结构陶瓷材料绪论

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1、结构陶瓷材料第一章绪论第二章结构陶瓷的结构性能第三章氧化铝陶瓷第四章氧化锆陶瓷第五章非氧化物陶瓷第六章纳米陶瓷第七章陶瓷基复合材料第八章结构陶瓷材料的应用第一章绪论1、材料按组分划分：金属材料、无机非金属材料、有机高分子材料目标：950－11000C超耐热合金1200－16000C只有陶瓷无机非金属材料复合材料高分子材料金属材料木材皮革纤维纸青铜铁钢金皮胶橡胶赛璐珞陶玻璃水泥火石合金钢耐热合金先进功能陶瓷各种基体复合材料功能高分子高温高分子高强高模高分子通用高分子韧性工程陶瓷金属陶瓷耐火材料时间/年相对占有量玻璃态金属5000公元前0公元10001500180019001940196019

2、80199020002010纤维增强塑料稻草杆砖微合金钢骨瓷二、材料的发展历史（1）从发展看，到二十一世纪，金属材料、高分子材料、无机非金属材料、复合材料将出现四大类工程材料平分秋色的局面。（2）美国认为，在先进材料、电子信息技术、生物技术三大未来高技术领域中，先进材料中的先进陶瓷和高分子基质材料将于今后25年内在世界上发挥重大作用，并可能是美国在国际生产和技术竞争中保持强力地位的关键技术领域。材料今后的发展方向（3）对新一代材料的主要要求：a.既是结构材料又具有多种功能的材料；b.具有感知、自我调节和反馈等能力的智能型材料；c.制作和废弃过程中尽可能减少污染的绿色材料；d.充分利用自然资

3、源，能循环作用的可再生性材料；e.少维修或不维修的长寿命材料。三、陶瓷材料的发展1、陶（800—900oC）：第一个人工制成的材料1万年前，南方的洞穴遗址8千年前：甘肃大地湾遗址7千年前，河姆度遗址、磁山遗址新石器时代：仰韶文化、龙山文化周朝（12000C）釉陶：秦代瓷（周朝、汉朝13000C)青瓷、白瓷、彩瓷区别：胚体的空隙率（原料和烧成温度）裴李岗文化时期的陶器（距今约8000年）。出土于河南省郑州市新郑市裴李岗村。出土的陶器主要以泥质红陶和夹砂红陶为主，红陶在中国出现最早，烧成温度900℃左右。仰韶文化时期陶器1972年河南省郑州市大河村出土器形浑圆端正，器壁薄而均匀，将黑陶制品表面

4、打磨光滑，乌黑发亮，薄如蛋壳，厚度仅1mm，人称“蛋壳陶”。龙山文化时期出土的黑陶（距今约4600－4000年）“第一次飞跃”：殷商时代的陶器从无釉到有釉商代早期陶器商代几何纹白陶瓿陶器向瓷器过渡彩绘陶甗黄釉舞乐扁壶“第二次飞跃”：汉代以后，釉陶逐渐发展成瓷器。东汉越窑青瓷是迄今为止我国发掘的最早瓷器，一直贯穿到宋代的五大名窑(汝、定、官、越、钧)。“第三次飞跃”：唐代是瓷器由半透明釉发展到半透明胎。唐代越窑的青瓷、邢窑的白瓷、宋代景德镇湖田、湘湖窑的影青瓷都享有盛名。唐三彩钧瓷景德镇陶瓷2、陶瓷的定义“陶瓷”是指所有以粘土为主要原料与其它天然矿物原料经过粉碎、混炼、成形、烧结等过程而制成

5、的各种制品。传统陶瓷包括常见的日用陶瓷制品和建筑陶瓷、电瓷等。传统陶瓷的主要原料：取之于自然界的硅酸盐矿物(如粘土、长石、石英等)，所以传统陶瓷可归属于硅酸盐类材料和制品。因此，陶瓷工业可与玻璃、水泥、搪瓷、耐火材料等工业同属“硅酸盐工业”的范畴。粘土矿物－高岭石钾长石石英19世纪：经高温热处理所合成的无机非金属材料1968年、美国：以无机非金属物质为主的固体材料及其制备与应用的科学和技术3、传统陶瓷、特种陶瓷（新型陶瓷、先进陶瓷）四、特种陶瓷的分类功能陶瓷、结构陶瓷1、结构陶瓷：先进陶瓷中发挥其机械、热、化学等效能的一大类材料。高温下作为结构材料使用，高温结构陶瓷工程陶瓷2、性能特点：较

6、高的室温强度、硬度、耐磨性和耐化学腐蚀性耐高温、耐腐蚀、耐磨性、耐冲刷脆性、低可靠性、重复性差(1)导电陶瓷(2)介电陶瓷(3)压电陶瓷(4)半导体陶瓷3、功能陶瓷氧化铝陶瓷制品氧化锆陶瓷按性能与使用领域分类：机械陶瓷：热机陶瓷：生物化工陶瓷：核陶瓷及其他：Si3N4基陶瓷球轴承高压钠灯透明氧化铝陶瓷五、结构陶瓷的地位与作用现代高新技术、新兴产业和传统工业技术改造的物质基础发展现代军事技术和生物医学不可缺少的材料1、科学技术发展的作用（空间技术中热防护系统）2、建立和发展高新技术产业光通讯工业：光纤接头处结构材料、氧化锆陶瓷电子工业：电路板基板ALN、AL2O3机械工业：SIN系列、SIC

7、系列ZrO2、Al2O3增韧系列、陶瓷基复合材料热机热机陶瓷热耐高温、低重量、低摩擦、耐损耗少燃料损耗，提高使用寿命电热塞、镶块、转子、内衬用高温结构陶瓷做的发动机叶片回收废热高温交换器冶炼工业：耐火材料是指耐火温度不低于1580℃,并在高温下能耐气体、熔融金属、熔融炉渣等物质侵蚀，而且有一定机械强度的无机非金属材料。硅砖镁砖高铝砖陶瓷刀具节约成本80亿美元金属热挤压模：部分稳定氧化锆较碳化物挤压模，寿命提高350