材料化学_免费下载

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1、结构陶瓷赵晓娜20061810010065摘要：本文就几种氧化物结构陶瓷、氮化硅结构陶瓷和碳化硅结构陶瓷进行了介绍，主要分析了几种氧化物结构陶瓷、氮化物结构陶瓷和碳化硅结构陶瓷的主要组成成分、性能以及分类，并且对其应用进行了深入的探讨，发现结构陶瓷对我们的生活有很重大的意义。为我们的生活提供了很多方便，对我们的生活影响很大。关键词：结构陶瓷氧化物结构陶瓷氮化物结构陶瓷组成分类性能应用1、结构陶瓷概述作为结构部件的特种陶瓷。由单一或复合的氧化物或非氧化物组成，如单由AI2O3>ZrO2>SiC、Si3N4,或相互复合，或与碳纤维结合而成。用于制造陶瓷发

2、动机和耐磨、耐高温的特殊构件。2、氧化物结构陶瓷氧化物陶瓷是以氧化物例如A1心和MgO为基料，在其晶格中也可以含有其它几种元素的阳离子的陶瓷材料例如莫来右陶瓷3Al203•2SiO2®英右陶瓷等常用的氧化物陶瓷主要有氧化铝陶瓷、氧化错陶瓷和莫来石陶瓷等。2.1氧化铝陶瓷2.1.1氧化铝陶瓷的主要成分及分类氧化铝陶瓷是以A1G为主要原料，也可以是以刚玉a-AlA为主要矿物质组成的一种相当重耍的陶瓷材料•到目前为止，发现的的结品态冇a、卩、丫、小匚、k、0>p、％等九利«a-Al203是结晶中最稳定的，它的结构具有六方最密堆积的氧原子层，氧原子间的八面体

3、配位的2/3空隙是由金属原子所填充。AI2O3和ipA1G是水铝矿A1A-3H20及氢氧化铝矿A1(OH)3等AI2O3水化物在脱水过程中生成的过渡AlAor-A14是A1G的低温形态，它具有fee晶格，屈尖晶石型结构。如果按主晶相矿物名称分类，陶瓷可分为莫来右瓷、刚玉莫来石瓷和刚玉瓷,如果按其中AbO,的含量分类，陶瓷乂可分为高纯AbO,陶瓷(AbO：,含量质量分数在99.9%以上)和普通AI2O3陶瓷2.1.2氧化铝陶瓷的应用由于陶瓷貝有高的硬度、强度和耐磨性、因而是制备刀具、模具、钟表轴承、砂轮、磨球及泥砂泵活塞等的重耍材料具冇良好的耐热性，可

4、作为特殊耐火材料特别是高频金属熔化炉用增竭及其它冶炼用的柑涡，也是耐火砖、耐火纤维等制甜的常用材料具有好的电绝缘性，是主要的绝缘瓷，常用于IC封装、衬底、火花塞、真空开关外壳、磁控管芯柱以及热电偶套管等具冇好的耐蚀性是化工用品和耐酸泵零件等的常用材料。2.2莫来石结构陶瓷2.2.1莫来石陶瓷的主要成分及分类莫來石陶瓷的主品相为莫来石(3Al2O3-2SiO2)它是曲硅氧四面体和铝氧四面体有规则地交替连接成双链式的硅氧结构团，由六配位的铝离了把一条条双链连接起来，构成了莫来石的整体结构莫来右陶瓷主耍分为普通莫来石瓷和高纯莫来石瓷普通莫来石瓷以铝硅酸盐系

5、的天然矿物作为主要原料，纯度低，其组分除AhOs和Si02外，还含有TiO2,Fe2O3CaO,MgO,Na20及K2O等杂质，因而制甜中冇相当数量的玻璃相，致使其热学及力学性质变差而高纯莫來石瓷是以合成的超细高纯莫来石粉末制备出的不含玻璃相的莫来石瓷2.2.2莫来石瓷的应用莫来石瓷随温度升高，其强度和韧性不仅未衰减反而大幅度提高，具有高熔点、低热导率、低膨胀系数以及优良的抗蠕变、抗热震和抗腐蚀性能在工业上主要用作耐火材料、高温工程材料、封装材料和光学材料等高纯莫來石瓷正被用于夹具或辗道窑中辘轴材料以及高温(>1000°C)氧化气氛中的喷嘴、炉管或热

6、电偶套管等但高纯莫来石瓷韧性差，不宜用于高温结构材料.Zr02增韧莫来石,或引入SiC颗粒构成复相陶瓷，其强度和韧性明显提高，是近年来新发展的一种高温结构陶瓷，可用作刀具材料、绝热发动机的零部件、电绝缘管、高温炉衬、高压开关和碳膜电阻的基体等。3、氮化物的结构陶瓷3.1氮化硅(Si3N4)陶瓷3.1.1氮化硅(SisNJ陶瓷的主要组成、分类及性能SiN是曲Si元索和N元索经人工合成的，而这2种元索电负性相近，是无机非金屈强共价键化合物，氮原了Z间结合得非常牢固.SiN屈多晶材料，有p-Si3N4和Si3N°2种品型，均为六方品系，都是由3个四而体结构

7、单元(SiNJ共用1个N原子而形成的三维网状结构，一般认为*SiN属低温稳定晶型，卩-SiM高温稳定晶型，Q—卩相变始于1400°C,到1800°C基木完成.19世纪80年代发现了这种先进的工程陶瓷材料,20世纪50年代该材料获得较大规模发展.因其氮原子之间结合得非常牢固，所以具有极好的高温性能以及高强度和高硬度，其常温硬度(HRA)可达91-93,热硬性好,能承受1300-1400°C的高温,摩擦系数也较低,本身具有润滑性，并且耐磨损、抗腐蚀能力强，高温时抗氧化，能抵抗冷热冲击，SiN在很高的温度下蠕变也很小，这也是它比金属优越的可贵性能。3.1.

8、2氮化硅(SisNJ陶瓷的应用由于SiN陶瓷的优赴性能，所以在很多领域有着广阔的应用前景，用于发动机部件、陶