陶瓷材料之应用与制程.ppt

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1、陶瓷材料之应用与制陶瓷材料之应用与制程程陶瓷材料之簡介與應用陶瓷材料之簡介與應用國立高雄應用科技大學機械工程系 K.U.A.S.Mechanical Engineering 陶瓷定義n n在材料的領域中，大致可以分成三個部份，即金屬、高分子、與陶瓷。陶瓷其實是一個廣泛的定義，泛指需高溫處理或致密化的非金屬無機材料，包括矽酸鹽、氧化物、碳化物、氮化物、硫化物、硼化物等等。國立高雄應用科技大學機械工程系 K.U.A.S.Mechanical Engineering 陶瓷材料陶瓷材料就組成而言陶瓷材料就組成而言，可分為可分為傳統陶瓷傳統陶瓷及及精密陶瓷精密陶瓷。傳統陶瓷指利用黏土傳統陶瓷指利用黏土，

2、長石長石(K,Na)(K,Na)2 2AlAl2 2O O3 36SiO6SiO2 2，石石英所做成的三軸胚體英所做成的三軸胚體,這類陶瓷多用在我們日常生活之這類陶瓷多用在我們日常生活之中中，如如:碗碗，盤盤，衛浴等用品衛浴等用品。精密陶瓷是指用純度高精密陶瓷是指用純度高,組成確定的陶瓷原料組成確定的陶瓷原料，在高度在高度控制下所做成的陶瓷產品控制下所做成的陶瓷產品，這類產品有氧化鋁這類產品有氧化鋁，氧化氧化鋯鋯，氮化矽氮化矽，碳化矽及鈦酸鋇等所做成的產品碳化矽及鈦酸鋇等所做成的產品，目前目前已漸漸的用在工程上已漸漸的用在工程上。國立高雄應用科技大學機械工程系 K.U.A.S.Mechanic

3、al Engineering 陶瓷材料特性 n n高彈性係數高彈性係數/重量比值重量比值 n n高硬度高硬度、耐磨耗、耐磨耗n n高壓縮強度高壓縮強度/重量比值重量比值 n n低介電損失係數低介電損失係數 n n具寬廣的熱傳導係數具寬廣的熱傳導係數 n n低熱膨脹係數低熱膨脹係數 n n高溶點高溶點、耐高溫耐高溫n n具化學穩定性具化學穩定性 、耐腐蝕、耐腐蝕n n大量存在地表上大量存在地表上 n n有些陶瓷具超導性有些陶瓷具超導性 國立高雄應用科技大學機械工程系 K.U.A.S.Mechanical Engineering 傳統陶瓷(Traditional Ceramics)n n傳統陶瓷原

4、料成分具有較高的變異性，化學成分不傳統陶瓷原料成分具有較高的變異性，化學成分不 均均 勻，具有複雜的顯微結構勻，具有複雜的顯微結構 。n n作為一般生活用的器皿或觀賞器具，作為一般生活用的器皿或觀賞器具，無特殊的功能性無特殊的功能性 要求。要求。n nApplications:Applications:l l glass containers,insulator,window glass containers,insulator,windowl lstructural clay products and potterystructural clay products and potteryl

5、lcements Portland cement,high alumina cementcements Portland cement,high alumina cementl lrefractory furnace lining,insulationrefractory furnace lining,insulationl learth ware,stone ware,china,ovenware,earth ware,stone ware,china,ovenware,procelainprocelainl labrasives Alabrasives Al2 2O O3 3,SiC,Si

6、C國立高雄應用科技大學機械工程系 K.U.A.S.Mechanical Engineering 傳統陶瓷國立高雄應用科技大學機械工程系 K.U.A.S.Mechanical Engineering 精密陶瓷(Advanced ceramics)n n發展於二次大戰後發展於二次大戰後 n n所謂精密陶瓷，是採精製的高純度無機材料為原所謂精密陶瓷，是採精製的高純度無機材料為原料，利用各種化學或物理方法精確控制組成及均料，利用各種化學或物理方法精確控制組成及均勻度，再以乾式壓製、鑄漿、或射出成形等方法勻度，再以乾式壓製、鑄漿、或射出成形等方法成形後，經過精確的反應及燒結步驟，使其顯微成形後，經過精確

7、的反應及燒結步驟，使其顯微結構與物性、化性達到一定標準，再經過加工製結構與物性、化性達到一定標準，再經過加工製成具有卓越機能的成品。它具有堅硬、耐磨、耐成具有卓越機能的成品。它具有堅硬、耐磨、耐壓、耐高熱、耐酸、耐鹼等持久的特性，並具有壓、耐高熱、耐酸、耐鹼等持久的特性，並具有相當優異的光、電磁、熱功能以及生物相容性。相當優異的光、電磁、熱功能以及生物相容性。國立高雄應用科技大學機械工程系 K.U.A.S.Mechanical Engineering 結構陶瓷之應用國立高雄應用科技大學機械工程系 K.U.A.S.Mechanical Engineering 陶瓷刀耐磨損、耐腐蝕，不易殘留異味

8、高速軸承氮化矽陶瓷轉子結論n n結構陶瓷主要利用陶瓷材料優越的力學性能，尤其是高溫結構陶瓷主要利用陶瓷材料優越的力學性能，尤其是高溫力學性能，特別適用於高溫、高壓等工業環境。結構陶瓷力學性能，特別適用於高溫、高壓等工業環境。結構陶瓷廣泛應用的主要障礙是高脆性和材料性能的分散性。為克廣泛應用的主要障礙是高脆性和材料性能的分散性。為克服這些缺陷，需開展結構陶瓷的緻密化技術（如熱壓燒結、服這些缺陷，需開展結構陶瓷的緻密化技術（如熱壓燒結、熱均壓燒結）、細晶化技術（如納米陶瓷）、複合技術熱均壓燒結）、細晶化技術（如納米陶瓷）、複合技術（如顆粒增強、晶鬚增強、纖維增強、納米複合）的研究（如顆粒增強、晶鬚

9、增強、纖維增強、納米複合）的研究開發，為新一代結構陶瓷奠定基礎。開發，為新一代結構陶瓷奠定基礎。n n功能陶瓷主要利用陶瓷材料的物理性能和複合物理性能，功能陶瓷主要利用陶瓷材料的物理性能和複合物理性能，應用範圍很廣，如電子陶瓷、傳感器陶瓷、信息記錄介質應用範圍很廣，如電子陶瓷、傳感器陶瓷、信息記錄介質及其保護材料、導電陶瓷、高溫超導體、生物陶瓷等。功及其保護材料、導電陶瓷、高溫超導體、生物陶瓷等。功能陶瓷對材料的要求主要是高純度，而高成本是限制高純能陶瓷對材料的要求主要是高純度，而高成本是限制高純度材料的關鍵原素。因此，研究以低成本新材料取代高成度材料的關鍵原素。因此，研究以低成本新材料取代高成本材料是功能陶瓷的一個主攻方向。本材料是功能陶瓷的一個主攻方向。國立高雄應用科技大學機械工程系 K.U.A.S.Mechanical Engineering