓷(toc)基复合材料的应用陶瓷(toc)刀具：缺点：v韧度低，比较脆，高处摔落易崩口、缺角或断裂，所以陶瓷刀不能砍、剁、砸、撬等。第13

8、页/共28页第十三页，共28页。4、陶瓷(toc)基复合材料的应用高端大气(dq)上档次低调奢华(shhu)有内涵家居送礼必备良品第14页/共28页第十四页，共28页。4、陶瓷(toc)基复合材料的应用第15页/共28页第十五页，共28页。陶瓷(toc)基复合材料制作的滑动构件SiC陶瓷(toc)件4、陶瓷(toc)基复合材料的应用第16页/共28页第十六页，共28页。 SiCw增韧的细颗粒Al2O3陶瓷复合材料(f h ci lio)已成功用于工业生产制造切削刀具：SiCw/Al2O3复合材料(f h ci lio)钻头4、陶瓷基复合材料(f h ci lio)的应用第17页/共28页第十七

9、页，共28页。 法国已将长纤维增强碳化硅复合材料应用于制作超高速列车的制动器件，而且取得了传统的制动器件所无法比拟的磨擦(m c)、磨损特性，实现了较好的应用效果。4、陶瓷基复合材料(f h ci lio)的应用第18页/共28页第十八页，共28页。（2）航空航天与燃气轮机： 可用于涡轮机燃烧室覆壁、涡轮盘、导向叶片和螺栓等，可以减小质量，提高燃烧效率，减少有害气体排放(pi fn)，节省冷却系统。4、陶瓷基复合材料(f h ci lio)的应用第19页/共28页第十九页，共28页。 在航空航天领域，用陶瓷基复合材料制作的导弹的头锥、火箭的喷管(pn un)、航天飞机的结构件、绝热瓦、外部燃料

10、箱等也具有良好的效果。4、陶瓷(toc)基复合材料的应用第20页/共28页第二十页，共28页。4、陶瓷基复合材料(f h ci lio)的应用第21页/共28页第二十一页，共28页。 GE公司将陶瓷基复合材料(f h ci lio)应用于飞机涡轮转子叶片，使总重降低了约455kg，相当于发动机质量的6%。不但材料本身比金属合金材料轻，而且还能减少冷却系统的重量，大大节约了成本。4、陶瓷(toc)基复合材料的应用第22页/共28页第二十二页，共28页。（3）生物工程： 由于(yuy)陶瓷材料与生物体组织之间具有较好的相容性，而且强度高、耐磨损，可以用作人类骨关节和牙齿的重要替代材料。4、陶瓷(t

11、oc)基复合材料的应用第23页/共28页第二十三页，共28页。（4）石油化工： 陶瓷的抗高温、抗热冲击、抗腐蚀、耐磨损等性能使其成为石油化工领域的重要(zhngyo)材料，如催化剂载体、质量小的热交换器等。（5）冶金(yjn)材料： 陶瓷基复合材料在冶金(yjn)领域，可用作熔炼炉的耐火材料、钢液过滤材料等。4、陶瓷(toc)基复合材料的应用第24页/共28页第二十四页，共28页。5、陶瓷基复合材料(f h ci lio)的前景展望 目前，人们已对陶瓷基复合材料的结构、性能及制造技术(jsh)等问题进行了科学系统的研究，但还有许多问题需要人们进行进一步深入的研究。 此外，陶瓷(toc)的制备过程是一个十分复杂的工艺过程，影响其品质因素有很多，如何进一步稳定陶瓷(toc)的制造工艺，提高产品的可靠性与一致性，则是进一步扩大陶瓷(toc)应用范围所面临的问题。第25页/共28页第二十五页，共28页。 陶瓷基复合材料因具有高强度、高硬度、低密度、耐高温、耐磨损、耐腐蚀等优良的性能，引起了人们的重视和