陶瓷材料化学

1、 ContentsSTARPRESENTATION瓷器陶器ContentsSTARPRESENTATION传统陶瓷传统陶瓷结构陶瓷功能陶瓷01陶瓷定义02陶瓷的结构与性质03CONTENTS04CONTENTS03陶瓷分类04陶瓷合成化学05结构陶瓷06功能陶瓷01陶瓷的定义ContentsSTARPRESENTATION通俗地讲陶器 用陶土烧制的器皿瓷器 用瓷土烧纸的器皿陶瓷则是陶器、炻器和瓷器的总称。“陶瓷”较为全面的定义为： 陶瓷是天然或人工合成的粉末状化合物，经过成型和高温烧结制成的，由金属和非金属元素或非金属与非金属元素的无机化合物构成的多晶固体材料。02陶瓷一般结构与基本性质Con

2、tentsSTARPRESENTATION陶瓷一般结构陶瓷一般结构微结构特征微结构特征多相结构多相结构晶相晶相 玻璃相玻璃相 气相气相ContentsSTARPRESENTATION陶瓷一般结构陶瓷一般结构晶相是陶瓷材料中最重要的组成相，主晶相的性能常常决定着陶瓷的物化性能。ContentsSTARPRESENTATION陶瓷一般结构陶瓷一般结构ContentsSTARPRESENTATION陶瓷一般结构陶瓷一般结构玻璃相是非晶态结构的低熔点固体组织。不同陶瓷，其玻璃相的含量不同。玻璃相在陶瓷中的作用是填充晶粒间隙，黏结晶粒，提高陶瓷材料的致密程度，降低陶瓷的烧结温度和高温强度。改善工艺，抑制

3、晶粒生长过大。ContentsSTARPRESENTATION陶瓷一般结构陶瓷一般结构形成：加工过程中形成。含量：090%气孔包括开孔和闭孔合理控制气孔数量、形态和分布对保证陶瓷成品诸多性能十分重要。ContentsSTARPRESENTATION具有金属光泽，如WC、TaC等。导电性接近金属，如金属锆的电阻率为0.4110-4 cm间隙相陶瓷在保持与原金属相近的导电性同时，却表现出比金属更高的硬度。如金属钨、WC、TiC间隙相陶瓷大多具有较高的熔点，一般在2000C以上，部分高达3000摄氏度以上，如TiC、ZrC、TiN等。陶瓷的基本性质陶瓷的基本性质03陶瓷分类陶瓷陶瓷普通陶瓷普通陶瓷特

4、种陶瓷特种陶瓷结构陶瓷结构陶瓷功能陶瓷功能陶瓷化学组成划分：氧化物陶瓷、氮化物陶瓷、硼化物陶化学组成划分：氧化物陶瓷、氮化物陶瓷、硼化物陶瓷、硅化物陶瓷、碳化物陶瓷等。瓷、硅化物陶瓷、碳化物陶瓷等。04陶瓷合成化学ContentsSTARPRESENTATION陶瓷合成化学陶瓷合成化学传统陶瓷传统陶瓷合成经历如下步骤：合成经历如下步骤： 材料精选（矿物精选）化学处理原料粉化 制备陶瓷粉制备陶瓷粉 成型成型 烧结烧结 机械加工陶瓷成品特种陶瓷制备流程图：陶瓷粉制备成型粉体原料处理烧结机加工成品热成型ContentsSTARPRESENTATION通俗地讲陶器 用陶土烧制的器皿瓷器 用瓷土烧纸的器

5、皿陶瓷则是陶器、炻器和瓷器的总称。“陶瓷”较为全面的定义为： 陶瓷是天然或人工合成的粉末状化合物，经过成型和高温烧结制成的，由金属和非金属元素或非金属与非金属元素的无机化合物构成的多晶固体材料。ContentsSTARPRESENTATION陶瓷粉体制备制备方法总体包括 -固相法固相法、液相法液相法和和气相法气相法（1）固相法 热分解反应法 化合反应法 氧化还原法（2）液相法 直接沉淀法 共 沉淀法 均匀沉淀法 溶胶-凝胶法（3）气相法 气象法物理气相法（PVD） 化学气象法（CVD)ContentsSTARPRESENTATION瓷粉原料处理瓷粉原料处理 多数情况下，粉体原料在进行成型、烧结

6、之前需要进行一定的处理，如煅烧、粉碎、分级、净化等。 其目的是调整改善粉体物化性质，以适应后续工艺处理。ContentsSTARPRESENTATION瓷的烧成瓷的烧成 陶瓷粉体经多种方法压制成型，粉体粒子间形成一定堆积，但往往含有较多水分、空气于粒子间隙中，经过高温烧结，排出气体杂质，促进粒子间融合或晶体转化、晶体生长、高致密化，最终获得陶瓷产品。05结构陶瓷ContentsSTARPRESENTATION 结构陶瓷结构陶瓷是指作为工程结构材料使用的陶瓷材料，具有高机械强度、耐高温、耐腐蚀、耐摩擦，以及高硬度等性能，因此，其机械强度和锻炼韧性对其应用非常重要。ContentsSTARPRES

7、ENTATION结构陶瓷的分类氧化铝、氧化氧化铝、氧化锆、氧化钇、锆、氧化钇、氧化铁、氧化氧化铁、氧化镁等镁等氧化物氧化物陶瓷陶瓷氮化铝、氮化硼、氮化铝、氮化硼、氮化氮化 硅等氮化硅等氮化物陶瓷及碳化硅、物陶瓷及碳化硅、碳化钛、碳化硼碳化钛、碳化硼等碳化物陶瓷。等碳化物陶瓷。非氧化非氧化物陶瓷物陶瓷ContentsSTARPRESENTATION特列：特列： 氧化铝陶瓷 主要组成物为Al2O3，硬度高，耐高温、耐腐蚀、绝缘性好；缺点是脆性大，抗热震性大，不能承受环境温度的突然变化。 氮化硅陶瓷 Si3N4为主晶相，是一种高温强度高、高硬度、耐磨、耐腐蚀并能自润滑的高温陶瓷。 碳化硅陶瓷 与金刚

8、石有相似的结构，是目前高温强度最高的陶瓷。 六芳氮化硼陶瓷 主晶相是BN，晶体结构为六方晶系，化学稳定性高，但硬度较低。06功能陶瓷ContentsSTARPRESENTATION 功能陶瓷功能陶瓷是指其自身具有某方面的物理化学特性，表现出对点、光、磁、化学和生物环境产生响应的特征性陶瓷。ContentsSTARPRESENTATION功能陶瓷的分类种类种类性能特征主要组成用途电子陶瓷电子陶瓷绝缘性Al2O3、Mg2SiO4集成电路基板热电学PbTiO3、BaTiO3热敏电阻压电性PbTiO3、LiNbO3振荡器强介电性BaTiO3电容器光学陶瓷光学陶瓷荧光性Al2O3 激光红外透过性CaAs红外线窗口高透明性SiO2光导纤维电发色效应WO3显示器磁性陶瓷磁性陶瓷软磁性ZnFe2O磁带硬磁性SrO电声器件半导体陶瓷半导体陶瓷光电效应CdS太阳电池阻抗温度变化效应VO2温度传感器热电子放射效应BaO热阴极化学响应陶瓷化学响应陶瓷化学反应性多种金属氧化物催化剂生物陶瓷生物陶瓷生物活性生物物理响应P