文档介绍：第十章陶瓷材料
工业上应用的典型的传统陶瓷产品如陶瓷器、玻璃、水泥等。随着现代科技的发展,出现了许多性能优良的新型陶瓷。
陶瓷材料是除金属和高聚物以外的无机非金属材料通称。
第一节概述
一、陶瓷材料的特点
二、陶瓷材料的分类
第二节常用工业陶瓷
一、普通陶瓷
二、新型结构陶瓷
第一节概述
一、陶瓷材料的特点
1、陶瓷材料的相组成特点
陶瓷材料通常由三种不同的相组成,即晶相(1)、玻璃相(2)和气相(3)[气孔]。
材料致密度、降低烧结温度和抑制晶粒长大。
气相是在工艺过程中形成并保留下来的。
晶相是陶瓷材料中主要的组成相,决定陶瓷材料物理化学性质的主要是晶相。
玻璃相的作用是充填晶粒间隙、粘结晶粒、提高
2、陶瓷材料的结合键特点
陶瓷材料的主要成分是氧化物、碳化物、氮化物、硅化物等,因而其结合键以离子键(如Al2O3)、共价键(如Si3N4)及两者的混合键为主。
共价键
离子键
3、陶瓷材料的性能特点
陶瓷材料具有高熔点、高硬度、高化学稳定性,耐高温、耐氧化、耐腐蚀等特性。
陶瓷材料还具有密度小、弹性模量大、耐磨损、强度高等特点。
功能陶瓷还具有电、光、磁等特殊性能。
韧性陶瓷硬度压痕
脆性陶瓷硬度压痕周围的裂纹
4、陶瓷材料的工艺特点
陶瓷是脆性材料,大部分陶瓷是通过粉体成型和高温烧结来成形的,因此陶瓷是烧结体。
烧结体也是晶粒的聚集体,有晶粒和晶界,所存在的问题是其存在一定的气孔率。
Al2O3粉末的烧结组织
ZrO2陶瓷中的气孔
二、陶瓷材料的分类
1、按化学成分分类
可将陶瓷材料分为氧化物陶瓷、碳化物陶瓷、氮化物陶瓷及其它化合物陶瓷。
导电玻璃
玻璃幕墙
2、按使用的原材料分类
可将陶瓷材料分为普通陶瓷和特种陶瓷。
普通陶瓷以天然的岩石、矿石、黏土等材料作原料.
特种陶瓷采用人工合成的材料作原料。
3、按性能和用途分类
可将陶瓷材料分为结构陶瓷和功能陶瓷两类。
陶瓷零件
第二节常用工业陶瓷
一、普通陶瓷
普通陶瓷是用粘土(Al2O3·2SiO2·2H2O)、长石(K2O·Al2O3·6SiO2,Na2O·Al2O3·6SiO2)和石英(SiO2)为原料,经成型、烧结而成的陶瓷。
其组织中主晶相为莫来石(3Al2O3·2SiO2),占25~30%,玻璃相占35~60%,气相占1~3%。