绪论-特种陶瓷材料及工艺

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1、特种陶瓷材料及工艺授课教师：蒋百灵教授材料科学与工程学院课程说明总学时：24（授课学时＝24，实验学时＝0）参考教材：《特种陶瓷工艺学》李世普主编武汉工业大学出版社《新型无机材料》杨华明宋晓岚金胜明编化学工业出版社其它参考书：《工程结构陶瓷》郭瑞松：天津大学出版社《功能陶瓷及应用》曲远方：化学工业出版社主要授课内容及作用（根据教学大纲）：主要介绍特种陶瓷材料的概念、分类、特点、结构与性能之间的关系。指导学生深入了解特种陶瓷材料的品种、组成、结构、性能、制备、应用及发展趋势，培养学生分析、研究、开发新材料的能力。绪论1、材料学？2、物理学——物质

2、的结构与性质3、化学——物质的合成与分解4、电工学——电的产生与应用5、机械学——力的传输与使用1、材料——材料是人类用于制造生活和生产用的物品、器件、构件、机器和其他产品的物质。（引自师昌绪先生,材料科学技术百科全书，1995）2、材料学——综合物理与化学的知识，借助机械与电工学的技术，创新制造与有效使用材料以提升人类文明、推动社会进步。（引自---，2007.8.27)3、材料分类——金属材料，无机非金属材料，有机高分子材料4、认识方法——设备—工艺—结构—性能—设备什么是陶瓷、特种陶瓷“陶瓷”：从狭义来说，是指以粘土为主要原料经高温烧制得

3、到的制品。通常包括陶器、炻器和瓷器。从广义来说，它还包括砖瓦、耐火材料、玻璃、各种元素的碳化物、氮化物、硼化物、硅化物、氧化物等无机非金属材料，也包括水泥和石墨等。“特种陶瓷”：通常认为是采用高度精选的原料，具有能精确控制的化学组成，按照便于控制的制造技术加工的，便于进行结构设计，并具有优异特性的陶瓷。什么是陶瓷、特种陶瓷特种陶瓷与传统陶瓷主要区别：1）在原料上，突破了传统陶瓷以粘土为主要原料的界限，特种陶瓷一般以氧化物、氮化物、硼化物、碳化物等为主要原料。2）在成分上，传统陶瓷的组成由粘土的成分决定，所以不同产地和炉窑的陶瓷有不同的质地，由于

4、特种陶瓷的原料是纯化合物，因此成分有人工配比决定，其性质的优劣有原料的纯度和工艺，而不是由产地决定。3）在制备工艺上，突破了传统陶瓷已炉窑为主要生产手段的界限，广泛采用真空烧结、保护气氛烧结、热压、热等静压等手段。4）在性能上，特种陶瓷具有不同的特殊性质和功能，如高强度、高硬度、耐腐蚀、导电、绝缘、以及在磁、电、光、声、生物工程个方面具有的特殊功能，从而使其在高温、机械、电子、宇航、医学工程各方面得到广泛的应用。特种陶瓷和粉末冶金二者研究对象、制备工艺相近，所以可将特种陶瓷归入到传统粉末冶金和传统陶瓷延伸形成的交叉学科领域。具有的基本特性：1）

5、研究的对象有相同的物理形态，即均为粉体。2）工艺过程基本相同。3）粉体在加工过程中有相同或相近的物理、化学变化，服从相同或相似的理论规律。特种陶瓷的特性和应用领域特种陶瓷的特性：优点：与金属和聚合物相比，特种陶瓷熔点高，抗腐蚀和抗氧化，耐热性好，弹性模量、硬度和高温强度高。如Al2O3、ZrO2、Si3N4、SiC等已成为优异的高温结构材料。缺点：塑性变形能力差。韧性低，不易成型加工。特种陶瓷的特性和应用领域特种陶瓷的应用特种陶瓷的特性和应用领域特种陶瓷的应用特种陶瓷的特性和应用领域特种陶瓷的应用特种陶瓷的发展前景特种陶瓷的性能潜力表现在：1）

6、许多特种陶瓷具有优异的多方面性能。2）特种陶瓷具有更多的有实用价值的功能，特别是电磁功能，化学功能，半导体功能。3）适当改变组成和掺杂后，特种陶瓷的功能可以按照人们的要求改变。特种陶瓷被誉为“万能材料”或“面向21世纪的新材料”。作业1）粉末冶金、传统陶瓷和特种陶瓷三者各自的特点是什么？2）特种陶瓷的功能及其应用举例。（如：耐磨性、切削性、介电性等）