无机非金属专业导论先进陶瓷材料学习教案

1、会计学1无机无机(wj)非金属专业导论先进陶瓷材料非金属专业导论先进陶瓷材料第一页，共74页。先进先进(xinjn)(xinjn)陶陶瓷瓷第1页/共73页第二页，共74页。先进先进(xinjn)(xinjn)陶陶瓷瓷第2页/共73页第三页，共74页。第3页/共73页第四页，共74页。材料等。材料等。先进先进(xinjn)(xinjn)陶瓷陶瓷第4页/共73页第五页，共74页。陶瓷的定义：无机非金属粉末经成型后在低于熔点的高温下陶瓷的定义：无机非金属粉末经成型后在低于熔点的高温下烧结而制成的固体材料。（狭义烧结而制成的固体材料。（狭义(xiy)的，由工艺而来）的，由工艺而来）“传统陶瓷传统陶瓷”

2、 主要以天然的硅酸盐为原料，因此主要以天然的硅酸盐为原料，因此(ync)又被称为又被称为“硅硅酸盐材料酸盐材料”。由于陶瓷由于陶瓷(toc)的化学组成是以离子键和共价键为主要键的无机非的化学组成是以离子键和共价键为主要键的无机非金属化合物，故又称陶瓷金属化合物，故又称陶瓷(toc)为为“无机非金属材料无机非金属材料”、“无机绝无机绝缘材料缘材料”、“无机介电材料无机介电材料”。先进陶瓷先进陶瓷第5页/共73页第六页，共74页。随着新型材料随着新型材料(cilio)的发展，陶瓷概念扩展到整个无机非金的发展，陶瓷概念扩展到整个无机非金属固体材料属固体材料(cilio)或无机化合固体材料或无机化合固

3、体材料(cilio)，除了一般，除了一般的多晶烧结体外，还包括单晶、玻璃、薄膜、纤维、粉体等的多晶烧结体外，还包括单晶、玻璃、薄膜、纤维、粉体等，其制备方法也不再局限于常规烧结法，因此是，其制备方法也不再局限于常规烧结法，因此是“广义陶瓷广义陶瓷”。先进先进(xinjn)(xinjn)陶瓷陶瓷第6页/共73页第七页，共74页。先进先进(xinjn)(xinjn)陶瓷陶瓷第7页/共73页第八页，共74页。先进先进(xinjn)(xinjn)陶瓷陶瓷第8页/共73页第九页，共74页。先进先进(xinjn)(xinjn)陶陶瓷瓷第9页/共73页第十页，共74页。先进先进(xinjn)(xinjn)陶

4、瓷陶瓷第10页/共73页第十一页，共74页。法制成的法制成的制品制品”先进先进(xinjn)(xinjn)陶瓷陶瓷第11页/共73页第十二页，共74页。第12页/共73页第十三页，共74页。现代陶瓷传统陶瓷陶瓷制品先进先进(xinjn)(xinjn)陶陶瓷瓷第13页/共73页第十四页，共74页。工艺陶瓷化工陶瓷电器绝缘陶瓷卫生陶瓷建筑陶瓷日用陶瓷传统陶瓷第14页/共73页第十五页，共74页。防辐射陶瓷高温陶瓷结构陶瓷敏感陶瓷磁性陶瓷铁电陶瓷微波陶瓷压电陶瓷电容器陶瓷功能陶瓷先进陶瓷第15页/共73页第十六页，共74页。氧化铝陶瓷(toc)氮化铝陶瓷(toc)第16页/共73页第十七页，共74页

5、。生 物 陶 瓷第17页/共73页第十八页，共74页。多孔陶瓷保 健 陶 瓷 第18页/共73页第十九页，共74页。建 筑 卫 生 陶 瓷第19页/共73页第二十页，共74页。耐 高 温 陶 瓷 刀 具第20页/共73页第二十一页，共74页。高温(gown)结构陶瓷零部件耐酸(nai sun)陶瓷风机适用于输送或抽吸各种( zhn)腐蚀性气体 第21页/共73页第二十二页，共74页。陶 瓷 装 甲 车第22页/共73页第二十三页，共74页。第23页/共73页第二十四页，共74页。“发现号”航天飞机腹部的绝热瓦“发现(fxin)号”航天飞机第24页/共73页第二十五页，共74页。航天飞机(hng

6、tinfij)的防热盔甲以纯度99.7%、直径为m的石英纤维加水混合成浆状，倒入模具中脱水加压成型，然后浸胶体石英，干燥后在1290的电炉中烧成。再按要求切成外形不同、大小不等的“砖块”，最后粘贴到航天飞机的铝合金蒙皮上，把外表(wibio)严严实实地封盖起来，就象给航天飞机穿上了一身防热盔甲。第25页/共73页第二十六页，共74页。 航天飞机(hngtinfij) 第26页/共73页第二十七页，共74页。 航天飞机(hngtinfij)的机头 第27页/共73页第二十八页，共74页。 航天飞机(hngtinfij)的防热瓦第28页/共73页第二十九页，共74页。 航天飞机(hngtinfij

7、)热分布示意图 第29页/共73页第三十页，共74页。“哥伦比亚”号航天飞机爆炸，原因是这架航天飞机左翼在起飞时遭到从燃料箱上脱落的泡沫绝缘材料撞击，结果造成机体表面隔热保护层出现了大面积松动和破损，形成了可让“热气进入(jnr)的洞”，在返航途中因超高温空气入侵而彻底解体。第30页/共73页第三十一页，共74页。先进先进(xinjn)(xinjn)陶陶瓷瓷几个有用的名词几个有用的名词(mng c)：特种陶瓷特种陶瓷 special ceramics先进陶瓷先进陶瓷 advanced ceramics精细陶瓷精细陶瓷 fine ceramics高性能陶瓷高性能陶瓷 high performan

8、ce ceramics新型陶瓷新型陶瓷 new ceramics近代陶瓷近代陶瓷 modern ceramics第31页/共73页第三十二页，共74页。几个有用几个有用(yu yn)的名词：的名词：特种陶瓷特种陶瓷 special ceramics先进陶瓷先进陶瓷 advanced ceramics精细陶瓷精细陶瓷 fine ceramics高性能陶瓷高性能陶瓷 high performance ceramics新型陶瓷新型陶瓷 new ceramics近代陶瓷近代陶瓷 modern ceramics先进先进(xinjn)(xinjn)陶陶瓷瓷第32页/共73页第三十三页，共74页。的简要发展

9、的里程碑的简要发展的里程碑先进先进(xinjn)(xinjn)陶陶瓷瓷第33页/共73页第三十四页，共74页。 Time Description of Milestone 24000 B.C. Clay mixed with water, molded into a shape, dried, and fired to produce the first man-made ceramic” earthenware”10000 B.C.Early use of earthenware for useful article such as containers.7000-6000 B.C. Lim

10、e mortar(石灰砂浆石灰砂浆) used for filling spaces between stones in construction and also for making thick-walled containers.第34页/共73页第三十五页，共74页。Time Description of Milestone7000-5000 B.C. Widespread use of earthenware for food storage and cooling 70005000 B.C.Widespread use of plaster-like cementitious ce

11、ramics for in floor construction and as decorated interior wall coatings. 4500 B.C. Ceramics used to line crude kilns（窑炉）（窑炉） to smelt copper from its ores and make possible the Chalcolithic（红铜）（红铜）, Bronze and Iron Ages.第35页/共73页第三十六页，共74页。 Time Description of Milestone 45003500 B.C. Fired brick sh

12、own to be more durable than dried mud bricks 45003500 B.C.Development of early faience（彩陶）（彩陶） to produced white ceramics with bright blue glassy coatings: precursor to development of glass and glazes（釉）（釉）. 35002800 B.C.Evolution of first writing consisting of pictographs（象形文字）（象形文字） and “cuneiform

13、（楔（楔形文字）形文字）” symbols inscribed in clay tablets. 第36页/共73页第三十七页，共74页。 Time Description of Milestone3300 B.C. Potters wheel invented, making earthenware pottery available and affordable for just about everyone 25001600 B.C.From early isolated examples of glass to well-established craft. 17501150 B.C.

14、 Variety of glaze developed in- cluded lead glazes and colored glazes.第37页/共73页第三十八页，共74页。 Time Description of Milestone1025750 B.C. Early developments in China of stoneware, which was lighter in color, stronger, and less porous than earthenware 500100 B.C.High-strength concrete（混凝土）（混凝土） developed

15、by Greeks and Romans and used widely in construction especially by the Romans. 10050 B.C. Glass blowing invented, making glass items available to others than royalty and aristocrats.第38页/共73页第三十九页，共74页。Time Description of Milestone600-800 A.D. Evolution of high-quality porcelain（瓷）（瓷） in China 80090

16、0 A.D.Islamic refinements of the use of white tin-based glazes and lustrous overglazes. 1740s “Transfer printing” invented to greatly increased the rate of production of tiles（瓷（瓷砖）砖）. 第39页/共73页第四十页，共74页。Time Description of Milestone 1840s “Dust pressing” invented to further dramatically increase ra

17、te of production of tiles and eventually become the uniaxial pressing process and workhorse of modern high-volume production of polycrystalline ceramicsLate 1800sDemonstration of successful laboratory synthesis of single crystals of ruby and sapphire.第40页/共73页第四十一页，共74页。Time Description of Milestone

18、 Early 1900s Increase in temperature capability of production kilns to greater than 1400C and late to 1600C. Mid-1900sEstablishment of alumina-based ceramics and introduction of a wide range of new engineered ceramics.Late 1900sDevelopment of ultra-high-temperature, high-strength, and high-toughness

19、 ceramics and ceramic matrix composites第41页/共73页第四十二页，共74页。先进先进(xinjn)(xinjn)陶陶瓷瓷第42页/共73页第四十三页，共74页。陶器陶器(toq)(从公元前从公元前24000年开始年开始)瓷器瓷器 (从公元从公元(gngyun)250年开始年开始)现代先进陶瓷现代先进陶瓷 (从从20世纪世纪40年代年代(nindi)开开始始)纳米陶瓷纳米陶瓷 (从从20世纪世纪90年代开始年代开始)第43页/共73页第四十四页，共74页。先进先进(xinjn)(xinjn)陶瓷陶瓷第44页/共73页第四十五页，共74页。延成型等延成型等

20、先进先进(xinjn)(xinjn)陶瓷陶瓷第45页/共73页第四十六页，共74页。分析技术如X射线衍射仪、电子显微镜、原子力显微镜、特殊性能测试仪器等先进先进(xinjn)(xinjn)陶瓷陶瓷第46页/共73页第四十七页，共74页。度优化、正在深入研究，预期度优化、正在深入研究，预期将引起重要将引起重要变化。变化。先进先进(xinjn)(xinjn)陶陶瓷瓷第47页/共73页第四十八页，共74页。49先进先进(xinjn)(xinjn)陶瓷陶瓷第48页/共73页第四十九页，共74页。 从使用功能分类：从使用功能分类：（a a）结构陶瓷：）结构陶瓷：Al2O3Al2O3、AlNAlN、BeO

21、(BeO(集成电路衬底、微波大功率器件散热支撑件、集成电路衬底、微波大功率器件散热支撑件、MCMMCM用基片）；用基片）；（b b）功能陶瓷：电容器陶瓷、微波陶瓷、压电陶瓷、热释电陶瓷、透明）功能陶瓷：电容器陶瓷、微波陶瓷、压电陶瓷、热释电陶瓷、透明(tumng)(tumng)电光陶瓷，半导体陶瓷；电光陶瓷，半导体陶瓷； 按照工作频率分：低频瓷（按照工作频率分：低频瓷（1kHz1kHz）、高频瓷（）、高频瓷（1MHz1MHz）、微波瓷（）、微波瓷（300MHz300MHz300GHz300GHz）。）。 先进先进(xinjn)(xinjn)陶瓷陶瓷第49页/共73页第五十页，共74页。第50页

22、/共73页第五十一页，共74页。电子陶瓷电子陶瓷(din z to c)(din z to c)分类图分类图第51页/共73页第五十二页，共74页。功能功能(gngnng)陶瓷的生产工艺过程陶瓷的生产工艺过程原料处理原料处理和加工和加工(ji gng)备料备料成型成型电极制备电极制备烧成烧成元件元件性能检测性能检测Processing of Ceramics第52页/共73页第五十三页，共74页。第53页/共73页第五十四页，共74页。第54页/共73页第五十五页，共74页。第55页/共73页第五十六页，共74页。第56页/共73页第五十七页，共74页。第57页/共73页第五十八页，共74页。第58页/共73页