文档介绍：无机非金属材料知识点
一、重要概念
无机非金属材料
①以某些元素的氧化物、碳化物、氮化物、卤素化合物、硼化物以及硅酸盐、铝酸盐、磷酸盐、硼酸盐等物质组成的材料。
②是除有机高分子材料和金属材料以外的所有材料的统称。
陶瓷
①从制备上开看,陶瓷是由粉状原料成型后在高温作用下硬化而形成的制品。
②从组分上来看,陶瓷是多晶、多相(晶相、玻璃相和气相)的聚集体。
玻璃
①狭义:熔融物在冷却过程中不发生结晶的无机物质
②一般:若某种材料显示出典型的经典玻璃所具有的各种特征性质,则不管其组成如何都可称为玻璃(具有玻璃转变温度 Tg)。
玻璃转变温度:热膨胀系数和比热等物理性质的突变温度。
具有Tg的非晶态材料都是玻璃。
水泥
凡细磨成粉末状,加入适量水后,可成为塑性浆体,既能在空气中硬化,又能在水中硬化,并能将砂、石、钢筋等材料牢固地胶结在一起的水硬性胶凝材料,通称为水泥。
耐火材料
耐火度不低于1580℃的无机非金属材料
复合材料
复合材料是两种或两种以上物理、化学性质不同的物质组合而成的一种新的多相固体材料。
通过复合效应获得原组分所不具备的性能。可以通过材料设计使各组分的性能互相补充并彼此关联,从而获得更优秀的性能。
二、陶瓷知识点
1、陶瓷制备的工艺步骤
原材料的制备→坯料的成型→坯料的干燥→制品的烧成或烧结
2、陶瓷的天然原料
①可塑性原料:黏土质陶瓷成瓷的基础(高岭石、伊利石、蒙脱石)
②弱塑性原料:叶蜡石、滑石
③非塑性原料:减塑剂:石英助熔剂:长石
3、坯料的成型的目的
将坯料加工成一定形状和尺寸的半成品,使坯料具有必要的机械强度和一定的致密度
4、陶瓷的成型方法
①可塑成型:在坯料中加入水或塑化剂,制成塑性泥料,然后通过手工、挤压或机加工成型;(传统陶瓷)
②注浆成型:将浆料浇注到石膏模中成型
③压制成型:在金属模具中加较高压力成型;(特种陶瓷)
5、烧结
将初步定型密集的粉块(生坯)高温烧成具有一定机械强度的致密体。
固相烧结:烧结发生在单纯的固体之间
液相烧结:有液相参与,加助溶剂产生液相
好处:降低烧结温度,促进烧结
6、陶瓷的组织结构:晶相、玻璃相、气相
①晶相:陶瓷的主要组成;分为主晶相和次晶相
②玻璃相:玻璃相对陶瓷的机械强度、介电性能、耐热性等不利,不能成为陶瓷的主导组成部分。
玻璃相在陶瓷中的作用:粘结:粘结晶粒,填充空隙,提高致密度
降低烧成温度,促进烧结
③气相:气孔;降低强度,造成裂纹。
陶瓷力学性能的特点
①硬度:高②强度:抗拉强度很低、抗压强度非常高
③塑性:塑性极差④韧性:韧性差、脆性大
陶瓷热学性能的特点
①导热性:差,良好的绝热材料
②热稳定性(抗热震性):概念:材料承受温度的急剧变化而不至于被破坏的能力。陶瓷抗热震性一般较差
结构陶瓷
①概念:能作为工程结构材料使用的陶瓷,一般具有高强度、高硬度、高弹性模量、耐磨损、耐高温、耐腐蚀、抗氧化等优异性能,可以承受金属材料和高分子材料难以胜任的严酷工作环境。
②常见种类:Al2O3、ZrO2、SiC、Si3N4…陶瓷
③应用:……
陶瓷增韧技术:【机理:阻碍裂纹的扩展】
①相变增韧:相变可吸收能量; 体积膨胀可松弛裂纹尖端的拉应力,甚至产生压应力。
②微裂