結構陶瓷定義與分類定義：所謂結構陶瓷，是指能作為工程結構材料使用的陶瓷。它具有高強度、高硬度、高彈性模量、耐高溫、耐磨損、耐腐蝕、抗氧化、抗熱震等特性。分類：因結構陶瓷往往在高溫下作為結構材料使用，因而常稱之為高溫結構陶瓷或工程陶瓷。高溫結構陶瓷大致可分為兩大類，一類是在大熱流和1500℃高溫下作短時間(幾秒到幾十分鐘)使用，另一類是在中等熱流和1200℃以上的高溫下長時間(幾百到數千小時)使用。前者用于如洲際導彈的端頭，回收人造衛星的前緣，火箭尾噴管喉襯和航天飛機外蒙皮等；后者主要用于能源工程，作為各種新型熱機(燃氣輪機、絕熱柴油機)中的耐熱、耐磨部件：如燃燒室、活塞頂、蝸輪轉子、汽缸套等以及廣泛用于汽車、機械、石油化工、紡織等工業領域的耐熱、耐磨損、耐腐蝕部件，如各種泵用的密封材料、軸承及軸套等。結構陶瓷定義與分類定義：所謂結構陶瓷，是指能作為工程結構材料

按組分分類，結構陶瓷又可分為：(1)氧化物陶瓷，如氧化鋁陶瓷、氧化鋯陶瓷、莫來石陶瓷、氧化鎂陶瓷、氧化鈣陶瓷、氧化鈹陶瓷、鋯英石陶瓷等；(2)氮化物陶瓷、如氮化硅陶瓷、賽龍(Sialon)、氮化鋁陶瓷、氮化硼陶瓷等；(3)碳化物陶瓷：如碳化硅陶瓷、碳化鈦陶瓷、碳化硼陶瓷以及碳化鈾陶瓷(4)硼化物陶瓷，如硼化鈦陶瓷、硼化鋯陶瓷等。由此可見，組成結構陶瓷的元素，如硅、硼、碳、氧、氮、鋁均為地殼中含量最多的，這也是結構陶瓷用作發動機部件，取代鎳、鈷、鉻等戰略金屬、顯示其生命力的地方。按組分分類，結構陶瓷又可分為：氧化物陶瓷氧化鋁陶瓷氧化鋯陶瓷氧化鎂陶瓷氧化鈹陶瓷其它氧化物陶瓷氧化物陶瓷氧化鋁陶瓷氧化鋁陶瓷氧化鋁陶瓷是一種以α氧化鋁為主晶相的陶瓷材料，氧化鋁含量一般在75~99.9%之間，通常習慣以氧化鋁的含量來分類。氧化鋁的含量在75%左右稱為“75瓷”，含量在85%左右稱作“85瓷”，含量在99%左右稱作“99瓷”。含量在99%以上的稱作剛玉瓷或純剛玉瓷。氧化鋁有α（剛玉型）、β、γ、δ等11種變體，其中主要是α、γ兩種晶型，而且只有一種熱力學穩定相，即α氧化鋁。而β氧化鋁是含堿的鋁酸鹽(R2O·11Al2O3或RO·6Al2O3)。它們的結構各不相同。氧化鋁陶瓷氧化鋁陶瓷是一種以α氧化鋁為主晶相的陶瓷材料，氧化氧化鋁陶瓷課件α氧化鋁結構圖α氧化鋁結構圖藍寶石

藍色的藍寶石，是由于其中混有少量鈦（Ti）和鐵（Fe）雜質所致；

藍寶石藍色的藍寶石，是由于其中混有少量鈦（Ti）和紅寶石紅色來自鉻(Cr)紅寶石紅色來自鉻(Cr)γ-Al2O3屬立方晶系,尖晶石型結構，氧離子形成立方密堆積，Al3+填充在間隙中。γ-Al2O3的密度小，且高溫下不穩定，加熱到1100－1200℃時，緩慢轉變成α-Al2O3，到1450℃時這一過程才完成。伴隨著放熱32.8KJ/mol，體積收縮14.3%。由于γ-Al2O3是松散結構，機電性能差，可以用它來做多孔材料。自然界沒有發現γ-Al2O3，它一般是由含水的Al2O3礦物（Al2O3·H2O或Al2O3·3H2O）經加熱而成。γ-Al2O3屬立方晶系,尖晶石型結構，氧離子氧化鋁陶瓷課件氧化鋁陶瓷課件氧化鋁粉體的制備拜耳法

工業氧化鋁粉體的生產一般采用拜耳法。是由K．JBayer(拜耳)所發明。它是將含鋁量高的天然礦物，如鋁礬土用酸法或堿法處理而得。堿法處理是近代煉鋁工業中制造氧化鋁的主要方法。酸法生產很少使用，但能提取貧礦中的氧化鋁，因而是有發展前途的一種方法。高純度氧化鋁粉體制備：是將高純度鋁鹽和金屬鋁分別熱解、氧化而制得的，主要有以下四種方法：

1.銨明礬熱解法

2.有機鋁鹽加水分解法

3.鋁的水中放電分解法

4.鋁的銨碳酸鹽熱分解法氧化鋁粉體的制備拜耳法氧化鋁陶瓷課件氧化鋁陶瓷課件高純度氧化鋁粉體制備

Al2O3制品的強度、耐熱性和電絕緣性等許多性能隨雜質含量的增加而劣化，因此在制品要求高強度和優良透光性能時，必須采用高純度的Al2O3

粉末原料，一般采用如下方法制取：

1.銨明礬熱解法

2.有機鋁鹽加水分解法

3.鋁的水中放電分解法

4.鋁的銨碳酸鹽熱分解法高純度氧化鋁粉體制備Al2O3制品的強度、耐熱性和電絕緣性Al2(NH4)2(SO4)4·24H2O

Al2(NH4)2(SO4)4·H2O+23H2O

Al2(NH4)2(SO4)4·H2O

A12(SO4)3＋SO3↑＋2NH3↑+2H2O

A12(SO4)3

Al2O3＋3SO3↑γ-Al2O3

α-Al2O3例：硫酸鋁銨[Al2(NH4)2(SO4)4·24H2O]在空氣中熱分解制備Al2O3粉體：Al2(NH4)2(SO4)4·24H2O氧化鋁陶瓷課件Al2O3陶瓷的制備預燒與晶型轉變

Al2O3生產中預燒具有以下作用：①使γ-Al2O3轉變為穩定的α-Al2O3。這樣制品在燒成時的線收縮可以從22%降低為14%，或者體積收縮從53%降低為37%。②煅燒后的Al2O3可能形成極細小的α-Al2O3單晶顆粒。③球狀Al2O3的脆性提高，易于研磨。④預燒還可以排除原料中的雜質Na2O，提高原料的純度，從而提高產品的性能。Al2O3陶瓷的制備預燒與晶型轉變氧化鋁陶瓷課件磨細與配料磨細與配料氧化鋁陶瓷的成型

氧化鋁陶瓷成型的方法有許多種，依產品的形狀、大小、復雜性與精度等要求選用合適的成型方式。最常用的方法有干壓法成型、注漿成型、擠壓成型、冷等靜壓法成型（CIP),注射成型、流延成型、熱壓成型與熱等靜壓成型(HIP)以及近幾年來新開發的壓濾成型、凝膠注成型、固體自由成型制造技術等。氧化鋁陶瓷的成型氧化鋁陶瓷成型的方法有許多種，依產品的形狀燒結常見的幾種燒結工藝均可以用來制備氧化鋁陶瓷材料，不同的方法所得材料具有不同的優點。采用燒結助劑無疑是一種比較好的燒結方法。燒結常見的幾種燒結工藝均可以用來制備氧化鋁陶影響氧化鋁陶瓷燒結的因素影響氧化鋁陶瓷燒結的因素主要是燒成工藝制度和氧化鋁粉體的性狀①燒成制度：影響氧化鋁陶瓷燒結的因素影響氧化鋁陶瓷燒結的因素主要是燒成工氧化鋁陶瓷課件氧化鋁陶瓷課件氧化鋁陶瓷課件氧化鋁陶瓷課件氧化鋁陶瓷課件透明氧化鋁陶瓷透明氧化鋁陶瓷氧化鋁陶瓷課件透明氧化鋁陶瓷的制備透明氧化鋁陶瓷的制備氧化鋁陶瓷課件氧化鋁陶瓷的性能和應用氧化鋁陶瓷的用途是十分廣泛的，根據氧化鋁含量不同，其性能不同，用途也各有差異。機械強度高：氧化鋁燒結后的抗彎強度可達250MPa,熱壓產品可達500MPa。氧化鋁的成分愈純，強度愈高。強度在高溫下可維持到900℃。利用氧化鋁陶瓷的這一性質可以制成裝置瓷和其他機械構件。氧化鋁陶瓷的性能和應用氧化鋁陶瓷的用途是十分廣泛的，根據氧化氧化鋁裝置瓷氧化鋁裝置瓷電阻率高，電絕緣性好：氧化鋁的常溫電阻率約為1015Ω·cm，絕緣強度15Kv/mm，利用其絕緣性和強度可制成各種基板、管座、火花塞和電路外殼等電阻率高，電絕緣性好：氧化鋁的常溫電阻率約為1015Ω·cm氧化鋁火花塞氧化鋁火花塞硬度高：莫氏硬度為9，加上優良的抗磨損性，所以廣泛地用以制造刀具、磨輪、磨料、拉絲模、擠壓模、軸承等。用A12O3陶瓷刀具加工汽車發動機和飛機零件時，可以以高的切削速度獲得高的精度。硬度高：莫氏硬度為9，加上優良的抗磨損性，所以廣泛地用以制氧化鋁陶瓷課件熔點高，抗腐蝕：氧化鋁的熔點為2050℃，能較好地抵抗一些熔融金屬的侵蝕，可用作耐火材料、爐管，熱電偶保護套等。熔點高，抗腐蝕：氧化鋁的熔點為2050℃，能較好地抵抗一些熔氧化鋁陶瓷課件化學穩定性好：許多復合的硫化物、磷化物、砷化物、氯化物、溴化物、碘化物、氧化物以及硫酸、鹽酸、硝酸、氫氟酸不與A12O3作用。因此A12O3可以制備人體關節、人工骨等生物陶瓷材料。化學穩定性好：許多復合的硫化物、磷化物、砷化物、氯化物、溴氧化鋁陶瓷課件光學特性氧化鋁陶瓷可以制成用于高壓納燈的透明陶瓷燈管。鈉蒸氣放電可獲得一種高效率的光源。但是鈉蒸氣放電會產生超過1000℃的高溫，而且鈉是一種非常活潑的金屬，有很強的腐蝕性，用玻璃制成的燈管無法耐受，而一時又找不到能在高溫下抵抗鈉蒸氣腐蝕的合適燈管材料。透明氧化鋁陶瓷的熔點高達2050℃，能在1600℃的環境里不受鈉蒸氣的腐蝕，而且可以通過95％的光線。有了它，高壓鈉燈才在1960年呱呱墜地，并經過不斷改進，得到了實際應用。除了高壓鈉燈外，透明陶瓷還適用于制造其他新型的燈具，如鉀燈、銣燈、銫燈、金屬鹵化物燈等光學特性氧化鋁陶瓷課件高熔點高硬度可制成透明陶瓷無毒、不溶于水，強度高主要特性主要用途坩堝剛玉球磨機高壓鈉燈的燈管水龍頭閥門芯