文档介绍：11/6/2016安徽工业大学材料科学与工程学院1材料力学性能裴立宅材料科学与工程学院Email: lzpei1977@, ******@?陶瓷广泛应用于我们的日常生活,如建筑材料、饮食餐具等以及国家战略战备设施,如武器装备、航天领域上。?传统的陶瓷制品以天然粘土为原料,通过混料、成型、烧结而成,性能特点是强度低、脆性高。?目前研究的陶瓷可以分为结构陶瓷和功能陶瓷。11/6/2016安徽工业大学材料科学与工程学院4?结构陶瓷?主要利用的是材料的耐高温、强度、硬度、韧性、耐磨性等结构性能,?主要包括氧化物、非氧化物以及其两者的复合系统,如氧化铝、氧化锆、碳化物、氮化物等材料。?应用:磨料、磨具、***,纺织瓷件、轴承、喷嘴、人工关节以及航天材料(宇宙飞船的外保护装置)等各个领域。11/6/2016安徽工业大学材料科学与工程学院5?功能陶瓷?指具有优异的物理性能、化学性能及生物学性能,如电、光、磁、热、声、化学、生物医学,且各种功能之间可以相互转换的陶瓷材料,?应用主要取决于电绝缘性、半导体性、导电性、压电性、铁电性、磁性及生物适应性、化学吸附性等。11/6/2016安徽工业大学材料科学与工程学院6工程陶瓷的定义:?采用高纯、超细的人工合成材料,精确控制化学组成,经过特殊工艺加工而得到的结构精细、力学性能和热学性质优良的陶瓷材料。11/6/2016安徽工业大学材料科学与工程学院7?在金属、聚合物因腐蚀和软化而不能使用的服役条件下,工程陶瓷就显示出了其性能的优越性。?航天飞机顶部、高温燃烧室内壁温度均大于1500℃,近年来美国已经研制出可以承受2760℃的耐超高温陶瓷材料,可用于新一代宇宙飞船及导弹上。?核电站需要耐2000℃高温的耐热材料,但目前高温耐热合金的极限温度仅为1100℃,能胜任上述服役条件的就只有高温结构陶瓷。xy?11/6/2016安徽工业大学材料科学与工程学院8?在发动机上使用高性能结构工程陶瓷材料,除具有优良的耐磨损、耐腐蚀性能外,还可将发动机的耐温能力从900℃提高到1200-1300℃,且无需冷却系统,可使热效率从30%提高到50%,发动机重量减轻20%,耗油量降低30%以上。?国内天津新技术产业园合润公司研制出了高性能碳化硅陶瓷密封件,其使用寿命比一般密封件长5到20倍,这对于替代进口、节约资源和保护环境等意义重大,具有较大的经济价值与社会效益。11/6/2016安徽工业大学材料科学与工程学院9工程陶瓷的局限:?塑性、韧性值比金属低得多,对缺陷很敏感,强度可靠性较差,常用韦伯模数来表征其强度的均匀性。?韦伯模数:韦伯,德数学家?统计断裂力学中Weibull概率分布的一个参数。?在工程陶瓷上,韦伯模数多用于反映强度的离散性,用字母m表示。?m值越高,离散性越小,但在寿命统计分析中也可用韦伯分布,这时m反映寿命的离散性,与强度分析中的韦伯的模数不完全一致。?韦伯模数的确定,一般来说须做一组至少16条以上试样的相同试验才具有可信度。11/6/2016安徽工业大学材料科学与工程学院10第一节陶瓷材料的结构?一、陶瓷材料的组成与结合键负电性所体现的是一个原于吸住电子的能力,元素的负电性与其在周期表中的位置有关,大约当负电性差?X<~,对形成固溶体有利,当?X增大时,则形成化合物的倾向增大。