《金属材料及热处理》课件 3.2认识陶瓷材料

1《金属材料及热处理》项目3：非金属材料与新型材料知识点3.2：认识陶瓷材料122《金属材料及热处理》陶瓷是一种无机非金属材料，由于它的熔点高、硬度高、化学稳定性高，具有耐高温、耐磨蚀、耐磨擦、绝缘等优点，在现代工业上已得到广泛的应用。陶瓷和金属材料，高分子材料一样，陶瓷材料的各种特殊性能都是由其化学组成、晶体结构、显微组织决定的。陶瓷是以天然的硅酸盐（如粘土、长石、石英等）或人工合成的化合物（氧化物、氮化物、碳化物、硅化物、硼化物、氟化物）为原料，经粉碎配制、成型和高温烧结而制成的，它是多相多晶体材料。一、陶瓷材料33《金属材料及热处理》陶瓷是指使用天然的或人工合成的粉状化合物经成形和高就烧结制成的一类无机非金属固体材料。陶瓷的显微组织由晶相、玻璃相和气相组成，各组成相结构、数量、形态、大小及分布对陶瓷性能有显著影响。陶瓷中的晶相是主要组成相，主要来源是原料中的氧化物和硅酸盐，在陶瓷中最常见的晶体结构是氧化物结构和硅酸盐结晶相是陶瓷的主要组成相，对陶瓷制晶的强度、硬度、耐热性有决定性的影响。陶瓷中的玻璃相是一种非晶态的固体，它是烧结时，原料中的有些晶体物质如SiO2已处在熔化状态，但因熔点附近粘度大，原子迁移很困难，若以较快的速度冷却到熔点以下，原子不能规则地排列成晶体，而成为过冷液体，当其继续冷却到Tg温度时便凝固成非晶态的玻璃相。而且玻璃相是陶瓷材料中不可缺少的组成相。1组成一、陶瓷材料44《金属材料及热处理》玻璃相的作用是粘结分散的晶相，降低烧结温度。抑制晶相的晶粒长大和填充气孔，其热稳定性差，强度较晶向低，所以不能多（20~40%体积）；而气相是指陶瓷孔隙中的气体即气孔，它是陶瓷生产工艺过程中不可避免地形成并保留下来的，气孔对陶瓷性能有显著的影响，它使陶瓷密度减少，并能吸收震动，这是有利的，但它又使其强度降低，电击穿强度下降，绝缘性下降，这是不利的，因此对陶瓷中的气孔数量、形状、大小和分布有所控制（5~10%体积）。1组成一、陶瓷材料55《金属材料及热处理》①高硬度硬度是陶瓷材料的重要性能指标，大多数陶瓷材料的硬度比金属高得多，故其耐磨性好（它的硬度仅次于金刚石）。②高弹性模量与高脆性陶瓷在拉伸时几乎没有塑性变形，在拉应力作用下产生一定弹性变形后直接脆断，大多数的陶瓷材料的弹性模量都比金属高。③低抗拉强度和较高的抗压强度由于陶瓷内部存在大量气孔，其作用相当于裂纹，故其抗压强度较高。

2性能特点（机械性能）一、陶瓷材料66《金属材料及热处理》④优良的高温强度和低的抗热震性陶瓷的熔点高于金属，具有优于金属的高温强度。陶瓷的熔点高于金属，具有优于金属的高温强度。大多数金属在1000℃以上就丧失强度，而陶瓷在高温下不仅保持高硬度，而且基本保持其室温下的强度，具有高的蠕变抗力，同时抗氧化的性能好，广泛用作高温材料。但陶瓷承受温度急剧变化的能力差（热震性差）当温度剧烈变化时易裂。2性能特点（机械性能）一、陶瓷材料77《金属材料及热处理》3分类一、陶瓷材料88《金属材料及热处理》

普通陶瓷的组分构成原料为粘土、石英和长石。其特点是坚硬而脆性较大，绝缘性和耐蚀性极好；制造工艺简单、成本低廉，用量大。

普通日用陶瓷作日用器皿和瓷器，良好光泽度、透明度，热稳定性和机械强度较高。

普通工业陶瓷有，有建筑卫生瓷（装饰板、卫生间装置及器具等）、电工瓷（电器绝缘用瓷，也叫高压陶瓷）、化学化工瓷（化工、制药、食品等工业及实验室中的管道设备、耐蚀容器及实验器皿）等。4工程陶瓷材料的特点与应用一、陶瓷材料99《金属材料及热处理》

特种陶瓷有压电陶瓷、磁性陶瓷、电容器陶瓷、高温陶瓷、金属陶瓷等。工程上最重要的是高温陶瓷，包括氧化物陶瓷、硼化物陶瓷、氮化物陶瓷和碳化物陶瓷。

氧化物陶瓷熔点大多2000℃以上,烧成温度约1800℃；单相多晶体结构，有时有少量气相；强度随温度的升高而降低，在1000℃以下时一直保持较高强度，随温度变化不大；纯氧化物陶瓷任何高温下都不会氧化。氧化铝（耐火砖、高压器皿、坩埚、电炉炉管、热电偶套管等），陶瓷氧化锆（冶炼坩埚和1800℃以上的发热体及炉子、反应堆绝热材料等）。

碳化物陶瓷具有很高的熔点、硬度（近于金刚石）和耐磨性（特别是在浸蚀性介质中），缺点是耐高温氧化能力差（约900℃～1000℃）、脆性极大。主要用途是作耐火材料（碳化硅）、磨料、有时用于超硬质工具材料（碳化硼）。

金属陶瓷是由金属或合金成陶瓷组成的非均质复合材料。

4工程陶瓷材料的特点与应用一、陶瓷材料PPT模板下载：/moban/行业PPT模板：/hangye/节日PPT模板：/jieri/PPT素材下载：/sucai/PPT背景图片：/beijing/PPT图表下载：/tubiao/优秀PPT下载：/xiazai/PPT教程：/powerpoint/Word教程：/word/Excel教程：/excel/资料下载：/ziliao/