无机非金属复习资料优秀PPT.ppt

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1、先进无机材料制备科学与技术（上部）先进无机材料制备科学与技术（上部）复习提纲复习提纲 1.1.好用陶与瓷器的分类好用陶与瓷器的分类好用陶与瓷器的分类好用陶与瓷器的分类2.2.特种陶瓷的概念与术语特种陶瓷的概念与术语特种陶瓷的概念与术语特种陶瓷的概念与术语特种陶瓷是一类接受高度精选的的原料，具有能精确限制的特种陶瓷是一类接受高度精选的的原料，具有能精确限制的特种陶瓷是一类接受高度精选的的原料，具有能精确限制的特种陶瓷是一类接受高度精选的的原料，具有能精确限制的化学组成，依据便于限制的制造技术加工的，便于进行结化学组成，依据便于限制的制造技术加工的，便于进行结化学组成，依据便于限制的制造技术加工的

2、，便于进行结化学组成，依据便于限制的制造技术加工的，便于进行结构设计的，具有优异性能的陶瓷。构设计的，具有优异性能的陶瓷。构设计的，具有优异性能的陶瓷。构设计的，具有优异性能的陶瓷。术语：术语：术语：术语：先进陶瓷、精细陶瓷、工程陶瓷、近代陶瓷、高技术陶瓷、先进陶瓷、精细陶瓷、工程陶瓷、近代陶瓷、高技术陶瓷、先进陶瓷、精细陶瓷、工程陶瓷、近代陶瓷、高技术陶瓷、先进陶瓷、精细陶瓷、工程陶瓷、近代陶瓷、高技术陶瓷、高性能陶瓷等。高性能陶瓷等。高性能陶瓷等。高性能陶瓷等。3.3.特种陶瓷的分类、性能与应用特种陶瓷的分类、性能与应用特种陶瓷的分类、性能与应用特种陶瓷的分类、性能与应用?4.4.特种陶瓷

3、与传统陶瓷的区分特种陶瓷与传统陶瓷的区分特种陶瓷与传统陶瓷的区分特种陶瓷与传统陶瓷的区分5.5.陶瓷的致命弱点陶瓷的致命弱点陶瓷的致命弱点陶瓷的致命弱点-脆性脆性脆性脆性?改善陶瓷脆性以及强化陶瓷的主要途径改善陶瓷脆性以及强化陶瓷的主要途径改善陶瓷脆性以及强化陶瓷的主要途径改善陶瓷脆性以及强化陶瓷的主要途径?1.好用陶与瓷器的分类好用陶与瓷器的分类种类粗陶普通陶细陶炻细炻普通瓷细瓷吸水率%112061441237110.5烧结温度/度8001100120012501280-120013001250140012501400三、特种陶瓷与传统陶瓷的区分三、特种陶瓷与传统陶瓷的区分1、概述：传统意义

4、上的陶瓷主要是指硅酸盐类材料。现在一般认为，陶瓷材料是指各种无机非金属材料的统称。2、区分：主要区别主要区别特种陶瓷材料特种陶瓷材料传统陶瓷材料传统陶瓷材料原料原料人工合成高度精选的原料（氧化物、人工合成高度精选的原料（氧化物、非氧化物）非氧化物）天然矿物原料，如黏天然矿物原料，如黏土、石英、长石等。土、石英、长石等。成型成型压制、热压制、注射、轧膜、等静压制、热压制、注射、轧膜、等静压成型为主压成型为主注浆、可塑成型为主注浆、可塑成型为主烧成12002200度，广泛采用诸如真空烧结、气氛烧结、热压、热等静压烧结，燃料以电、油气为主。一般在1350度以下、燃料以煤、油、气为主。性能性能以内在质

5、量为主，具优良的物理化以内在质量为主，具优良的物理化学性能，高强、高硬、耐磨、耐腐学性能，高强、高硬、耐磨、耐腐蚀、耐高温、抗热，且在热、光、蚀、耐高温、抗热，且在热、光、声、电、磁、化学、生物等方面具声、电、磁、化学、生物等方面具卓越功能。卓越功能。以外观效果为主。以外观效果为主。加工加工一般需要加工（切割、打孔、研磨、一般需要加工（切割、打孔、研磨、抛光）抛光）一般不需要加工一般不需要加工用途用途在石油、化工、钢铁、电子、纺织在石油、化工、钢铁、电子、纺织和汽车等行业种、在许多尖端技术和汽车等行业种、在许多尖端技术领域如航天、核工业、军事工业种领域如航天、核工业、军事工业种有着广泛的应用价

6、值和潜力。有着广泛的应用价值和潜力。炊具、餐具、工艺品。炊具、餐具、工艺品。3.特种陶瓷的分类、性能与应用特种陶瓷的分类、性能与应用?一、依据性能与用途的不同分：一、依据性能与用途的不同分：1 1、结构材料用陶瓷（耐磨损、高强度、硬、结构材料用陶瓷（耐磨损、高强度、硬质、耐热等）质、耐热等）2 2、功能陶瓷（电磁、光电、生物、功能陶瓷（电磁、光电、生物-化学）化学）二、按化学组成分：二、按化学组成分：1 1、氧化物陶瓷、氧化物陶瓷2 2、氮化物陶瓷、氮化物陶瓷3 3、碳化物陶瓷、碳化物陶瓷陶瓷的致命弱点陶瓷的致命弱点-脆性脆性脆性的直观表现：脆性的直观表现：脆性的直观表现：脆性的直观表现：在外

7、载荷作用下，断裂是无先兆的，爆发性的。在外载荷作用下，断裂是无先兆的，爆发性的。在外载荷作用下，断裂是无先兆的，爆发性的。在外载荷作用下，断裂是无先兆的，爆发性的。脆性的间接表现：无机械冲击性和温度急脆性的间接表现：无机械冲击性和温度急脆性的间接表现：无机械冲击性和温度急脆性的间接表现：无机械冲击性和温度急变性。变性。变性。变性。脆性的本质：脆性的本质：脆性的本质：脆性的本质：脆性是由陶瓷材料的化学键性质和晶体结构所确定的，陶脆性是由陶瓷材料的化学键性质和晶体结构所确定的，陶脆性是由陶瓷材料的化学键性质和晶体结构所确定的，陶脆性是由陶瓷材料的化学键性质和晶体结构所确定的，陶瓷材料的化学键为离子

8、键、共价键或离子瓷材料的化学键为离子键、共价键或离子瓷材料的化学键为离子键、共价键或离子瓷材料的化学键为离子键、共价键或离子-共价混合键，共价混合键，共价混合键，共价混合键，其特点为结合力强并且具方向性。其特点为结合力强并且具方向性。其特点为结合力强并且具方向性。其特点为结合力强并且具方向性。（1 1 1 1）从晶体结构看，在陶瓷中缺乏独立的滑移系统，陶）从晶体结构看，在陶瓷中缺乏独立的滑移系统，陶）从晶体结构看，在陶瓷中缺乏独立的滑移系统，陶）从晶体结构看，在陶瓷中缺乏独立的滑移系统，陶瓷材料一旦处于受力状态就难以通过滑移所引起的塑性变瓷材料一旦处于受力状态就难以通过滑移所引起的塑性变瓷材料

9、一旦处于受力状态就难以通过滑移所引起的塑性变瓷材料一旦处于受力状态就难以通过滑移所引起的塑性变形来松驰应力。形来松驰应力。形来松驰应力。形来松驰应力。（2 2 2 2）在陶瓷材料中存在大量的微裂纹，并且简洁引起高）在陶瓷材料中存在大量的微裂纹，并且简洁引起高）在陶瓷材料中存在大量的微裂纹，并且简洁引起高）在陶瓷材料中存在大量的微裂纹，并且简洁引起高度集中。从而导致脆性断裂。度集中。从而导致脆性断裂。度集中。从而导致脆性断裂。度集中。从而导致脆性断裂。改善陶瓷脆性以及强化陶瓷的主要途径改善陶瓷脆性以及强化陶瓷的主要途径1.1.氧化锆增韧氧化锆增韧2.2.微裂纹增韧微裂纹增韧3.3.颗粒弥散补强增

10、韧颗粒弥散补强增韧4.4.纤维（晶须）补强增韧纤维（晶须）补强增韧5.5.纳米陶瓷增加增韧纳米陶瓷增加增韧陶瓷材料的其他弱点：陶瓷材料的其他弱点：1.加工困难加工困难2.牢靠行差牢靠行差3.重现行差重现行差结构陶瓷材料的主要特性：结构陶瓷材料的主要特性：结构陶瓷材料的主要特性：结构陶瓷材料的主要特性：主要性能：主要性能：主要性能：主要性能：高温强度及耐热特性耐腐蚀，化高温强度及耐热特性耐腐蚀，化高温强度及耐热特性耐腐蚀，化高温强度及耐热特性耐腐蚀，化学稳定性高硬度、耐磨性密度小，高强比学稳定性高硬度、耐磨性密度小，高强比学稳定性高硬度、耐磨性密度小，高强比学稳定性高硬度、耐磨性密度小，高强比高

11、弹性，低膨胀系数生物化学性其他高弹性，低膨胀系数生物化学性其他高弹性，低膨胀系数生物化学性其他高弹性，低膨胀系数生物化学性其他三、特种陶瓷今后的主要探讨任务三、特种陶瓷今后的主要探讨任务三、特种陶瓷今后的主要探讨任务三、特种陶瓷今后的主要探讨任务1 1 1 1、探讨现有陶瓷材料的性能及改性的主要途径、探讨现有陶瓷材料的性能及改性的主要途径、探讨现有陶瓷材料的性能及改性的主要途径、探讨现有陶瓷材料的性能及改性的主要途径2 2 2 2、探讨制备陶瓷的最佳工艺、探讨制备陶瓷的最佳工艺、探讨制备陶瓷的最佳工艺、探讨制备陶瓷的最佳工艺3 3 3 3、对烧结后的半成品进行精加工之技术，金属化、对烧结后的半

12、成品进行精加工之技术，金属化、对烧结后的半成品进行精加工之技术，金属化、对烧结后的半成品进行精加工之技术，金属化与焊接技术探讨与焊接技术探讨与焊接技术探讨与焊接技术探讨4 4 4 4、发掘陶瓷材料的潜能和开发新的陶瓷材料、发掘陶瓷材料的潜能和开发新的陶瓷材料、发掘陶瓷材料的潜能和开发新的陶瓷材料、发掘陶瓷材料的潜能和开发新的陶瓷材料 6 6、原料的分类方法、原料的分类方法 依据工依据工艺艺特性分：可塑性原料，非可塑性原料（瘠性），特性分：可塑性原料，非可塑性原料（瘠性），熔熔剂剂性原料。性原料。依据用途分：坯用原料，釉用原料，色料和彩料。依据用途分：坯用原料，釉用原料，色料和彩料。依据依据矿矿

13、物物组组成分：粘土原料，硅成分：粘土原料，硅质质原料，原料，长长石原料，石原料，钙质钙质 原料，原料，镁质镁质原料。原料。依据原料的依据原料的获获得方式分：得方式分：矿矿物原料，化工原料。物原料，化工原料。自然原料1.黏土的成因类型，特点。2.黏土的组成（化学组成，矿物组成，颗粒组成）对工艺性质的影响。3.黏土的矿物组成，黏土矿物的主要类型，结构特点。4.黏土的工艺性质（可塑性，结合性，离子交换性，触变性，膨胀性，收缩，烧结性能，（耐火度）粘土在陶瓷生产中的作用5.石英矿石的类型。石英的性质，石英的晶型转化类型及其特点。6.长石的种类和性质，长石的熔融特性。黏土类原料黏土类原料概念：黏土是一种

14、颜色多样，细分散的多概念：黏土是一种颜色多样，细分散的多种含水铝硅酸盐矿物的混合体，粒度一般种含水铝硅酸盐矿物的混合体，粒度一般小于小于2 2m m，主要由黏土矿物以及其他一些杂，主要由黏土矿物以及其他一些杂质矿物组成。分布广质矿物组成。分布广,种类繁多种类繁多,储量丰富储量丰富.黏土具独特的可塑性和结合性，是构成陶黏土具独特的可塑性和结合性，是构成陶瓷生产的工艺基础。瓷生产的工艺基础。黏土的成因类型黏土的成因类型1,1,风化残积型（一次黏土）风化残积型（一次黏土）风化残积型（一次黏土）风化残积型（一次黏土）特点特点特点特点:以脉状以脉状以脉状以脉状,覆盆状或帽状产出覆盆状或帽状产出覆盆状或帽

15、状产出覆盆状或帽状产出.典型代表：景德镇高岭村，晋江白安，潮州飞天典型代表：景德镇高岭村，晋江白安，潮州飞天典型代表：景德镇高岭村，晋江白安，潮州飞天典型代表：景德镇高岭村，晋江白安，潮州飞天燕矿。燕矿。燕矿。燕矿。2,2,沉积型黏土矿沉积型黏土矿沉积型黏土矿沉积型黏土矿(二次黏土二次黏土二次黏土二次黏土)指风化了的黏土矿物借雨水活风力的搬运作用搬指风化了的黏土矿物借雨水活风力的搬运作用搬指风化了的黏土矿物借雨水活风力的搬运作用搬指风化了的黏土矿物借雨水活风力的搬运作用搬离原母岩后，在低凹地方沉积而成。离原母岩后，在低凹地方沉积而成。离原母岩后，在低凹地方沉积而成。离原母岩后，在低凹地方沉积而

16、成。特点特点特点特点:呈层状，透镜状产出，面积大，厚度小。呈层状，透镜状产出，面积大，厚度小。呈层状，透镜状产出，面积大，厚度小。呈层状，透镜状产出，面积大，厚度小。典型代表：南安康垅，清远源潭矿。典型代表：南安康垅，清远源潭矿。典型代表：南安康垅，清远源潭矿。典型代表：南安康垅，清远源潭矿。3.3.热液蚀变型热液蚀变型 成成因因：热热液液作作用用于于母母岩岩所所形形成的。成的。热热液液：高高温温岩岩浆浆冷冷凝凝合合晶晶后后，残残余余岩岩浆浆含含大大量量挥挥发发分分和和水水分分。当当温温度度进进一一步步降降低低时时，水水分分以以液液态态存存在在，但但其其中中溶溶有有大大量量其其它它化化合合物。

17、物。特点特点:呈层状呈层状,脉状脉状,透镜状透镜状.代代表表：苏苏州州阳阳山山、衡衡阳阳界界碑碑等等地地粘粘土土矿矿多多为为热热液液蚀蚀变变型。型。黏土的组成黏土的组成黏土的性质取决于黏土的组成。其组成包黏土的性质取决于黏土的组成。其组成包括：括：1、化学组成、化学组成2、矿物组成、矿物组成3、颗粒组成、颗粒组成一、黏土的化组成对工艺性质的影响一、黏土的化组成对工艺性质的影响1.1.当黏土的化学组成与高岭石的化学组成很接近当黏土的化学组成与高岭石的化学组成很接近高岭土。高岭土。2.2.碱性氧化物含量高碱性氧化物含量高可能为蒙脱石类或伊利石类黏土矿可能为蒙脱石类或伊利石类黏土矿物为主。物为主。3

18、.3.石英颗粒（游离）含量高石英颗粒（游离）含量高可塑性差，干燥和烧成收缩可塑性差，干燥和烧成收缩小。小。4.4.碱金属、碱土金属、铁含量高碱金属、碱土金属、铁含量高耐火度差，烧结温度较耐火度差，烧结温度较低。低。5.Al2O35.Al2O3含量高含量高属高岭石类黏土，耐火度高，难于烧结。属高岭石类黏土，耐火度高，难于烧结。6.Fe2O36.Fe2O3，TiO2TiO2含量高含量高严峻影响颜色和电性能。严峻影响颜色和电性能。7.Fe2O37.Fe2O3含量高含量高引起鼓泡和膨胀。引起鼓泡和膨胀。8.8.灼烧量大，则说明黏土中有机物和碳酸盐含量高灼烧量大，则说明黏土中有机物和碳酸盐含量高烧成烧成

19、收缩大。收缩大。9.9.碳酸盐、硫酸盐含量高含量高碳酸盐、硫酸盐含量高含量高针孔、气泡。针孔、气泡。二二.黏土的矿物组成黏土的矿物组成黏土矿物是一些含铝硅酸盐矿物，是黏土的主要组成矿物，黏土矿物是一些含铝硅酸盐矿物，是黏土的主要组成矿物，其种类和含量确定黏土的类别和性质。依据黏土中矿物的其种类和含量确定黏土的类别和性质。依据黏土中矿物的性质和数量将其分为：黏土矿物和杂质矿物。性质和数量将其分为：黏土矿物和杂质矿物。1.1.黏土矿物的主要分类：黏土矿物的主要分类：（1 1）高岭石类）高岭石类（2 2）蒙脱石类）蒙脱石类（3 3）伊利石类）伊利石类2.2.杂质矿物杂质矿物包括非黏土类矿物，有机物质

20、等。包括非黏土类矿物，有机物质等。有益类杂质矿物：石英、长石等。有益类杂质矿物：石英、长石等。有害类杂质矿物：碳酸盐、硫酸盐、金红石、铁质矿物。有害类杂质矿物：碳酸盐、硫酸盐、金红石、铁质矿物。各种黏土的矿物结构黏土的工艺性质黏土的工艺性质取决于黏土的化学组成、矿物组黏土的工艺性质取决于黏土的化学组成、矿物组黏土的工艺性质取决于黏土的化学组成、矿物组黏土的工艺性质取决于黏土的化学组成、矿物组成、与颗粒组成，其中矿物组成是基本的因素。成、与颗粒组成，其中矿物组成是基本的因素。成、与颗粒组成，其中矿物组成是基本的因素。成、与颗粒组成，其中矿物组成是基本的因素。1.1.可塑性可塑性可塑性可塑性 可塑

21、性是指粘土粉碎后用适量的水调和、混可塑性是指粘土粉碎后用适量的水调和、混可塑性是指粘土粉碎后用适量的水调和、混可塑性是指粘土粉碎后用适量的水调和、混练后捏成泥团，在确定外力的作用下可以随意变练后捏成泥团，在确定外力的作用下可以随意变练后捏成泥团，在确定外力的作用下可以随意变练后捏成泥团，在确定外力的作用下可以随意变更其形态而不发生开裂，除去外力后，仍能保持更其形态而不发生开裂，除去外力后，仍能保持更其形态而不发生开裂，除去外力后，仍能保持更其形态而不发生开裂，除去外力后，仍能保持受力时的形态的性能。受力时的形态的性能。受力时的形态的性能。受力时的形态的性能。4.4.触变性触变性触变性触变性 粘

22、土泥浆或可塑泥团受到振动或搅拌时，粘度粘土泥浆或可塑泥团受到振动或搅拌时，粘度粘土泥浆或可塑泥团受到振动或搅拌时，粘度粘土泥浆或可塑泥团受到振动或搅拌时，粘度会降低而流淌性增加，静置后又能渐渐复原原状。会降低而流淌性增加，静置后又能渐渐复原原状。会降低而流淌性增加，静置后又能渐渐复原原状。会降低而流淌性增加，静置后又能渐渐复原原状。反之，相同的泥料放置一段时间后，在维持原有反之，相同的泥料放置一段时间后，在维持原有反之，相同的泥料放置一段时间后，在维持原有反之，相同的泥料放置一段时间后，在维持原有水分的状况下会增加粘度，出现变稠和固化现象。水分的状况下会增加粘度，出现变稠和固化现象。水分的状况

23、下会增加粘度，出现变稠和固化现象。水分的状况下会增加粘度，出现变稠和固化现象。上述状况可以重复多数次。粘土的上述性质统称上述状况可以重复多数次。粘土的上述性质统称上述状况可以重复多数次。粘土的上述性质统称上述状况可以重复多数次。粘土的上述性质统称为触变性，也称为稠化性。为触变性，也称为稠化性。为触变性，也称为稠化性。为触变性，也称为稠化性。5.5.膨胀性膨胀性膨胀性膨胀性 膨胀性是指粘土吸水后体积增大的现象。这膨胀性是指粘土吸水后体积增大的现象。这膨胀性是指粘土吸水后体积增大的现象。这膨胀性是指粘土吸水后体积增大的现象。这是由于粘土在吸附力、渗透力、毛细管力的作用，是由于粘土在吸附力、渗透力、

24、毛细管力的作用，是由于粘土在吸附力、渗透力、毛细管力的作用，是由于粘土在吸附力、渗透力、毛细管力的作用，水分进入粘土晶层之间、或者胶团之间所致，因水分进入粘土晶层之间、或者胶团之间所致，因水分进入粘土晶层之间、或者胶团之间所致，因水分进入粘土晶层之间、或者胶团之间所致，因此可分为内膨胀性与外膨胀性两种。此可分为内膨胀性与外膨胀性两种。此可分为内膨胀性与外膨胀性两种。此可分为内膨胀性与外膨胀性两种。6.6.收缩收缩收缩收缩 粘土泥料干燥时，因包围在粘土颗粒间的水分蒸发、颗粘土泥料干燥时，因包围在粘土颗粒间的水分蒸发、颗粘土泥料干燥时，因包围在粘土颗粒间的水分蒸发、颗粘土泥料干燥时，因包围在粘土颗

25、粒间的水分蒸发、颗粒相互靠拢而引起的体积收缩，称为干燥收缩。粒相互靠拢而引起的体积收缩，称为干燥收缩。粒相互靠拢而引起的体积收缩，称为干燥收缩。粒相互靠拢而引起的体积收缩，称为干燥收缩。粘土泥料煅烧时，由于发生一系列的物理化学变更粘土泥料煅烧时，由于发生一系列的物理化学变更粘土泥料煅烧时，由于发生一系列的物理化学变更粘土泥料煅烧时，由于发生一系列的物理化学变更(如脱如脱如脱如脱水作用、分解作用、莫来石的生成、易熔杂质的熔化，以水作用、分解作用、莫来石的生成、易熔杂质的熔化，以水作用、分解作用、莫来石的生成、易熔杂质的熔化，以水作用、分解作用、莫来石的生成、易熔杂质的熔化，以及熔化物充溢质点间空

26、隙等等及熔化物充溢质点间空隙等等及熔化物充溢质点间空隙等等及熔化物充溢质点间空隙等等)，因而使粘土再度产生的，因而使粘土再度产生的，因而使粘土再度产生的，因而使粘土再度产生的收缩，称为烧成收缩。这两种收缩构成粘土泥料的总收缩。收缩，称为烧成收缩。这两种收缩构成粘土泥料的总收缩。收缩，称为烧成收缩。这两种收缩构成粘土泥料的总收缩。收缩，称为烧成收缩。这两种收缩构成粘土泥料的总收缩。7.7.烧结性能烧结性能烧结性能烧结性能 通指粘土在烧结过程中所表现出的各种物理化学变更及通指粘土在烧结过程中所表现出的各种物理化学变更及通指粘土在烧结过程中所表现出的各种物理化学变更及通指粘土在烧结过程中所表现出的各

27、种物理化学变更及性能。性能。性能。性能。8.8.耐火度耐火度耐火度耐火度 耐火度是耐火材料的重要技术指标之一，它表征材料无耐火度是耐火材料的重要技术指标之一，它表征材料无耐火度是耐火材料的重要技术指标之一，它表征材料无耐火度是耐火材料的重要技术指标之一，它表征材料无荷重时反抗高温作用而不熔化的性能。荷重时反抗高温作用而不熔化的性能。荷重时反抗高温作用而不熔化的性能。荷重时反抗高温作用而不熔化的性能。2.2.结合性结合性结合性结合性 粘土的结合性是指粘土能结合非塑性原料形成良好的粘土的结合性是指粘土能结合非塑性原料形成良好的粘土的结合性是指粘土能结合非塑性原料形成良好的粘土的结合性是指粘土能结合

28、非塑性原料形成良好的可塑泥团、有确定干燥强度的实力。可塑泥团、有确定干燥强度的实力。可塑泥团、有确定干燥强度的实力。可塑泥团、有确定干燥强度的实力。3.3.离子交换性离子交换性离子交换性离子交换性 粘土颗粒带有电荷，其来源是其表面层的断键和晶格粘土颗粒带有电荷，其来源是其表面层的断键和晶格粘土颗粒带有电荷，其来源是其表面层的断键和晶格粘土颗粒带有电荷，其来源是其表面层的断键和晶格内部被取代的离子，因此必需吸附其它异号离子来补偿其内部被取代的离子，因此必需吸附其它异号离子来补偿其内部被取代的离子，因此必需吸附其它异号离子来补偿其内部被取代的离子，因此必需吸附其它异号离子来补偿其电价，粘土的这种性

29、质称为离子交换性。电价，粘土的这种性质称为离子交换性。电价，粘土的这种性质称为离子交换性。电价，粘土的这种性质称为离子交换性。特点特点特点特点:发生在黏土颗粒的表面部分发生在黏土颗粒的表面部分发生在黏土颗粒的表面部分发生在黏土颗粒的表面部分,不影响铝硅酸盐晶体的不影响铝硅酸盐晶体的不影响铝硅酸盐晶体的不影响铝硅酸盐晶体的结构结构结构结构.石英石英外观：视其种类不同而异，大多呈外观：视其种类不同而异，大多呈乳白色，有的呈灰白色，半透亮状乳白色，有的呈灰白色，半透亮状态，断面具有玻璃光泽或脂肪光泽。态，断面具有玻璃光泽或脂肪光泽。硬度：莫氏硬度为硬度：莫氏硬度为7。密度：晶型不同密度不同，变动密度

30、：晶型不同密度不同，变动范围范围2.222.65g/cm3。石英具有很强耐酸侵蚀实力（氢氟石英具有很强耐酸侵蚀实力（氢氟酸除外），但与碱性物质接触时能酸除外），但与碱性物质接触时能起反应而生成可溶性的硅酸盐。高起反应而生成可溶性的硅酸盐。高温下，石英易与碱金属氧化物作用温下，石英易与碱金属氧化物作用生成硅酸盐与玻璃态物质。生成硅酸盐与玻璃态物质。石英材料的熔融温度范围：石英材料的熔融温度范围：1400 C1770 C，取决于二氧化，取决于二氧化硅的形态和杂质的含量。硅的形态和杂质的含量。常压下有七种结晶态和一种玻璃态，在确定条件下相互转化：常压下有七种结晶态和一种玻璃态，在确定条件下相互转化：

31、常压下有七种结晶态和一种玻璃态，在确定条件下相互转化：常压下有七种结晶态和一种玻璃态，在确定条件下相互转化：石英石英石英石英 鳞石英鳞石英鳞石英鳞石英 方石英方石英方石英方石英 熔融态石英熔融态石英熔融态石英熔融态石英 鳞石英鳞石英鳞石英鳞石英 石英玻璃石英玻璃石英玻璃石英玻璃 石英石英石英石英 鳞石英鳞石英鳞石英鳞石英 方石英方石英方石英方石英 8708701713171314701470573573 0.82%0.82%0.2%0.2%117117117117163163 4.7%4.7%0.2%0.2%16%16%2.8%2.8%180270急冷急冷 石英的晶型转化类型有两种：石英的晶型

32、转化类型有两种：（1 1）高温型的缓慢转化）高温型的缓慢转化（2 2）低温型的快速转化）低温型的快速转化SiO2多晶转变的特点多晶转变的特点 高温型的迟缓转化（横向转化或一级转化）由表面对内部逐步进行，结构变更。因为形成新的稳定晶型，所以需较高的活化能；转变速度慢；体积变更较大，所以需较高温度及较长时间。低温型的快速转变（纵向转变或二级转变）由表及里瞬间同时转化，体积变更小，结构不特殊变更，位移型转变（键之间的角度稍做变动为位移型转变），易进行，且转化可逆。SiO2晶型转化与生产应用晶型转化与生产应用 石英预烧，利于粉碎：1000 C煅烧 急冷 变松，利用石英573 C晶型转化时的体积变更效应

33、。炻器、建材、彩釉砖，尽量削减石英用量，或使石英颗粒尽量细，以适应快速烧成的特点。陶瓷的烧成过程，必需留意升降温速度的问题，之所以要限制升降温速度就是由于一些原材料在加热或冷却过程中伴随着体积的膨胀或收缩。假如控温不当，这些膨胀或收缩在极短的时间完成，会造成坯体或制品开裂。石英在陶瓷生产中的作用石英在陶瓷生产中的作用1.石英是瘠性原料，可对泥料的可塑性起调整石英是瘠性原料，可对泥料的可塑性起调整作用。作用。2.在陶瓷烧成时在陶瓷烧成时，石英影响陶瓷坏体的体积，石英影响陶瓷坏体的体积收缩。收缩。3.在瓷器中，石英对坯体的力学强度有着很大在瓷器中，石英对坯体的力学强度有着很大的影响的影响。4.石英

34、对陶瓷釉料的性能有很大影响。石英对陶瓷釉料的性能有很大影响。（二）长石的熔融特性1.1.钾长石的熔融温度不是太高，且其熔融温度范围宽。钾长石的熔融温度不是太高，且其熔融温度范围宽。2.2.钠长石的起先熔融温度比钾长石低，其熔化时没有新钠长石的起先熔融温度比钾长石低，其熔化时没有新的晶相产生，液相的组成和未熔长石的组成相像，即液的晶相产生，液相的组成和未熔长石的组成相像，即液相很稳定，但形成的液相粘度较低。相很稳定，但形成的液相粘度较低。3.3.钙长石的熔化温度较高，熔融温度范围窄，高温下钙长石的熔化温度较高，熔融温度范围窄，高温下熔体不透熔体不透 明、粘度也小。冷却时简洁析晶，化学稳定性明、粘

35、度也小。冷却时简洁析晶，化学稳定性也差。也差。4.4.钡长石的熔点更高，其熔融稳定范围不宽，一般陶钡长石的熔点更高，其熔融稳定范围不宽，一般陶瓷产品不接受它。瓷产品不接受它。（三）长石在陶瓷生产中的作用（三）长石在陶瓷生产中的作用长石在高温下熔融，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长石熔体能填充于各结晶颗粒之间，有助于坯体长石熔体能填充于各结晶颗粒之间，有助于坯体致密和削减空隙。致密和削减空隙。在釉料中长石是主要熔剂。在釉料中长石是主要熔剂。长石作为瘠

36、性原料，在生坯中还可以缩短坯体干长石作为瘠性原料，在生坯中还可以缩短坯体干燥时间、削减坯体的干燥收缩利变形等。燥时间、削减坯体的干燥收缩利变形等。新型陶瓷原料新型陶瓷原料 8，氧化铝的结构和性质，Al2O3原料的制备，氧化铝主要用途。9.氧化锆（氧化锆（ZrO2）的三种晶体形态，相转）的三种晶体形态，相转变特点，应用。变特点，应用。10碳化硅的性质、种类及应用碳化硅的性质、种类及应用11.氮化物原料：氮化硅；氮化硼；氮化氮化物原料：氮化硅；氮化硼；氮化钛；氮化铝和赛隆。结构、特性。钛；氮化铝和赛隆。结构、特性。概述概述概述概述粉体(Powder)，就是大量固体粒子的集合系。它表示物质的一种存在

37、状态，既不同于气体、液体，也不完全同于固体。粒径是粉体最重要的物理性能，对粉体的比表面积、可压缩性、流淌性和工艺性能有重要影响。粉体的制备方法一般可分为粉碎法和合成法两种。其次章其次章 粉体的制备与合成粉体的制备与合成新型陶瓷原料新型陶瓷原料（一）氧化物原料（一）氧化物原料 1.氧化铝氧化铝(Al2 2O3 3)氧化铝的结构和性质氧化铝化学式：氧化铝化学式：氧化铝化学式：氧化铝化学式：AlAl2 2OO3 3，分子量，分子量，分子量，分子量101.96101.96。矾土的。矾土的。矾土的。矾土的主要成分。白色粉末。具有不同晶型，常见的是主要成分。白色粉末。具有不同晶型，常见的是主要成分。白色粉

38、末。具有不同晶型，常见的是主要成分。白色粉末。具有不同晶型，常见的是-Al-Al2 2OO3 3和和和和-Al-Al2 2OO3 3a.a.氧化铝的晶型转变氧化铝的晶型转变氧化铝的晶型转变氧化铝的晶型转变氧化铝的晶型转变示意图氧化铝的晶型转变示意图氧化铝在无机非金属材料中的应用在在 型氧化铝的晶格中，氧离子为六方紧密积累，型氧化铝的晶格中，氧离子为六方紧密积累，Al3+Al3+对称地分布在氧离子围成的八面体配位中心，对称地分布在氧离子围成的八面体配位中心，晶格能很大，故熔点、沸点很高晶格能很大，故熔点、沸点很高 型氧化铝不溶于水和酸，用于制各种耐火砖、耐型氧化铝不溶于水和酸，用于制各种耐火砖、

39、耐火坩埚、耐火管、耐高温试验仪器；还可作研磨火坩埚、耐火管、耐高温试验仪器；还可作研磨剂、阻燃剂、填充料等剂、阻燃剂、填充料等.高纯的高纯的 型氧化铝还是生产人造刚玉、人造红宝石型氧化铝还是生产人造刚玉、人造红宝石和蓝宝石的原料；还用于生产现代大规模集成电和蓝宝石的原料；还用于生产现代大规模集成电路的基片路的基片 4.氧化锆（ZrO2 2）纯净的氧化锆是白色固体，含有杂质时会显现灰纯净的氧化锆是白色固体，含有杂质时会显现灰色或淡黄色，添加显色剂还可显示各种其它颜色。色或淡黄色，添加显色剂还可显示各种其它颜色。纯氧化锆的分子量为纯氧化锆的分子量为123.22123.22，理论密度是，理论密度是5

40、.89g/cm35.89g/cm3，熔点为，熔点为27152715。通常含有少量的氧。通常含有少量的氧化铪，难以分别，但是对氧化锆的性能没有明显化铪，难以分别，但是对氧化锆的性能没有明显的影响。的影响。氧化锆有三种晶体形态：单斜、四方、立方晶相。氧化锆有三种晶体形态：单斜、四方、立方晶相。ZrOZrO2 2的性质与晶型转变的性质与晶型转变的性质与晶型转变的性质与晶型转变 液相液相液相液相单斜相单斜相单斜相单斜相11701170，收缩，收缩10001000，膨胀，膨胀，膨胀，膨胀四方相四方相四方相四方相 立方相立方相立方相立方相2370237027152715ZrOZrO2 2粉末的制备粉末的制

41、备粉末的制备粉末的制备 氯化、热分解法氯化、热分解法氯化、热分解法氯化、热分解法反应式如下：反应式如下：反应式如下：反应式如下：ZrOZrO2 2 SiOSiO2 2+4C+4Cl+4C+4Cl2 2=ZrCl=ZrCl4 4+SiCl+SiCl4 4+4CO +4CO 碱金属氯化物分解法碱金属氯化物分解法碱金属氯化物分解法碱金属氯化物分解法其反应式如下：其反应式如下：其反应式如下：其反应式如下：ZrO ZrO2 2 SiOSiO2 2+4NaOH=Na+4NaOH=Na2 2ZrOZrO3 3+Na+Na2 2SiOSiO3 3+2H+2H2 2O O ZrO ZrO2 2 SiOSiO2

42、2+Na+Na2 2COCO3 3=Na=Na2 2ZrSiOZrSiO5 5+CO+CO2 2 ZrO ZrO2 2 SiOSiO2 2+2Na+2Na2 2COCO3 3=Na=Na2 2ZrOZrO3 3+Na+Na2 2SiOSiO3 3+2CO+2CO2 2（二）碳化物类原料（二）碳化物类原料 1.碳化硅 a.SiC的晶型与性质 SiC为共价键化合物，属金刚石型结构，有多种变体。SiC晶体结构中的单位晶胞由相同的Si-C四面体SiC4构成硅原子处于中心，四周为碳原子。SiC 具有稳定的晶体结构和化学特性，以及特别高的硬度 等性能。b.SiC原料的合成 合成SiC的方法有二氧化硅碳热还

43、原法、碳硅干脆合成法、气相沉积法、聚合物热分解法等。.碳化硅的制备1.1.二氧化硅碳热还原法二氧化硅碳热还原法二氧化硅碳热还原法二氧化硅碳热还原法黑碳化硅是以石英砂黑碳化硅是以石英砂黑碳化硅是以石英砂黑碳化硅是以石英砂,石油焦和优质硅石为主要原石油焦和优质硅石为主要原石油焦和优质硅石为主要原石油焦和优质硅石为主要原料料料料,在电弧炉里干脆通电还原合成。其硬度介于刚在电弧炉里干脆通电还原合成。其硬度介于刚在电弧炉里干脆通电还原合成。其硬度介于刚在电弧炉里干脆通电还原合成。其硬度介于刚玉和金刚石之间玉和金刚石之间玉和金刚石之间玉和金刚石之间,机械强度高于刚玉机械强度高于刚玉机械强度高于刚玉机械强度

44、高于刚玉,性脆而锋利性脆而锋利性脆而锋利性脆而锋利.绿碳化硅是以石油焦和优质硅石为主要原料绿碳化硅是以石油焦和优质硅石为主要原料绿碳化硅是以石油焦和优质硅石为主要原料绿碳化硅是以石油焦和优质硅石为主要原料,添加添加添加添加食盐作为添加剂，通过电阻炉高温冶炼而成。其食盐作为添加剂，通过电阻炉高温冶炼而成。其食盐作为添加剂，通过电阻炉高温冶炼而成。其食盐作为添加剂，通过电阻炉高温冶炼而成。其硬度介于刚玉和金刚石之间硬度介于刚玉和金刚石之间硬度介于刚玉和金刚石之间硬度介于刚玉和金刚石之间,机械强度高于刚玉。机械强度高于刚玉。机械强度高于刚玉。机械强度高于刚玉。2.2.气相沉积法气相沉积法气相沉积法气

45、相沉积法制备高纯超细制备高纯超细制备高纯超细制备高纯超细SiCSiC粉体粉体粉体粉体,薄膜薄膜薄膜薄膜,纤维等纤维等纤维等纤维等.用于半导体用于半导体用于半导体用于半导体单晶的制备单晶的制备单晶的制备单晶的制备;制取致密的爱护层制取致密的爱护层制取致密的爱护层制取致密的爱护层;制取复合材料用制取复合材料用制取复合材料用制取复合材料用高强度纤维及晶须高强度纤维及晶须高强度纤维及晶须高强度纤维及晶须.碳化硅的种类及应用碳化硅的种类及应用一一.种类种类:碳化硅有黑碳化硅和绿碳化硅两个常用的基本品碳化硅有黑碳化硅和绿碳化硅两个常用的基本品种，都属种，都属-SiC-SiC。黑碳化硅含黑碳化硅含SiCSi

46、C约约98.598.5，其，其韧性高于绿碳化硅韧性高于绿碳化硅.绿碳化硅含绿碳化硅含SiC99SiC99以上，以上，自锐性好自锐性好.(3)(3)此外还有立方碳化硅，它是以特殊工艺制取的此外还有立方碳化硅，它是以特殊工艺制取的黄绿色晶体黄绿色晶体.二二.用途用途:(1)(1)作为磨料，可用来做磨具，如砂轮、油石、磨头、作为磨料，可用来做磨具，如砂轮、油石、磨头、砂瓦类等。砂瓦类等。黑碳化硅大多用于加工抗张强度低的材料，如玻璃、陶黑碳化硅大多用于加工抗张强度低的材料，如玻璃、陶瓷、石材、耐火材料、铸铁和有色金属等。瓷、石材、耐火材料、铸铁和有色金属等。立方碳化硅，用以制作的磨具适于轴承的超精加工

47、，可立方碳化硅，用以制作的磨具适于轴承的超精加工，可使表面粗糙度从使表面粗糙度从Ra32Ra320.160.16微米一次加工到微米一次加工到Ra0.04Ra0.040.020.02微米。微米。绿碳化硅大多用于加工硬质合金、钛合金和光学玻璃，绿碳化硅大多用于加工硬质合金、钛合金和光学玻璃，也用于珩磨汽缸套和精磨高速钢刀具。也用于珩磨汽缸套和精磨高速钢刀具。(2)(2)作为冶金脱氧剂和耐高温材料。作为冶金脱氧剂和耐高温材料。碳化硅主要有四大应用领域碳化硅主要有四大应用领域,即即:功能陶瓷、高级耐火材功能陶瓷、高级耐火材料、磨料及冶金原料。目前碳化硅粗料已能大量供应料、磨料及冶金原料。目前碳化硅粗料

48、已能大量供应,不能算高新技术产品不能算高新技术产品,而技术含量极高而技术含量极高 的纳米级碳化硅的纳米级碳化硅粉体的应用短时间不行能形成规模经济。粉体的应用短时间不行能形成规模经济。(3)(3)高纯度的单晶，可用于制造半导体、制造碳化硅纤高纯度的单晶，可用于制造半导体、制造碳化硅纤维。碳化硅还大量用于制作电热元件硅碳棒。维。碳化硅还大量用于制作电热元件硅碳棒。（三）氮化物原料（三）氮化物原料（三）氮化物原料（三）氮化物原料氮化物主要包括：氮化物主要包括：氮化硅；氮化硼；氮化钛；氮化铝和赛隆。均为人工合成。氮化硅；氮化硼；氮化钛；氮化铝和赛隆。均为人工合成。1.1.氮化硅氮化硅 氮化硅（氮化硅（

49、Si3N4Si3N4）是共价键化合物，它有两种晶）是共价键化合物，它有两种晶型，即型，即-Si3N4-Si3N4和和-Si3N4-Si3N4，两者均属六方晶系。，两者均属六方晶系。Si3N4Si3N4的化学稳定性很好。的化学稳定性很好。氮化硅具有优良的抗氧化性能。氮化硅具有优良的抗氧化性能。在常压下，在常压下，Si3N4 Si3N4没有熔点，而是于没有熔点，而是于18701870左右干左右干脆分解。脆分解。氮化硅的合成方法氮化硅的合成方法主要接受：主要接受：(1)(1)硅的干脆氮化法（固硅的干脆氮化法（固-气）；气）；(2)(2)二氧化硅还原法（固二氧化硅还原法（固-气）；气）；(3)(3)热

50、分解法热分解法(液相界面反应法）；液相界面反应法）；(4)(4)气相合成法气相合成法(气气-气）等方法制备。气）等方法制备。粉体的制备与合成粉体的制备与合成12.粉体的概念，特性，粉体的粒度粉体的概念，特性，粉体的粒度及其分布。表征方法。及其分布。表征方法。13.机械法制备粉体的方法。机械法制备粉体的方法。14.影响球磨粉碎效率的因素。影响球磨粉碎效率的因素。1515气流粉碎气流粉碎气流粉碎气流粉碎16.高能球磨粉碎高能球磨粉碎17.助磨剂的助助磨原理及种类。助磨剂的助助磨原理及种类。18.化学法合成粉体的概念，特点，分类。化学法合成粉体的概念，特点，分类。19.典型的合成示例，分析其影响因素