工程材料作业新型陶瓷材料

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1、新型陶瓷材料姓名：金津班级：机械105学号：1010012137摘要：属于新型材料的一种，采用人工合成的高纯度无机化合物为原料，在严格控制的条件下经成型、烧结和其他处理而制成具有微细结晶组织的无机材料。它具有一系列优越的物理、化学和生物性能，其应用范围是传统陶瓷远远不能相比的。关键词：新陶瓷粉末冶金发展趋势一、引言20世纪后期随着许多新技术(如电子技术、空间技术、激光技术、计算机技术等)的兴起，以及基础理论(如矿物学、冶金学、物理学等)和测试技术(如电子显微镜技术、X射线衍射技术和各种频谱仪等)的发展，

2、人们对材料结构和性能之间的关系有了深刻认识。通过控制材料的化学成分和微观组织结构，研制出了许多具有不同性能的陶瓷材料，如各种功能陶瓷(电子材料、光导纤维、敏感陶瓷材料)及高温结构陶瓷。与传统陶瓷材料相比其强度得到了成百上千倍的提高，再加上陶瓷材料本身具备的优异的耐高温、耐磨、耐腐蚀、绝缘等特性，使其在许多重要领域得到了越来越广泛的应用。二、陶瓷材料的性能，特点1、陶瓷材料的结构和显微组织1.1结构特点陶瓷材料通常是金属与非金属元素组成的化合物；以离子键和共价键为主要结合键。可以通过改变晶体结构的晶型变化

3、改变其性能。如“六方氮化硼为松散的绝缘材料；立方结构是超硬材料”1.2显微组织晶体相，玻璃相，气相晶界、夹杂（种类、数量、尺寸、形态、分布、影响材料的力学性能。（可通过热处理改善材料的力学性能）2、陶瓷的性能(1)硬度是各类材料中较高的。（高聚物<20HV，淬火钢500-800HV，陶瓷1000-5000HV）(2)刚度是各类材料中较高的（塑料1380MN/m2，钢207000MN/m2)(3)强度理论强度很高（E/10--E/5）；由于晶界的存在，实际强度比理论值低的多。（E/1000--E/100）

4、。耐压（抗压强度高），抗弯（抗弯强度高），不耐拉（抗拉强度很低，比抗压强度低一个数量级）较高的高温强度。(4)塑性：在室温几乎没有塑性。(5)韧性差，脆性大。是陶瓷的最大缺点。(6)热膨胀性低。导热性差，多为较好的绝热材料（λ=10-2～10-5w/m﹒K）(7)热稳定性—抗热振性（在不同温度范围波动时的寿命）急冷到水中不破裂所能承受的最高温度。陶瓷的抗热振性很低（比金属低的多，日用陶瓷220℃）(8)化学稳定性：耐高温，耐火，不可燃烧，抗蚀（抗液体金属、酸、碱、盐）(9)导电性—大多数是良好的绝缘体，

5、同时也有不少半导体（NiO，Fe3O4等）(10)其它：不可燃烧，高耐热，不老化，温度急变抗力低。二、陶瓷分类及其工业、机械用途普通陶瓷3.1传统陶瓷原料—长石，石英，粘土，高龄土，绢云母，滑石，石灰。加入（MgO，ZnO，BaO，Cr2O3等）提高强度；加入（Al2O3，ZrO2等）提高强度和热稳定性；加入（SiC等）提高导热性。3.1.1日用陶瓷性能要求：白度，光洁度，热稳定性，机械强度，热稳定性用途：日用器皿，工艺品艺术品等3.1.2建筑陶瓷性能要求：强度，热稳定性用途：地面，墙壁，管道，卫生洁具

6、等.3.1.3电工陶瓷（高压瓷）性能要求：强度，介电性能和热稳定性.用途：隔电，支持及连接，绝缘器件3.1.4化工陶瓷性能要求：耐蚀性.用途：实验器皿，耐热容器，管道，设备。3.2特种陶瓷3.2.1氧化物陶瓷：※Al2O3—高的强度和高温强度（抗压2493MN/m2)，高化学稳定性和介电性能•以Al2O3为主要成分，含少量SiO2的陶瓷。•根据Al2O3含量不同，分为75瓷（Al2O3含量为75%）又称刚玉-莫来石瓷；　95瓷、99瓷，又称刚玉瓷。•Al2O3含量愈高，玻璃相愈少，气孔愈少，陶瓷的性能愈

7、好，但工艺愈复杂，成本愈高。优势：氧化铝陶瓷的强度高，是普通陶瓷的2～6倍，抗拉强度可达250MPa；•耐磨性好，硬度次于金刚石、碳化硼、立方氮化硼和碳化硅，居第5；•耐高温性能好，刚玉陶瓷可在1600℃下长期工作，在空气中的最高使用温度达1980℃；•耐蚀性和绝缘性好；•脆性大，抗热振性差，不能承受环境温度的突然变化。用途：工具，高温炉零件，空压机泵零件，内燃机火花塞，坩埚。微晶刚玉（弯曲强度5000MN/m2，HRA92-93红硬性1200℃）---工具,刀具。※BeO—导热性好（180kcal/m

8、·h·℃），热稳定性较高，消散高能辐射的能力强，强度低（抗压强度（785MN/m2）用途：熔化某些纯金属的坩埚，真空陶瓷和原子反应堆用陶瓷※ZrO2——呈弱酸性或惰性，导热系数小1.5-1.7kcal/m·h·℃，使用温度2000-2200℃，抗压强度2060MN/m2※MgOCaO抗各种金属碱性渣的作用，热稳定性差，MgO高温易挥发，CaO在空气中易水化3.2.2碳化物陶瓷：※碳化硅—弯曲强度200-250MN/m2，抗压强度1000-1