《特种陶瓷工艺学》PPT课件.ppt

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1、1特种陶瓷工艺学学院：材料科学与工程2特种陶瓷生产工艺特种陶瓷粉体性能及其制备技术特种陶瓷的成型方法特种陶瓷的烧结机制及其方法特种陶瓷的加工，以超硬材料金刚石、CBN烧结体为主3粉体特种陶瓷粉体性能作为物质的一种存在状态，粉体不同于气体、液体，也不完全同于固体；它是大量固体粒子的集合体，具有很多固体的属性，如物质结构，密度等等；颗粒间存在宏观空隙，颗粒间结合力较弱；同时它具有固体所不具有的流动性。粉体颗粒一次颗粒：单颗粒，分开并独立存在的最小实体，可以是单晶，但普遍为多晶二次颗粒：一次颗粒间的自发团聚4团聚原因：（a）分子间的范德华力（b）颗粒间的静电引力（c）吸附水分的毛细管力（

2、d）颗粒间磁引力（f）颗粒表面不光滑造成的机械纠缠力特种陶瓷粉体性能粉体团聚颗粒越小，团聚越严重，而对纳米粉来说，如何解决或减轻粉体团聚现象也是很大的难题5特种陶瓷粉体性能粉体颗粒形状颗粒形状与粉末生产方法的关系颗粒形状粉末生产方法颗粒形状粉末生产方法球形气相沉积，液相沉积树枝状水溶液电解近球形气体雾化，置换(溶液)多孔海绵状金属氧化物还原片状塑性金属机械研磨，水雾化碟状金属旋涡研磨多角形机械粉碎不规则形水雾化，机械粉碎，化学沉淀颗粒形状直接影响粉体的许多特性，如比表面积、流动性、磁性、固着力、填充性、研磨特性和化学活性等。根据不同的使用目的，对颗粒形状有不同的要求。颗粒形状因粉末

3、生产方法不同而不同6凡构成某种粉体的颗粒群，其颗粒的平均大小被定义为该粉体的粒度。粉体粒径大小影响粉体性质，如最敏感的比表面积、可压缩性、流动性。粉体粒度决定应用范畴，是粉体诸物性中最重要的特性如：土木、水利所用粉体1cm以上冶金、食品：40μm-1cm纳米粉体：nm量级特种陶瓷粉体，一般粒径在0.05μm～40μm粉体粒度（粒径）特种陶瓷粉体性能7球状颗粒粒度可以用直径表示，多边形可以用边长，但粉体颗粒通常不是很规则的。粉体粒度（粒径）特种陶瓷粉体性能粒径表示方法：⑴等体积球相当径⑵等面积球相当径⑶等沉降速度相当径⑷显微镜下测得的颗粒径8特种陶瓷粉体性能球当量直径①等表面积（球）

4、相当径②等体积（球）相当径③等比表面积（球）相当径④等沉降速度（球）相当径(Stokes径）筛分径当颗粒通过筛网并停留在细筛网上时，粗细筛孔的算术或几何平均值称为筛分径（1）用不同方法测得的粒径可能相较大的区别。（2）一般测得是二次粒径，并不仅仅是一次粒径，显微镜的方法才有可能将其分析。说明9—————————————————————————————目数20    42   60   80    100   150   170    200   250   325—————————————————————————————粒径/mm .833 .351 .246 .175  .14

5、7  .104  .080   .074   .061  .043—————————————————————————————筛分径特种陶瓷粉体性能粒度号尺寸(μ)30/35600～50035/40500～42540/45425～35545/50355～30050/60300～25060/70250～21270/80212～18080/100180～150100/120150～125120/140125～106140/170106～90170/20090～75200/23075～63230/27063～53270/32553～45325/40045～38金刚石粒度10特种陶瓷粉体性

6、能显微镜下测得的颗粒径①Feret径②Martin径（等分面积）③投影面积相当径④定方向最大径⑤投影周长相当径1112特种陶瓷粉体性能粉体粒度分布单分散体系频率分布／％累积分布／％粒径／μm质量个数质量分数个数百分数分数百分数大于该粒径范围小于该粒径范围大于该粒径范围小于该粒径范围<206.519.5100.O6.5100.019.520～2515.825.693.522.380.545.125～3023.224.177.745.554.969.230～3523.917.254.569.430.886.435～4014.37.630.683.713.694.O40～158.83.6

7、16.392.56.097.6>457.52.475100.02.1100.0多分散体系（1）频率分布任意粒度的颗粒占总颗粒数的个数或者质量百分比（2）累积分布某一粒径以下的颗粒占总颗粒数的个数或者质量百分比13特种陶瓷粉体性能粉体表面特征粉体性能上与块体物质有很大的区别，重要原因就是两者表面状态不一样。随着颗粒细化，粉体表面问题将成为颗粒学的首要问题。这也是目前纳米科学成为热点的主要原因。表面能和表面状态粉体颗粒表面原子与内部原子不同，处于能量过剩状态，这种“过剩能