9.2 陶瓷材料.ppt

一、陶瓷概念及用途一、陶瓷概念及用途1什么是陶瓷什么是陶瓷陶瓷：是陶器和瓷器的总称，现代是指所有的无机非金属材料。主要成分是：SiO2、Al2O3、Fe2O3、TiO2、CaO、MgO、K2O、Na2O、PbO等。陶瓷与金属材料、高分子材料构成三大固体材料。9.2 陶瓷材料陶瓷材料2陶瓷的用途陶瓷的用途陶瓷能适用现代工业的许多特殊要求。其典型的用途有：内燃机的火花塞、高温轴承、热电偶套管、钠灯的灯管、远距离输电用的耐高压陶瓷绝缘子、水泵中的防漏水封环等。原子能反应堆中也要用到多种陶瓷材料。3陶瓷的分类陶瓷的分类陶瓷大致上可分为以下几种：传统陶瓷：也称普通陶瓷，主要成分是粘土。可分为日用陶瓷、建筑陶瓷、绝缘陶瓷等。特种陶瓷：主要指具有独特的物理化学性能的陶瓷。如压电陶瓷、磁性陶瓷、光电陶瓷等。工程陶瓷：可分为两种，一种是纯氧化物陶瓷，如Al2O3、MgO等；一种是非金属氧化物陶瓷，如金属的碳化物（MeC）陶瓷等。金属陶瓷：具有陶瓷和金属的综合性能，如硬质合金等。二、陶瓷的结构特点二、陶瓷的结构特点硅酸盐结构由滑石、高岭土、长石构成硅酸盐的原料，是陶瓷的重要材料。在传统陶瓷（普通陶瓷）的主要结构中，硅酸盐最基本的单元是硅氧四面体，一个硅被四个氧所包围。用SiO2表示。如图所示。SiO2可以数个连在一起，呈岛状，或链状，或架状。但在连接过程中一个氧最多和两个硅连在一起。氧化物结构氧化物结构是以离子键为主的晶体。以A、B代表阳离子，x代表阴离子，则MgO的通式为Ax或Bx。当氧离子数量多于金属离子数量时，则具有刚玉结构，如Al2O3，其通式为A2x2。常见的其它结构还有Ax2型，如CaF2（氟石）；ABx3型，如CaTiO3等。2玻璃相玻璃相陶瓷材料熔体的粘度较大，凝固后有一定量的玻璃相。它的作用是将晶体相粘结在一起。玻璃相的力学性能比晶体相低，热稳定性差。3气相气相气相是指气孔。陶瓷中的气相会导致强度大为下降。其产生的原因比较复杂。4陶瓷相转变陶瓷相转变陶瓷的组元是化合物，随着温度、压力的变化，也有同素异构转变。如SiO2-Al2O3二元相图。三、陶瓷的性能特点三、陶瓷的性能特点1力学性能力学性能几种材料的应力-应变曲线如图所示。陶瓷的性能是：模量较大，刚性较好；塑性差，冲击韧性值低，是脆性材料。抗压强度比抗拉强度高得多；硬度高，一般硬度值在莫氏硬度7以上。2热性能热性能熔点高，高温强度很好；在高温下不氧化，抗熔融金属的侵蚀性也好；和金属相比，陶瓷的抗热震性较差，不耐温度的急剧变化。3其它性能其它性能陶瓷的导电能力在很大的范围内变化，大部分陶瓷可作绝缘材料；利用陶瓷的光学特性，可作激光材料（如固体激光器的工作物质就是用红宝石或含钕的玻璃做的）、光色材料、光学纤维、荧光物质和透光材料等；有的陶瓷在人体内无特殊反应，可制作某些人体器官，称为生物陶瓷。“陶瓷材料”部分结束！请转入：“复合材料复合材料”