材料科学与工程导论 教学课件 ppt 作者 王高潮 第五章.ppt

第五章陶瓷材料第一节陶瓷材料简介第二节陶瓷材料的结构与性能第三节陶瓷材料的制备工艺第一节陶瓷材料简介传统上,陶瓷的概念是指以粘土及其天然矿物为原料,经过粉碎混炼、成型、焙烧等工艺过程所制得的各种制品。亦称为“普通陶瓷”。广义的陶瓷概念是用陶瓷生产方法制造的无机非金属固体材料和制品的统称。1陶瓷的概念按陶瓷的概念和用途来分类陶瓷制品分为两大类,即普通陶瓷(传统陶瓷)和特种陶瓷(新型陶瓷)。普通陶瓷根据其用途不同又可分为日用陶瓷、建筑卫生陶瓷、化工陶瓷、化学陶瓷、电瓷及其他工业用陶瓷。特种陶瓷又可分为结构陶瓷和功能陶瓷两大类。2陶瓷的分类陶瓷制品的分类名称特点主要制品颜色吸水率(%)粗陶器带色>10日用缸器、砖、瓦精陶器石灰质长石质白色白色18~229~12日用器皿、彩陶日用器皿、卫生陶瓷、装饰釉砖面炻器粗炻器细炻器带色白或带色4~8<1缸器、建筑外墙砖、锦砖、地砖日用器皿、化工及电器工业用品、瓷质砖瓷器长石瓷绢云母瓷滑石瓷骨灰瓷白色白色白色白色<<<<、陈设瓷、高低压电瓷日用餐茶具、美术用品日用餐茶具、美术用品日用餐茶具、美术用品名称特点主要制品颜色吸水率(%)特种瓷高铝质瓷镁质瓷锆质瓷钛质瓷磁性瓷电子陶瓷金属陶瓷其他耐高频、高强度、耐高温耐高频、高强度、低介电损失高强度、高介电损失高电容率、铁电性、压电性高电阻率、高磁致伸缩系数有导电性、电光性高强度、高熔点、高韧性、抗氧化硅线石瓷、刚玉瓷等滑石瓷锆英石瓷钛酸钡瓷、钛酸锶瓷、金红石瓷铁淦氧瓷、镍锌磁性瓷电子元器件等铁、镍、钴金属陶瓷,如火箭喷嘴氧化物、碳化物、硅化物瓷等第二节陶瓷材料的结构和性能一、陶瓷材料的结构陶瓷材料是多相多晶材料,陶瓷结构中同时存在晶体相玻璃相气相各组成相的结构、数量、形态、大小及分布决定了陶瓷的性能。,对陶瓷的性能起决定性作用。陶瓷中的晶相的结合键为离子键共价键混合键氧化物结构的结合键以离子键为主,又称离子晶体。Si3N4、SiC、BN等以共价键为主,称共价晶体。氧化物结构的主要特点是氧离子紧密排列构成晶格骨架,组成六方或面心立方点阵,而正离子位于骨架的适当间隙之中。如:CaO、MgO、Al2O3、ZrO2硅酸盐结构结构很复杂,但基本结构单元为[SiO4]硅氧四面体,结合键为离子键、共价键的混合键;每个氧原子最多只有被两个[SiO4]所共有;Si-O-Si的键角为145℃;[SiO4]既可孤立存在,亦可通过共用顶点连接成链状、平面或三维网状结构,故硅酸盐材料有无机高聚物之称。