1、陶瓷材料基礎課件普通陶瓷(傳統陶瓷)特種陶瓷(新型陶瓷、技術陶瓷、精細陶瓷）以天然硅酸鹽(黏土、石英、長石)為原料, 高溫燒結而成。以非硅酸鹽類化工原料或人工合成原料，如氧化物（氧化鋁、氧化鋯、氧化鈦等）和非氧化物（氮化硅、碳化硼等）制造。陶瓷材料基礎陶瓷材料基礎陶瓷材料基礎課件陶瓷材料基礎課件陶瓷材料基礎課件陶瓷材料基礎課件陶瓷材料基礎課件陶瓷材料基礎課件陶瓷材料基礎課件陶瓷材料基礎課件陶瓷材料基礎課件第一節 陶瓷材料的結構顯微結構顯微結構: 由晶相、氣相、玻璃相構成。unfired samplefired sample陶瓷材料基礎課件largely unmolten phases(Flin

2、t SiO2)melting and liquid phasesinteringnew phases crystallising in frozen melt陶瓷材料基礎課件一、晶相 主要組成相，對其物理、化學、機械性能起決定作用。晶相的結合鍵 主要是離子鍵和共價鍵, 大多為混合鍵。 以離子鍵為主的: Al2O3、 MgO、ZrO2。 以共價鍵為主的: SiC、 BN。 鍵的性質決定了陶瓷具有高熔點、高化學穩定性、高絕緣性、高脆性。陶瓷材料基礎課件陶瓷材料基礎課件2. 晶相的晶體結構晶相的晶體結構 主要是氧化物結構和硅酸鹽結構。氧化物結構氧化物結構: 氧離子構成晶格主體，金屬離子存在于間隙中。

3、 面心立方晶格 密排六方晶格八面體間隙和四面體間隙陶瓷材料基礎課件(2)硅酸鹽結構硅酸鹽結構: 陶瓷的主要原料。長石: Na2OAl2O3 6SiO2高嶺土: Al2O3 2SiO2 H2O 硅氧四面體(SiO4)_陶瓷材料基礎課件硅酸鹽的硅酸鹽的5種晶體結構種晶體結構:島狀結構: 孤立存在，金屬離子連接。鋯 石英(ZrSiO4)，電學性能好。石英陶瓷材料基礎課件b.組群狀結構組群狀結構: 鎂方柱石(Ca2MgSi2O7)陶瓷材料基礎課件C. 鏈狀結構鏈狀結構: 頑火輝石(Mg2Si2O6)(單鏈) 透閃石(Ca2Mg5Si4O11(OH)(雙鏈)具有某些高分子的特性。陶瓷材料基礎課件D.層狀

4、結構層狀結構: 滑石(Mg2Si4O10(OH) 2) 白云母(KAl2 AlSi3O10(OH) 2)硬度低，可塑性好。 層之間以金屬離子連接。陶瓷材料基礎課件E. 架狀結構架狀結構: 石英、鉀長石(K Si3AlO3) 膨脹率小。陶瓷材料基礎課件石英陶瓷材料基礎課件3.同素異構轉變同素異構轉變 871 1477 1713石英磷石英方石英熔融石英 16% 4.7%573 120 220 0.82% 0.2% 2.8% 石英 磷石英 方石英陶瓷材料基礎課件4. 實際陶瓷晶體缺陷實際陶瓷晶體缺陷點缺陷、線缺陷、面缺陷。缺陷的作用: a. 加速燒結擴散的過程; 陶瓷材料基礎課件b. 空位影響電學性

5、能; c. 位錯影響光學、力學、電學性能。 陶瓷位錯不易運動，因而受力變形小，脆性高。 離子晶體可有微量塑性變形，共價晶體位錯運動將使材料斷裂。 晶粒愈細，強度愈高。陶瓷材料基礎課件二、玻璃相二、玻璃相來源: 原料中的某些晶體物質被燒熔化所致。結構: 近程有序，遠程無序。作用: 粘接，降低燒結溫度，抑制晶粒長大，填充空氣，增加透光性。陶瓷材料基礎課件陶瓷材料基礎課件陶瓷材料基礎課件陶瓷材料基礎課件三、氣相三、氣相定義: 陶瓷中的氣孔。來源: 燒結過程中產生的。作用: 對性能有顯著影響，降低強度，影響透明性。陶瓷材料基礎課件 第二節第二節 陶瓷材料性能陶瓷材料性能一、機械性能一、機械性能1. 高

6、硬度高硬度陶瓷材料基礎課件陶瓷材料基礎課件陶瓷材料基礎課件陶瓷材料基礎課件2. 高彈性模量高彈性模量陶瓷材料基礎課件陶瓷材料基礎課件3.低抗拉強度和高抗壓強度低抗拉強度和高抗壓強度4. 高溫強度和低抗熱震性高溫強度和低抗熱震性陶瓷材料基礎課件二、物理性能和化學性能二、物理性能和化學性能熱性能熱性能熔點高高溫強度和高溫蠕變抗力。熱膨脹率小，熱導率低，熱容量小。陶瓷材料基礎課件2. 電性能電性能 絕緣性能好。壓電陶瓷: 超聲換能器、水聲換能器、電聲換能器、陶瓷濾波器、陶瓷變壓器、陶瓷鑒頻器、高壓發生器、紅外探測器、聲表面波器件、電光器件、引燃引爆裝置和壓電陀螺等。3. 磁性能4. 光學性能5. 化學性能陶瓷材料基礎課件三、生物學