第八章陶瓷材料 ppt课件.ppt

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1、陶瓷(ceramics)陶瓷(ceramics)非金属材料一般指无机非金属陶瓷材料，主要包括晶体、陶瓷、玻璃、水泥和耐火材料等。陶瓷材料有广义和狭义之分，广义陶瓷即指无机非金属陶瓷材料，狭义陶瓷包括传统陶瓷和精细陶瓷。陶瓷(ceramics)传统陶瓷——以粘土（塑性组分），长石（熔剂组分），石英（惰性组分）等天然矿物为原料，经粉碎、混合、磨细、成型、干燥、烧成等工序制成的产品。特种陶瓷——以人工合成化合物为原料制备，用于技术和工程领域，如电子信息、能源、机械、化工、动力、生物、航天航空和其它高新技术领域。陶瓷材料ceramics先进陶瓷（Advancedceram

2、ics）精细陶瓷（Fineceramics）工程陶瓷（Engineeringceramics）新型陶瓷（Newceramics）近代陶瓷（Modernceramics）高技术陶瓷（HighTechnologyceramics）高性能陶瓷（HighPerformanceceramics）特种陶瓷（Specialceramics）特种陶瓷的名称特种陶瓷和传统陶瓷的主要区别特种陶瓷的分类结构陶瓷——主要利用其热、机械、化学功能，有耐磨损材料、高强度材料、耐热材料，硬质材料、耐冲击材料、低膨胀材料、隔热材料等结构材料。功能陶瓷——利用其电、磁、声、光、催化、生物化学等功能

3、，其中最主要的是绝缘材料、电介质材料、压电材料、磁性材料、半导体材料和透光性陶瓷等电子材料、具有生物化学功能的生物医用材料、抗菌陶瓷材料等。结构陶瓷氧化物陶瓷非氧化物陶瓷氧化铝陶瓷氧化锆陶瓷氧化铍氮化物碳化物陶瓷功能陶瓷装置瓷电容器陶瓷高铝瓷镁质瓷非铁电电容器陶瓷反铁电电容器陶瓷铁电电容器陶瓷压电陶瓷磁性瓷导电陶瓷和超导陶瓷其他功能陶瓷半导体陶瓷正温度系数热敏陶瓷负温度系数热敏陶瓷压敏半导体陶瓷气敏半导体陶瓷温敏半导体陶瓷光敏半导体陶瓷无机非金属材料的基本属性化学健主要是离子键、共价健以及它们的混合键；硬而脆、韧性低、抗压不抗拉、对缺陷敏感；熔点高，具有优良的耐高

4、温和化学稳定性；一般自由电子数目少、导热性和导电性较小；耐化学腐蚀性好；耐磨损。(1)陶瓷材料的组成与结合键陶瓷是金属和非金属元素组成的化合物。当含有一种以上的化合物时，其晶体结构可能变得非常复杂。陶瓷晶体是以离子键和共价键为主要结合键，一般为两种以上的不同键合的混合形式。陶瓷材料的结构特点陶瓷材料离子键和共价键的混合比（2）陶瓷材料的显微结构陶瓷材料由晶相、玻璃相、气相组成。晶相是陶瓷材料的主要组成相，决定陶瓷材料的物理化学特性。玻璃相是非晶态低熔点固体相，起粘结晶相，填充气孔，降低烧结温度等作用。气相和气孔是陶瓷材料在制备过程中不可避免留下的。气孔率增大，陶瓷

5、材料的致密度降低，强度和硬度下降。陶瓷材料的结构特点粘土粘土是多种微细的矿物的混合体，其矿物的粒径多数小于2μm，主要是由粘土矿物和其他矿物组成的并且具有一定特性的（其中主要是可塑性）土状岩石。主要化学组成：SiO2，Al2O3，少量K2O，Na2OCaO，MgO：为碳酸盐杂质矿物（方解石，菱镁矿）在高温下分解的产物，起熔剂作用，能降低陶瓷烧成温度。有害杂质：Fe2O3，TiO2，烧成时产生膨胀的缺陷，影响瓷体的电绝缘性，并使瓷体染色。粘土矿多具有层状结构，其结构基础是数层硅氧四面体组成的（Si2O5）n层和一层铝氧八面体组成的AlO(OH)2层构成一单元层。粘土

6、的可塑性是陶瓷坯泥服从成型的基础。粘土使注浆泥料与釉料具有悬浮性与稳定性。粘土一般呈细分散颗粒，同时具有结合性。粘土是陶瓷坯体烧结时的主体，粘土中的Al2O3含量和杂质含量是决定陶瓷坯体的烧结程度，烧结温度和软化温度的主要因素。粘土是形成陶器主体结构和瓷器中莫来石晶体的主要来源。粘土在陶瓷生产中的作用长石长石是地壳上分布广泛的造岩矿物。它呈架状硅酸盐结构，化学成分为不含水的碱金属与碱土金属铝硅酸盐，主要是钾，钙，钠和少量钡的铝硅酸盐，有时含有微量的铯，锶等金属离子，晶粒粗大。根据架状硅酸盐的结构特点，长石主要有四种基本类型：钠长石，钾长石，钙长石和钡长石。长石在高

7、温下熔融形成粘稠的玻璃熔体是坯料中碱金属氧化物（K2O，Na2O）的主要来源，能降低陶瓷坯体组分的熔化温度，有利于成瓷和降低烧成温度。熔融后的长石熔体能熔解部分高岭土分解产物和石英颗粒。液相中Al2O3和SiO2相互作用，促进莫来石晶体的形成和长大，赋予了坯体的力学性能和化学稳定性。长石熔体能填充于各结晶颗粒之间，有助于坯体致密和减少空隙。在釉料中长石是主要熔剂。长石作为瘠性原料，在生坯中还可以缩短坯体干燥时间，减少坯体的干燥收缩和变形等。长石的作用种类：自然界中的二氧化硅结晶矿物可以统称为石英。最纯的石英晶体统称为水晶。陶瓷工业中常用的石英类原料和材料有：脉石英

8、、砂岩、石