精细陶瓷学习.pptx
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1、一、陶瓷的分类一、陶瓷的分类1.1.传统陶瓷传统陶瓷 以天然的硅酸盐矿物为原料烧制而成,以天然的硅酸盐矿物为原料烧制而成,也叫硅酸盐陶瓷,主要用于日用、建筑、卫也叫硅酸盐陶瓷,主要用于日用、建筑、卫生陶瓷制品以及工业上应用的高低压电瓷、生陶瓷制品以及工业上应用的高低压电瓷、耐酸及过滤陶瓷等。耐酸及过滤陶瓷等。第一节 陶瓷的分类、组成及性能第1页/共53页2.2.精细陶瓷精细陶瓷 区别于传统陶瓷,近代发展起来的各种区别于传统陶瓷,近代发展起来的各种陶瓷总称为精细陶瓷,也可称为新型陶瓷、陶瓷总称为精细陶瓷,也可称为新型陶瓷、高技术陶瓷或特种陶瓷。高技术陶瓷或特种陶瓷。第一节 陶瓷的分类、组成及性能
2、第2页/共53页按性能分按性能分 分为高强度陶瓷、高温陶瓷、分为高强度陶瓷、高温陶瓷、耐磨陶瓷、耐酸陶瓷、压电陶瓷、电介质耐磨陶瓷、耐酸陶瓷、压电陶瓷、电介质陶瓷、光学陶瓷、半导体陶瓷、磁性陶瓷、陶瓷、光学陶瓷、半导体陶瓷、磁性陶瓷、卫生陶瓷。卫生陶瓷。按用途分按用途分 分为结构陶瓷和功能陶瓷。分为结构陶瓷和功能陶瓷。第一节 陶瓷的分类、组成及性能第3页/共53页 按化学组成分按化学组成分 分为氧化物(氧化铝、分为氧化物(氧化铝、氧化锆、氧化镁)陶瓷;氮化物(氮化铝、氧化锆、氧化镁)陶瓷;氮化物(氮化铝、氮化硅、氮化硼)陶瓷;碳化物(碳化硅、氮化硅、氮化硼)陶瓷;碳化物(碳化硅、碳化硼)陶瓷;
3、复合陶瓷(氧氮化硅铝陶碳化硼)陶瓷;复合陶瓷(氧氮化硅铝陶瓷、镁铝尖晶石陶瓷、锆钛酸铝镧陶瓷);瓷、镁铝尖晶石陶瓷、锆钛酸铝镧陶瓷);金属陶瓷和纤维增强陶瓷。金属陶瓷和纤维增强陶瓷。第一节 陶瓷的分类、组成及性能第4页/共53页二、陶瓷的组织结构二、陶瓷的组织结构 由晶相、玻璃相、气相组成。各相的由晶相、玻璃相、气相组成。各相的组成、数量、形状和分布都会影响陶瓷的组成、数量、形状和分布都会影响陶瓷的性能。性能。第一节 陶瓷的分类、组成及性能第5页/共53页1 1晶相晶相 是陶瓷的基本组成。主要有两是陶瓷的基本组成。主要有两种晶体结构,即离子键构成的离子晶体和种晶体结构,即离子键构成的离子晶体和
4、共价键组成的共价晶体。它们都具有很高共价键组成的共价晶体。它们都具有很高的结合能。的结合能。第一节 陶瓷的分类、组成及性能第6页/共53页2 2玻璃相玻璃相 陶瓷烧结时,各组成物和杂陶瓷烧结时,各组成物和杂质经物理化学反应形成的液相,冷凝后仍质经物理化学反应形成的液相,冷凝后仍为非晶态结构的部分。分布在晶相之间,为非晶态结构的部分。分布在晶相之间,起粘结晶体、填充气孔空隙和抑制晶粒长起粘结晶体、填充气孔空隙和抑制晶粒长大的作用。大的作用。3 3气相气相 即陶瓷中残留的气体形成的气即陶瓷中残留的气体形成的气孔。孔。第一节 陶瓷的分类、组成及性能第7页/共53页三、陶瓷的性能三、陶瓷的性能1 1力
5、学性能力学性能 高硬度、高耐磨性,几乎高硬度、高耐磨性,几乎没有塑性,完全是脆性断裂,冲击韧度和没有塑性,完全是脆性断裂,冲击韧度和断裂韧度很低。抗拉强度低,但抗压强度断裂韧度很低。抗拉强度低,但抗压强度较高。弹性模量高,可达金属的数倍。较高。弹性模量高,可达金属的数倍。第一节 陶瓷的分类、组成及性能第8页/共53页2 2热性能热性能 熔点高,高温强度好。耐高熔点高,高温强度好。耐高温,不氧化,高温抗蠕变能力强。热膨胀温,不氧化,高温抗蠕变能力强。热膨胀系数低,导热性小,高温绝热性好,但抗系数低,导热性小,高温绝热性好,但抗热震性差,温度剧烈变化时易破裂。热震性差,温度剧烈变化时易破裂。第一节
6、 陶瓷的分类、组成及性能第9页/共53页3 3化学性能化学性能 对酸、碱、盐有良好抗蚀对酸、碱、盐有良好抗蚀能力,化学稳定性很高。能力,化学稳定性很高。第一节 陶瓷的分类、组成及性能第10页/共53页4 4电性能电性能 陶瓷都有较好的电绝缘性能,陶瓷都有较好的电绝缘性能,可直接作绝缘材料,也可做半导体材料。可直接作绝缘材料,也可做半导体材料。第一节 陶瓷的分类、组成及性能第11页/共53页 精细陶瓷以精制高纯化工产品为原料,精细陶瓷以精制高纯化工产品为原料,采用各种先进的成型、烧结或其它工艺制采用各种先进的成型、烧结或其它工艺制成。在热学上具有耐热、隔热、导热、集成。在热学上具有耐热、隔热、导
7、热、集热等特性;在力学上具有硬质、耐磨、高热等特性;在力学上具有硬质、耐磨、高温强度高、润滑性、耐热低膨胀性;在化温强度高、润滑性、耐热低膨胀性;在化学上具有强的化学稳定性、耐强酸强碱等学上具有强的化学稳定性、耐强酸强碱等腐蚀性、催化剂作用;在电磁学上具有绝腐蚀性、催化剂作用;在电磁学上具有绝缘性、导电性、压电性、半导体性、磁性、缘性、导电性、压电性、半导体性、磁性、介电性、离子导电性、电子发射性等。介电性、离子导电性、电子发射性等。第二节 精细陶瓷简介第12页/共53页一氧化铝陶瓷一氧化铝陶瓷 氧化铝陶瓷又称高铝陶瓷,主要成分是氧化铝陶瓷又称高铝陶瓷,主要成分是A1A12 20 03 3和和
8、SiOSiO2 2。A1A12 20 03 3含量越高性能越好,按含量越高性能越好,按A1A12 20 03 3的含量分为的含量分为7575瓷、瓷、8585瓷、瓷、9696瓷、瓷、9999瓷瓷等。等。第二节 精细陶瓷简介第13页/共53页 氧化铝陶瓷氧化铝陶瓷 的特性的特性 1 1氧化铝陶瓷强硬度高氧化铝陶瓷强硬度高 2 2氧化铝陶瓷脆性大氧化铝陶瓷脆性大 3 3氧化铝陶瓷高温性能好氧化铝陶瓷高温性能好 4 4氧化铝瓷的耐磨性好氧化铝瓷的耐磨性好第二节 精细陶瓷简介第14页/共53页二氮化硅陶瓷二氮化硅陶瓷(一一)氮化硅生产方法氮化硅生产方法1.1.反应烧结法反应烧结法 将硅粉或硅粉与将硅粉或
9、硅粉与Si3N4Si3N4粉混合成型后,粉混合成型后,放入氮化炉中于放入氮化炉中于12001200预氮化,然后可以预氮化,然后可以用机械加工的方法加工成所需要的尺寸形用机械加工的方法加工成所需要的尺寸形状,最后再放人炉中在状,最后再放人炉中在14001400进行进行20202525小时的最终氮化,成为尺寸精确的制品。小时的最终氮化,成为尺寸精确的制品。第二节 精细陶瓷简介第15页/共53页2.2.热压烧结法热压烧结法 在在Si Si3 3N N4 4粉中加入少量促进粉中加入少量促进烧结的添加剂(如氧化镁),装入石墨制烧结的添加剂(如氧化镁),装入石墨制造的模具中,在造的模具中,在1600160
10、017001700和和2 23103107 7PaPa条件下烧结,得到几乎没有气相条件下烧结,得到几乎没有气相的致密制品。的致密制品。第二节 精细陶瓷简介第16页/共53页(二)氮化硅陶瓷性能和应用(二)氮化硅陶瓷性能和应用 1 1氮化硅稳定性好氮化硅稳定性好 2 2氮化硅硬度高氮化硅硬度高 3 3氮化硅耐磨性好氮化硅耐磨性好 4 4氮化硅热胀系数小氮化硅热胀系数小 5 5氮化硅组织致密氮化硅组织致密 6 6制造特殊性能零件制造特殊性能零件 7 7制造刀具制造刀具第二节 精细陶瓷简介第17页/共53页三碳化硅陶瓷三碳化硅陶瓷 碳化硅粉是把石英、碳和木屑装入电碳化硅粉是把石英、碳和木屑装入电弧炉
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