文档介绍：第九章材料在特殊环境中的性能
陶瓷材料腐蚀和它与各种性能降低已引起人们广泛关注,特别是新兴材料的耐蚀性的研究尤为重要。
通过对陶瓷材料的正确选择和使用使腐蚀的损失最小化。

各种材料在一定程度上都会在环境{如大气、海水、土壤、光照、高温和应力等}作用下发生性能劣化,甚至完全失效。材料在环境作用下的劣化,对金属和陶瓷来说,习惯上称腐蚀,对高聚物来说,习惯上称老化。
材料腐蚀包括液体腐蚀、气体腐蚀、固体腐蚀、高温氧化与腐蚀及特种腐蚀(如核辐射)等,本章主要讨论液体腐蚀、气体腐蚀和固体腐蚀对无机非金属材料的腐蚀。

材料在液体中的溶解度可从相图上获得,相图提供了给定温度下的饱和成分。
液体对固体材料的腐蚀是通过在固态晶体材料和溶剂之间形成一层界面或反应产物而进行的。
液体里晶体组分的饱和溶解浓度,以及这些组分的扩散系数,共同决定了存在的是某一机理还是其他机理。

含氧化铝材料
碳化物和氮化物

硅酸盐玻璃
水对硅酸盐玻璃的腐蚀机理包括离子交换和基体溶解之间的竞争,这一竞争又受到玻璃成分和可能形成的保护性界面层的影响。
碳化物和氮化物
过渡金属的碳化物和氮化物在室温下是化学稳定的但会被浓缩的酸侵蚀。唯一的例外是VC,VC在室温下缓慢氧化。

氧化物
碳化物和氮化物
当各种熔融盐存在时,SiC和Si3N4形成的普通SiO2保护层能显著加速腐蚀。SiO2保护层在碱性盐溶液中被腐蚀,而在酸性盐溶液中不被腐蚀。

应用陶瓷抵抗熔融金属的腐蚀在陶瓷工业占很大一部分,如钢铁工业和有色金属(铝和铜是最重要的)生成中的熔炉使用的耐火材料。当今钢铁和有色金属工业消耗大约占所有耐火材料产量的70%,因此由于金属腐蚀引起的问题是非常重要的。

陶瓷受蒸气侵蚀要比受液体和固体的侵蚀严重。主要是因为相对于液体和固体来说,表面积的增加更有利于气体腐蚀。

蒸气侵蚀多晶体陶瓷会造成比液体或固体的腐蚀都要严重得多的腐蚀。与蒸气腐蚀有关的最重要的材料性能之一是孔隙度或渗透性。如果蒸气能渗透进材料,暴露于蒸气侵蚀的表面积大大增加,使腐蚀加快进行。正是因为暴露于蒸气侵蚀的总表面积的重要性,所以孔隙度体积和孔隙尺寸分布都很重要。

大气条件下,被称为风化的玻璃腐蚀基本上是由水蒸气所造成。风化发生的机理有两种。这两种类型的风化都在玻璃表面产生凝集,然而,一种类型是蒸发,而另一种类型是携带与其反应的任何产物从表面流聚到一点。前一类型是以形成富碱膜为特征。这层富碱膜与大气中的气体,如CO2反应而形成Na2CO3。

防止蒸气侵蚀玻璃对电子工业至关重要。