第1章-特种陶瓷工艺原理.pdf

《第1章-特种陶瓷工艺原理.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、特种陶瓷材料及工艺授课教师：任帅材料科学与工程学院第四章特种玻璃绪论第五章人工晶体第一章特种陶瓷生产工艺原理第六章无机纤维第二章结构陶瓷第七章薄膜材料第三章功能陶瓷第八章生物陶瓷第九章新能源材料第十章环境材料第一章特种陶瓷工艺原理1.1特种陶瓷粉体的物理性能1.2特种陶瓷粉体的制备方法1.3特种陶瓷的成型方法1.4特种陶瓷的烧结1.1特种陶瓷粉体的物理性能粉体—指大量固体粒子的集合系。它表示物质的一种存在状态。它既不同于气体、液体，也完全不同于固体，正如不少国内学者所认为的，粉体是气、液、固三相之外的所谓第四相。组成粉体的固体颗粒其粒径的大小对粉体系统的各种性质有很大的影响。其中

2、最敏感的有粉体的比表面积，可压缩性和流动性。我们所要研究的特种陶瓷粉体，一般是指其组成颗粒的粒径在0.05-40μm的物系。1.1特种陶瓷粉体的物理性能1.1.1粉体的粒度与粒度分布1.1.2粉体颗粒的形态及其表征1.1.3粉体的表面特性1.1.4粉体的填充性1.1特种陶瓷粉体的物理性能1.1.1粉体的粒度与粒度分布1)粉体颗粒（powderparticle）是指在物质的本质结构不发生改变的情况下，分散或细化而得到的固体基本颗粒。一般将没有堆积、絮联等结构的最小单元称为一次颗一次颗粒发生团聚的原因：粒。而在实际应用的粉体原料中，往往都是在一定程度上团聚了的颗粒，即所谓的（1）分子

3、间的范德华引力二次颗粒；（2）颗粒间的。静电引力；（3）吸附水分的毛细管力；（4）颗粒间的磁引力；（5）颗粒表面不平滑引起的机械纠缠力。1.1特种陶瓷粉体的物理性能1.1.1粉体的粒度与粒度分布2)粉体颗粒的粒度(particlesize)粉体颗粒是构成粉体的基本单位。由于粉体是具有粒度分布的大量固体颗粒的分散相，因而，不可能用单一的大小来描述，凡构成某种粉体的颗粒群，其颗粒的平均大小被定义为粉体的粒度。实际的粉体颗粒有球形、条形、多边形、片状或各种形状兼而有之。(a)(b)(c)(d)(e)(f)图1各种形状的粉体颗粒1.1特种陶瓷粉体的物理性能1.1.1粉体的粒度与粒度分布2

4、)粉体颗粒的粒度(particlesize)根据不同要求，表示颗粒群粒度的方法主要有以下几种：①等体积球相当径。（体积可求）②等面积球相当径。(流体通过法或吸附法)③等沉降速度相当径。④显微镜下测得的颗粒粒径:马丁径、弗莱特径、投影面积径。1.1特种陶瓷粉体的物理性能1.1.1粉体的粒度与粒度分布2)粉体颗粒的粒度(particlesize)马丁径-对开线长度1.1特种陶瓷粉体的物理性能1.1.1粉体的粒度与粒度分布2)粉体颗粒的粒度(particlesize)弗莱特径–两对边切线之间距离1.1特种陶瓷粉体的物理性能1.1.1粉体的粒度与粒度分布2)粉体颗粒的粒度(particl

5、esize)投影面积径–与颗粒影像有相同面积的圆的直径1.1特种陶瓷粉体的物理性能1.1.1粉体的粒度与粒度分布3)粉体颗粒的粒度分布----是表征多分散体系中颗粒大小不均一程度的。对于某一粉体系统来说，如果组成颗粒的粒度都一样或近似一样，就称其为单分散（monodisperse）体系；实际粉体所含颗粒的粒度大都有一个分布范围，常称为多分散（polydisperse）体系。粒度分布范围越窄，我们就说分布的分散程度越小，其集中度越高。1.1特种陶瓷粉体的物理性能1.1.1粉体的粒度与粒度分布3)粉体颗粒的粒度分布频率分布曲线累积分布曲线1.1特种陶瓷粉体的物理性能1.1.2粉体颗粒

6、的形态及其表征颗粒形态对粉体系统的性质比如流动性，自然堆积密度、比表面以及成形体密度，烧结体性质等有直接的影响。金属陶瓷用复合粉末SiC晶须1.1特种陶瓷粉体的物理性能1.1.2粉体颗粒的形态及其表征形状因子：在一定程度上可表征颗粒形状相对于标准形状的偏离。常见的几种形状因子有：①Wadell球形度ψw（球体）与颗粒具有相同体积的球的表面积对于实际颗粒的表面积之比，一般小于1，如等于1，则该颗粒位球形②长短度和扁平度（柱状或片状）长短度=长径l/短径b，扁平度=短径b/厚度t③动力形状因子KK=Dd/DvDd—颗粒在介质中的沉降阻力相当径Dv---等体积球径1.1特种陶瓷粉体的物

7、理性能1.1.3粉体的表面特性1）粉体颗粒的表面能和表面状态当晶体破碎，破断面上的原子所处的状态就与内部原子不一样。内部原子在内部原子的均等作用下处于能量平衡的状态；而表面则只是一侧受到内部原子的引力，另一侧则处于一种具有“过剩能量”的状态，该“过剩能量”就称为表面能。同样，粉体颗粒表面的“过剩能量”就称为颗粒的表面能。当物质被粉碎成细小颗粒时，就会出现大量的新表面，并且这种新表面能的量值随粒度变小而迅速增加。这时，处于表面的原子的数量发生显著变化。1.1特种陶瓷粉体的物理性能1