专业论述先进陶瓷材料的连接技术文.docx

专业论述先进陶瓷材料的连接技术文.docx《材料连接新技术》学院:班级:姓名:先进陶瓷材料的连接陶瓷是指以各种金属的氧化物、氮化物、碳化物、硅化物为原料,经适当配料、成形和高温烧结等人工合成的无机非金属材料。陶瓷具有很多独特的性能。这类材料一般是由共价键、离子键和混合键结合而成,键合力强,具有很高的弹性模量和硬度。陶瓷材料按其应用特性分为功能陶瓷和工程结构陶瓷两大类。功能结构陶瓷是指具有电、磁光、声、热等功能的陶瓷材料,从性能上分有铁电、压电、光电、声光、磁光、生物等功能陶瓷。工程结构陶瓷强调材料的力学性能,以其具有的耐高温、高强度、超硬度、高绝缘性、高耐磨性、耐腐蚀等性能,在工程领域得到广泛应用。陶瓷材料是用天然或合成化合物经过成形和高温烧结制成的一类无机非金属材料。它具有高熔点、高硬度、高耐磨性、耐氧化等优点。可用作结构材料、***材料,由于陶瓷还具有某些特殊的性能,又可作为功能材料。陶瓷材料多相多晶材料,一般由晶相,玻璃相和气相组成。其显微结构是由和制造工艺所决定的。晶相是陶瓷材料的主要组成相,是化合物或固溶体。陶瓷中的晶相主要有硅酸盐,氧化物和非氧化物三种。玻璃相是一种低熔点的非晶态固相。它的作用是连接晶相,填充晶相间的间隙,提高致密度,降低烧结温度,抑制晶粒长大等。玻璃相的组成随着胚料组成,分散度,烧结时间以及炉内气氛的不同而变化。玻璃相会降低陶瓷的强度,耐热耐火性和绝缘性。气相是指陶瓷孔隙中的气体。陶瓷的性能受气孔的含量,形状,分布等的影响。气孔会降低陶瓷的强度,增大介电损耗,降低绝缘性,降低致密度,提高绝热性和抗震性。对功能陶瓷的光,电,磁等性能也会有影响。氧化物陶瓷:氧化物陶瓷材料的原子结合以离子键为主,存在部分共价键,因此具有许多优良的性能。大部分氧化物具有很高的熔点,良好的电绝缘性能,特别是具有优异的化学稳定性和抗氧化性,在上程领域已得到了较广泛的应用。 例如:氧化铝陶瓷: 三氧化二铝为主晶相。根据三氧化二铝含量和添加剂的不同,有不同系列。如根据三氧化二铝含量不同可分为75瓷,85瓷,99瓷等;根据其主晶相的不同可分为莫来石瓷、刚玉-莫来瓷和刚玉瓷;根据添加剂的不同又分为铬刚玉、钛刚玉等。氮化物陶瓷:氮化物包括非金属和金属元素氮化物,他们是高熔点物质。氮化物陶瓷的种类很多,但都不是天然矿物,而是人工合成的。日前工业上应用较多的氮化物陶瓷有氮化硅(Si3N4)、氮化硼、氮化铝、氮化钛等。例如:氮化硅陶瓷:Si3N4陶瓷材料的热膨胀系数小,因此具有较好的抗热震性能;在陶瓷材料中,Si3N4的弯曲强度比较高,硬度也很高, Si3N4陶瓷耐氢***酸以外的所有无机酸和某些碱液的腐蚀,高温氧化时材料表面形成的氧化硅膜可以阻碍进一步氧化,抗执化温度达1800℃。陶瓷的主要制备工艺过程包括坯料制备、成型和烧结。其生产工艺过程可简单地表示为:坯料制备、成型、干燥、烧结、后处理、成品。制备:通过机械或物理或化学方法制备坯料,在制备坯料时,要控制坯料粉的粒度、形状、纯度及脱水脱气,以及配料比例和混料均匀等质量要求。按不同的成型工艺要求,坯料可以是粉料、浆料或可塑泥团;成型:将坯料用一定工具或模具制成一定形状、尺寸、密度和强度的制品坯型(亦称生坯);烧结:生坯经初步干燥后,进行涂釉烧结或直接烧结。高温烧结时,陶瓷内部会发生一系列物理化学变化及相变,如体积减小,密度增加,强度、硬度提高,晶粒发生相变等