陶瓷的分类及性能
陶瓷材料分类

陶瓷材料分类陶瓷材料是一种非金属材料,具有耐高温、耐腐蚀、绝缘、硬度高等特点,因此在工业生产和日常生活中有着广泛的应用。
根据其成分和性质的不同,陶瓷材料可以分为多种类型,下面将对其进行分类介绍。
一、氧化物陶瓷。
氧化物陶瓷是指以金属氧化物为主要成分的陶瓷材料,如氧化铝、氧化锆、氧化硅等。
这类陶瓷具有高熔点、高硬度、耐磨损、耐腐蚀等特点,广泛应用于制陶、陶瓷工业、电子工业等领域。
二、非氧化物陶瓷。
非氧化物陶瓷是指以氮化硅、碳化硅、碳化硼等为主要成分的陶瓷材料。
这类陶瓷具有高硬度、高熔点、耐腐蚀、耐高温等特点,被广泛应用于航空航天、光电子、冶金等高新技术领域。
三、复合陶瓷。
复合陶瓷是指将两种或两种以上的陶瓷材料按一定比例混合而成的新型陶瓷材料,如氧化铝和氧化锆的复合陶瓷、氮化硅和碳化硅的复合陶瓷等。
这类陶瓷综合了各种陶瓷材料的优点,具有高强度、高硬度、耐磨损、耐腐蚀等特点,被广泛应用于机械制造、航空航天等领域。
四、结构陶瓷。
结构陶瓷是指以氧化铝、氧化锆、碳化硅等为主要成分的陶瓷材料,具有高强度、高硬度、耐磨损、耐高温等特点,被广泛应用于建筑、冶金、化工等领域。
五、生物陶瓷。
生物陶瓷是指以氧化铝、氧化锆、氮化硅等为主要成分的陶瓷材料,具有生物相容性好、不易引起排异反应等特点,被广泛应用于医疗器械、人工关节、牙科等领域。
六、其他陶瓷。
除了以上几种主要类型的陶瓷材料外,还有一些特殊用途的陶瓷材料,如电子陶瓷、磁性陶瓷、光学陶瓷等。
这些陶瓷材料在电子、通讯、光学等领域有着重要的应用价值。
总结。
综上所述,陶瓷材料根据其成分和性质的不同可以分为氧化物陶瓷、非氧化物陶瓷、复合陶瓷、结构陶瓷、生物陶瓷以及其他特殊用途的陶瓷。
每种类型的陶瓷材料都具有其独特的特点和应用领域,对于促进工业生产和提升生活质量都具有重要意义。
希望本文的介绍能够帮助大家更好地了解陶瓷材料的分类及应用。
陶瓷知识介绍范文

陶瓷知识介绍范文陶瓷是一种由无机非金属材料制成的坚硬、耐磨和耐高温的材料。
它具有高强度、耐腐蚀和绝缘等特点,因此在工业和日常生活中应用广泛。
下面是对陶瓷的一些基本知识的介绍。
1.陶瓷的起源2.陶瓷的分类陶瓷可以根据其成分和特性进行分类。
最常见的分类方式是根据其化学成分,可以分为四大类:氧化物陶瓷、非氧化物陶瓷、复合材料陶瓷和纳米陶瓷。
氧化物陶瓷包括红陶、白陶和黑陶等;非氧化物陶瓷包括氮化硅陶瓷、碳化硅陶瓷和碳化硼陶瓷等;复合材料陶瓷则是由陶瓷和其他材料的复合物延伸,如金属陶瓷、陶瓷复合材料等。
3.陶瓷的制造工艺陶瓷的制造主要包括采矿、制泥、成型、干燥、烧结和装饰等工艺。
首先,从矿山中采集原料,在制泥过程中,通过一系列的物理和化学处理使原料颗粒均匀,并与水混合形成粘土。
然后,通过成型工艺将湿泥制成所需的形状,如盘子、碗、花瓶等。
接下来,将成型的陶瓷制品进行干燥,以去除过多的水分。
最后,将干燥后的陶瓷制品放入高温炉中进行烧结,使其变得坚硬和耐用。
装饰可以在成型或烧结后进行,采用不同的方法如刻画、上釉、彩绘等。
4.陶瓷的应用领域陶瓷在各个领域都有广泛的应用。
在工业方面,陶瓷制品常用于制造耐磨、耐酸碱和耐高温的零部件,如陶瓷刀具、陶瓷搅拌棒等。
在建筑领域,陶瓷瓷砖常用于装饰墙面和地板,并因其防水、易清洁和耐磨等特性而受到青睐。
在医疗领域,陶瓷材料被用于制作人工关节和牙科修复材料,因其生物相容性和耐腐蚀性能。
此外,陶瓷还被广泛应用于电子、航天、能源等领域。
5.陶瓷的发展趋势随着科技的不断进步,陶瓷的性能和应用也在不断发展。
一方面,通过引入新的材料、改进工艺和优化设计,陶瓷材料的强度、硬度、耐热性和电气性能等方面可以得到大幅提升。
另一方面,陶瓷也被广泛应用于新兴领域,如高温超导材料、导电陶瓷和生物陶瓷等。
同时,纳米陶瓷的研究也成为陶瓷领域的热点,通过控制材料的微观结构,可以获得优异的性能。
以上是对陶瓷的基本知识的介绍。
陶瓷材料概述范文

陶瓷材料概述范文陶瓷材料是一种非金属无机材料,其主要成分为氧化物、非氧化物和组合材料。
陶瓷材料具有许多独特的性质,如高温耐性、耐腐蚀性、绝缘性、硬度高等,因此被广泛应用于工业、冶金、化工、电子、建筑等领域。
陶瓷材料根据其结构与用途可分为三类:普通陶瓷、特种陶瓷和结构陶瓷。
普通陶瓷是最基本的一种陶瓷材料,由黏土和瓷石等原料烧结而成。
普通陶瓷具有较低的价格和良好的加工性能,广泛应用于建筑材料、制陶工业、机械工业等。
常见的普通陶瓷有砖瓦、瓷器等。
特种陶瓷是一类性能优良、用途特殊的陶瓷材料。
特种陶瓷的特点是高温稳定性、耐磨性和电绝缘性能的提高。
根据其化学成分和结构特点,特种陶瓷可分为氧化物陶瓷、非氧化物陶瓷和复合陶瓷。
氧化物陶瓷包括金刚石(碳化硅)陶瓷、氧化铝陶瓷、氧化锆陶瓷等,主要用于高温热工业、电子工业、机械制造业等。
非氧化物陶瓷主要包括硼化硅陶瓷、氮化硼陶瓷等,具有高硬度、耐磨性、导热性能等,广泛应用于航空航天、电子、光学等领域。
复合陶瓷由两种或多种不同材料组成,具有更加优良的性能,例如碳化硅纤维增强碳化硅(C/C)复合陶瓷材料广泛应用于高温结构部件。
结构陶瓷是一类性能优异的陶瓷材料,具有高强度、低密度和良好的耐磨性能。
结构陶瓷主要用于制造高压磨料工具、轴承等机械结构部件。
常见的结构陶瓷有氮化硼陶瓷、氧化铝陶瓷等。
陶瓷材料还具有许多其他特殊的性能,如生物相容性、超导性、光学透明性等。
在现代科技的发展中,陶瓷材料发挥着重要的作用。
例如,陶瓷瓦片用于建筑中的防水、隔热层;陶瓷杯用于食品和饮料的容器;陶瓷电容用于电子器件中的储能等。
陶瓷材料的应用领域不断扩大,对于人类社会的发展与进步具有重要的推动作用。
总之,陶瓷材料是一类非金属无机材料,具有独特的性质和广泛的应用领域。
普通陶瓷、特种陶瓷和结构陶瓷是其主要分类。
陶瓷材料在工业、冶金、化工、电子、建筑等领域起到重要的作用,对于促进社会进步和技术发展具有重要意义。
功能陶瓷及应用知识点总结

功能陶瓷及应用知识点总结一、功能陶瓷的概念及分类功能陶瓷是指具有特定功能的陶瓷材料,主要包括结构陶瓷、功能陶瓷、生物陶瓷、环境陶瓷和陶瓷复合材料等。
根据功能的不同,功能陶瓷可以分为:1. 结构陶瓷:主要用于承受结构应力和外力作用的陶瓷材料,包括砖瓦、建筑陶瓷、化工陶瓷等。
其特点是硬度高,抗压、抗弯和抗冲击性能好。
2. 功能陶瓷:主要指具有特定功能的陶瓷材料,如氧化铝陶瓷、氮化硅陶瓷、氧化锆陶瓷等。
其特点是具有一定的电、磁、热、光、声等功能。
3. 生物陶瓷:主要用于医疗领域,如氧化锆陶瓷、生物活性玻璃陶瓷等。
其特点是无毒、无刺激、无放射性,能与生物体组织相容。
4. 环境陶瓷:主要用于环境保护和治理,如陶瓷过滤器、陶瓷填料等。
其特点是耐高温、耐腐蚀,具有吸附、过滤、分离等功能。
5. 陶瓷复合材料:由两种或两种以上的材料经过一定的工艺加工成的复合陶瓷材料,如陶瓷金属复合材料、陶瓷陶瓷复合材料等。
其特点是具有两种或两种以上材料的优点,具有良好的综合性能。
二、功能陶瓷的制备工艺及应用1. 制备工艺(1)粉体制备:包括干法制备和湿法制备两种方式。
干法制备通过研磨、干燥、筛分等步骤获得所需的粉末。
湿法制备则是通过溶胶-凝胶法、水热法、水热合成法等将所需的原料转化成溶液、凝胶状物质,再通过干燥、热处理等步骤制备成粉末。
(2)成型工艺:包括模压成型、注射成型、挤压成型、等静压成型等方式。
(3)烧结工艺:包括氧化烧结、还原烧结、热处理等方式。
2. 应用(1)氧化铝陶瓷:主要用于电气绝缘、耐磨、耐腐蚀、高温、高压等领域,如磨具、瓦楞板、电阻片、耐火材料等。
(2)氮化硅陶瓷:主要用于磨具、轴承、喷嘴、耐火材料等领域,具有高硬度、高耐磨、高耐腐蚀、高温稳定性好的特点。
(3)氧化锆陶瓷:主要用于生物医学领域,如牙科修复、人工关节、医疗器械等,具有生物相容性好、抗摩擦、抗磨损、抗腐蚀等特点。
(4)生物活性陶瓷:主要用于骨科和牙科领域,如骨修复材料、牙科种植体、骨接合材料等,具有促进骨组织生长、良好的生物相容性、无毒、无刺激等特点。
陶瓷的分类和用途

陶瓷的分类和用途陶瓷作为一种传统的工艺品和日常生活用品,一直都扮演着非常重要的角色。
从最早的粗陶到现在的高档陶瓷,种类越来越多,用途也越来越广泛。
本文将按照原料、制作工艺、用途等方面,对陶瓷进行分类和介绍。
一、按原料分类1.瓷瓷是指以石英、长石、高岭土等为主要原料,经过炼制、成型、烧制而成的具有高强度、高硬度、高耐热性和低吸水率等特点的陶瓷制品。
瓷被普遍认为是中国最大的发明之一,具有重要的历史和文化价值。
2.陶陶是指以黏土等为原料,经过成型、干燥、烧制等工艺制成的陶瓷制品。
在我国,最早使用陶制品是在新、旧石器时代,现在,陶制品仍然被广泛地应用于各种领域。
3.石器石器是指以石头为原料,经过制作而成的陶瓷制品。
相比于其它两种陶瓷,石器使用的较少,但因其独特的质感和造型特点,被用来制作一些工艺品和装饰品。
二、按制作工艺分类1.手工陶瓷手工陶瓷是指以手工方式制作而成的陶瓷制品。
手工陶瓷具有色泽鲜艳、造型多样、泥土质感浓郁等特点,由于其制作工艺的复杂性和手工的精细程度,手工陶瓷价格较高,是一些陶瓷收藏家们的心头好。
2.工业陶瓷工业陶瓷是指以工业方法和设备制作而成的陶瓷制品。
工业陶瓷制作工艺简单,可以大规模生产,价格较为实惠,广泛应用于瓷砖、马桶、水龙头等日常生活用品和重工业制品等领域。
三、按用途分类1.日用陶瓷日用陶瓷是指用于日常生活的陶瓷制品,如碗、盘、杯、瓷器等。
由于陶瓷质地坚硬、不易磨损、不易存储污渍、颜色丰富、造型美观等特点,日用陶瓷成为了现代家居摆设的重要一环。
2.装饰陶瓷装饰陶瓷是指以陶瓷为材料,用于室内或室外装饰的陶瓷制品。
比如花瓶、鱼缸、摆件等。
由于其精美的外观和良好的装饰功能,装饰陶瓷被广泛应用于各种场景。
3.艺术陶瓷艺术陶瓷是指用于艺术创作、艺术收藏和艺术欣赏的陶瓷制品。
艺术陶瓷具有精美的造型、逼真的图案、优雅的色彩和多样的构图,是一种融艺术性和实用性于一体的高档陶瓷制品。
总之,陶瓷的分类与用途是多种多样的,不断地在发展和改进中。
陶瓷的分类及特点

特种陶瓷是以纯度较高旳人工合成化合 物为主要原料旳人工合成化合物。
如Al2O3、ZrO2、SiC、Si3N4、BN等。
日用陶瓷
按用途分类
工程构造陶瓷
工业陶瓷
功能陶瓷
按性能可将陶瓷分
✓ 高强度陶瓷 ✓ 高温陶瓷 ✓ 压电陶瓷 ✓ 磁性陶瓷 ✓ 半导体陶瓷 ✓ 生物陶瓷
• 特种陶瓷可按化学构成份为 氧化物陶瓷 氮化物陶瓷 碳化物陶瓷 金属陶瓷(硬质合金)
• 含Co量多旳硬质合金韧性好,合适粗加工, 含Co量少旳适于精加工。
• 通用硬质合金既可切削脆性材料,亦可加工 韧性材料
(三)钢结硬质合金
以一种或几种碳化物(WC、TiC)为硬 化相,以合金钢(高速钢、铬钼钢)粉末为 粘结剂,经配料、压型、烧结而成旳一种新 型硬质合金。
与一般硬质合金相比,钢结硬质合金可 铸造、焊接、热处理,并可切削加工。
氧化铍陶瓷
不同种类旳特种陶瓷,各具不同旳优 异性能,但作为主体构造材料,其共同旳 弱点是:塑性、韧性差,强度低
8.3 金属陶瓷
以金属氧化物或碳化物为主要 成份,加入适量旳金属粉末,经过 粉末冶金旳措施制成旳,具有某些 金属性质旳陶瓷。
金属陶瓷是金属切削刀具、模 具和耐磨零件旳主要材料。
一、粉末冶金措施及其应用
• 特殊电磁性能材料
如硬磁材料、软磁材料,多孔过滤材料, 假合金材料
二、金属陶瓷硬质合金
硬质合金是金属陶瓷旳一种, 它是以金属碳化物(WC、TiC、 TaC等)为基体,再加入适量旳 金 属 粉 末 ( 如 Co 、 Ni 、 Mo 等 ) 作为粘结剂制成旳,具有金属性 质旳粉末冶金材料。
WC
Co 基体
• 金属材料旳制备:熔炼、铸造 • 高熔点旳金属及金属化合物难以经过熔炼
建筑陶瓷的分类及特点
建筑陶瓷的分类及特点建筑陶瓷是指在建筑中使用的一种陶瓷材料,具有优良的耐久性、耐热性和耐化学腐蚀性能。
根据其用途和性能特点的不同,可以将建筑陶瓷分为多种分类。
一、建筑外墙陶瓷建筑外墙陶瓷是指用于外墙装饰的陶瓷材料,具有防水、耐候、防污、耐磨损等特点。
根据表面处理方式的不同,可以分为釉面瓷砖和全抛釉瓷砖两种。
1. 釉面瓷砖:釉面瓷砖是在瓷砖表面施加釉料,并经过高温烧制而成。
釉面瓷砖的表面光滑、亮丽,色彩丰富多样,可以根据建筑外墙的设计需求选择不同的色彩和纹理。
2. 全抛釉瓷砖:全抛釉瓷砖是在釉面瓷砖的基础上,将釉料直接覆盖在瓷砖的整个厚度上,并再次进行高温烧制。
全抛釉瓷砖具有更高的硬度和抗磨损性能,表面的色彩和纹理更加均匀一致。
二、建筑地面陶瓷建筑地面陶瓷是指用于室内和室外地面装饰的陶瓷材料,具有耐磨损、耐污染、易清洁等特点。
根据表面处理方式和材质的不同,可以分为瓷质地砖、瓷质抛光砖、大理石瓷砖等几种类型。
1. 瓷质地砖:瓷质地砖是一种常见的建筑地面陶瓷材料,其表面采用釉面处理,具有较高的硬度和耐磨损性能。
瓷质地砖的色彩和纹理丰富多样,可以根据室内装饰的需求选择不同的款式和规格。
2. 瓷质抛光砖:瓷质抛光砖是在瓷质地砖的基础上,经过抛光处理而成。
瓷质抛光砖的表面光滑如镜,具有更高的光亮度和反射性能,使整个室内空间更加明亮。
3. 大理石瓷砖:大理石瓷砖是一种以天然大理石为原料,并经过高温烧制而成的陶瓷材料。
大理石瓷砖的表面纹理和颜色与天然大理石相似,但具有更好的耐磨损和耐污染性能。
三、建筑内墙陶瓷建筑内墙陶瓷是指用于室内墙面装饰的陶瓷材料,具有防水、防污、易清洁等特点。
根据表面处理方式和材质的不同,可以分为瓷质内墙砖、釉面内墙砖和立体内墙砖等几种类型。
1. 瓷质内墙砖:瓷质内墙砖是一种常见的建筑内墙陶瓷材料,其表面采用釉面处理,具有较高的硬度和耐污染性能。
瓷质内墙砖的色彩和纹理多样,可以根据室内装饰的需求选择不同的款式和规格。
陶瓷的分类及应用
陶瓷的分类及应用
陶瓷是一种种类繁多的材料,广泛应用于建筑、家居装饰、电子、医疗、环保等领域。
根据其用途和特性,可以将陶瓷分为以下几类: 1. 结构陶瓷:用于制造机械零件、电子零件、汽车零部件等。
这类陶瓷具有高硬度、高强度、高温耐性、耐磨性等特点。
2. 电子陶瓷:用于制造电容器、电感器、压电器件等。
这类陶瓷具有高介电常数、低介电损耗、稳定性好等特点。
3. 生物陶瓷:用于制造人工关节、人工牙等医疗器械。
这类陶瓷具有生物相容性好、高强度、耐磨性等特点。
4. 瓷砖:用于装饰家居、建筑等。
这类陶瓷具有色彩丰富、硬度高、防水、防霉等特点。
5. 特种陶瓷:例如氧化铝陶瓷、氮化硅陶瓷、碳化硅陶瓷等,适用于高温、高压等恶劣环境中。
这类陶瓷具有高耐磨性、高强度、高温稳定性等特点。
陶瓷因其多种特性,可以广泛应用于不同领域。
在建筑领域中,瓷砖墙面、地砖等是常见的装饰材料;在电子领域中,电容器、电感器等都需要陶瓷材料来作为基底;在医疗领域中,人工关节等器械也需要陶瓷材料作为材料选择。
未来,随着科技的不断发展和人们对陶瓷材料的需求不断增加,陶瓷的应用领域也将会更加广泛。
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陶瓷分类及介绍
陶瓷分类及介绍
陶瓷是一种历史悠久的工艺品,其制作过程复杂,需要经过多道工序。
根据不同的材料和制作工艺,陶瓷可以分为多种类型。
1. 瓷器
瓷器是指以高岭土、石英等为主要原料,经过高温烧制而成的陶瓷制品。
其特点是质地坚硬、质感细腻、色彩明亮、透光性好。
中国古代
的青花瓷、景德镇瓷等都是著名的瓷器。
2. 石器
石器是指以黏土和沙子为主要原料,经过低温或中温烧制而成的陶瓷
制品。
其特点是质地粗硬、色泽暗淡、不透光。
常见的有黑陶和灰陶。
3. 玻璃陶器
玻璃陶器是指以玻璃为原料,加入少量氧化物和金属氧化物,在高温
下进行加工而成的一种新型材料。
其特点是具有玻璃的透明度和光泽度,同时还具有传统陶器的稳定性和耐用性。
4. 烧结陶器
烧结陶器是指以陶土为主要原料,加入少量玻璃粉和金属氧化物,在高温下进行加工而成的一种新型陶瓷制品。
其特点是质地坚硬、耐磨损、不易变形、色彩丰富,适用于制作高档餐具和装饰品。
5. 砂土陶器
砂土陶器是指以沙子为主要原料,加入适量黏土和水,在低温下进行加工而成的一种传统陶瓷制品。
其特点是质地粗糙、色泽暗淡、不透光,常见于民间制作的茶具和餐具。
总之,不同类型的陶瓷有着各自的特点和用途。
在现代生活中,人们可以根据自己的需求选择不同类型的陶瓷制品来使用。
建筑陶瓷的分类及特点
建筑陶瓷的分类及特点建筑陶瓷是指用于建筑物内外墙面、地面和装饰等领域的陶瓷材料。
它具有优异的物理性能和装饰效果,被广泛应用于建筑行业。
根据不同的分类标准,建筑陶瓷可以分为多个类别。
下面将介绍几种常见的建筑陶瓷分类及其特点。
一、按用途分类1. 内墙砖:内墙砖是用于室内墙面装饰的建筑陶瓷材料。
它具有防水、防污、易清洁的特点,常用于厨房、卫生间等湿度较高的场所。
2. 外墙砖:外墙砖是用于室外墙面装饰的建筑陶瓷材料。
它具有耐候性、耐磨性、抗污染性等特点,可以有效保护建筑物的墙体,并起到美化和装饰作用。
3. 地面砖:地面砖是用于室内地面铺装的建筑陶瓷材料。
它具有耐磨、耐压、抗污染等特点,适用于各类公共场所和住宅的地面装饰。
4. 装饰砖:装饰砖是用于室内外装饰的建筑陶瓷材料。
它可以通过不同的花色、纹理和形状来实现各种装饰效果,丰富室内外空间的美感。
二、按材质分类1. 瓷质砖:瓷质砖是一种以瓷土为主要原料制成的建筑陶瓷材料。
它具有高硬度、耐磨性好、不易吸水等特点,适用于各类场所的装饰。
2. 石质砖:石质砖是一种以天然石材为主要原料制成的建筑陶瓷材料。
它具有天然石材的质感和美观效果,同时具备瓷质砖的优点,是一种高档的装饰材料。
3. 玻璃质砖:玻璃质砖是一种以玻璃为主要原料制成的建筑陶瓷材料。
它具有光泽度高、透明度好、色彩丰富等特点,常用于室内装饰的点缀和装饰。
4. 金属质砖:金属质砖是一种以金属材料为主要原料制成的建筑陶瓷材料。
它具有金属质感和现代感,可以营造出独特的装饰效果,常用于商业空间的装饰。
三、按表面处理分类1. 釉面砖:釉面砖是一种表面涂有釉料的建筑陶瓷材料。
它可以通过不同的釉料颜色和纹理来实现各种装饰效果,同时具有防污、易清洁等特点。
2. 亚光砖:亚光砖是一种表面处理呈现出亚光效果的建筑陶瓷材料。
它具有质感强、不易滑倒等特点,适用于地面装饰。
3. 仿古砖:仿古砖是一种表面经过特殊处理呈现出仿古效果的建筑陶瓷材料。
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陶瓷材料的力学性能陶瓷材料陶瓷、金属、高分子材料并列为当代三大固体材料之间的主要区别在于化学键不同。
金属:金属键高分子:共价键(主价键)范德瓦尔键(次价键)陶瓷:离子键和共价键。
普通陶瓷,天然粘土为原料,混料成形,烧结而成。
工程陶瓷:高纯、超细的人工合成材料,精确控制化学组成。
工程陶瓷的性能:耐热、耐磨、耐腐蚀、绝缘、抗蠕变性能好。
硬度高,弹性模量高,塑性韧性差,强度可靠性差。
常用的工程陶瓷材料有氮化硅、碳化硅、氧化铝、氧化锆、氮化硼等。
一、陶瓷材料的结构和显微组织1、结构特点陶瓷材料通常是金属与非金属元素组成的化合物;以离子键和共价键为主要结合键。
可以通过改变晶体结构的晶型变化改变其性能。
如“六方氮化硼为松散的绝缘材料;立方结构是超硬材料”2、显微组织晶体相,玻璃相,气相晶界、夹杂(种类、数量、尺寸、形态、分布、影响材料的力学性能。
(可通过热处理改善材料的力学性能)陶瓷的分类玻璃—工业玻璃(光学,电工,仪表,实验室用);建筑玻璃;日用玻璃陶瓷—普通陶瓷日用,建筑卫生,电器(绝缘),化工,多孔……特种陶瓷-电容器,压电,磁性,电光,高温……金属陶瓷--结构陶瓷,工具(硬质合金),耐热,电工……玻璃陶瓷—耐热耐蚀微晶玻璃,光子玻璃陶瓷,无线电透明微晶玻璃,熔渣玻璃陶瓷…2.陶瓷的生产(1)原料制备(拣选,破碎,磨细,混合)普通陶瓷(粘土,石英,长石等天然材料)特种陶瓷(人工的化学或化工原料--- 各种化合物如氧、碳、氮、硼化合物)(2)坯料的成形(可塑成形,注浆成形,压制成形)(3)烧成或烧结3. 陶瓷的性能(1)硬度是各类材料中最高的。
(高聚物<20HV,淬火钢500-800HV,陶瓷1000-5000HV)(2)刚度是各类材料中最高的(塑料1380MN/m2,钢MN/m2)(3)强度理论强度很高(E/10--E/5);由于晶界的存在,实际强度比理论值低的多。
2 (E/1000--E/100)。
耐压(抗压强度高),抗弯(抗弯强度高),不耐拉(抗拉强度很低比抗压强度低一个数量级)较高的高温强度。
(4)塑性:在室温几乎没有塑性。
(5) 韧性差,脆性大。
是陶瓷的最大缺点。
(6) 热膨胀性低。
导热性差,多为较好的绝热材料(λ=10-2~10-5w/m﹒K)(7)热稳定性—抗热振性(在不同温度范围波动时的寿命)急冷到水中不破裂所能承受的最高温度。
陶瓷的抗热振性很低(比金属低的多,日用陶瓷220℃)(8)化学稳定性:耐高温,耐火,不可燃烧,抗蚀(抗液体金属、酸、碱、盐)(9)导电性—大多数是良好的绝缘体,同时也有不少半导体(NiO,Fe3O4等)(10)其它:不可燃烧,高耐热,不老化,温度急变抗力低。
普通陶瓷.传统陶瓷原料—长石,石英,粘土,高龄土,绢云母,滑石,石灰。
加入(MgO,ZnO,BaO,Cr2O3等)提高强度;加入(Al2O3 ,ZrO2等)提高强度和热稳定性;加入(SiC等)提高导热性。
1.日用陶瓷性能要求:白度,光洁度,热稳定性,机械强度,热稳定性用途:日用器皿,工艺品艺术品等2.建筑陶瓷性能要求:强度,热稳定性用途:地面,墙壁,管道,卫生洁具等.3.电工陶瓷(高压瓷)性能要求:强度,介电性能和热稳定性.用途:隔电,支持及连接,绝缘器件4.化工陶瓷性能要求:耐蚀性.用途:实验器皿,耐热容器,管道,设备。
特种陶瓷1.氧化物陶瓷:※Al2O3—高的强度和高温强度(抗压2493MN/m2),高化学稳定性和介电性能•以Al2O3为主要成分,含少量SiO2的陶瓷。
•根据Al2O3含量不同,分为75瓷(Al2O3含量为75%)又称刚玉-莫来石瓷;95瓷、99瓷,又称刚玉瓷。
•Al2O3含量愈高,玻璃相愈少,气孔愈少,陶瓷的性能愈好,但工艺愈复杂,成本愈高。
优势:氧化铝陶瓷的强度高,是普通陶瓷的2~6倍,抗拉强度可达250MPa;•耐磨性好,硬度次于金刚石、碳化硼、立方氮化硼和碳化硅,居第5;•耐高温性能好,刚玉陶瓷可在1600℃下长期工作,在空气中的最高使用温度达1980℃;•耐蚀性和绝缘性好;•脆性大,抗热振性差,不能承受环境温度的突然变化。
3用途:工具,高温炉零件,空压机泵零件,内燃机火花塞,坩埚。
微晶刚玉(弯曲强度5000MN/m2,HRA92-93红硬性1200℃)---工具,刀具。
※BeO—导热性好(180 kcal/m·h·℃),热稳定性较高,消散高能辐射的能力强,强度低(抗压强度(785MN/m2)用途:熔化某些纯金属的坩埚,真空陶瓷和原子反应堆用陶瓷※ZrO2——呈弱酸性或惰性,导热系数小1.5-1.7kcal/m·h·℃,使用温度2000-2200℃,抗压强度2060MN/m2※MgOCaO抗各种金属碱性渣的作用,热稳定性差,MgO高温易挥发,CaO在空气中易水化2.碳化物陶瓷:※碳化硅—弯曲强度200-250MN/m2,抗压强度1000-1500MN/m2,硬度高,抗氧化,不抗强碱。
主晶相SiC,有反应烧结和热压烧结两种碳化硅陶瓷;•高温强度高,工作温度可达1600~1700℃1400℃时,抗弯强度为500~600MPa;•有很好的导热性、热稳定性、抗蠕变能力、耐磨性、耐蚀性,且耐辐射;•是良好的高温结构材料,主要用于制作火箭喷管的喷嘴,浇注金属的浇道口、热电偶套管、炉管,燃气轮叶片,高温轴承,热交换器及核燃料包封材料等。
用途:加热元件,石墨的表面保护层,砂轮,磨料※碳化硼—硬度高,抗磨,熔点高2450℃用途:磨料,超硬质工具材料。
3.氮化物陶瓷:※氮化硼—石墨类型六方结构(白石墨)----介电体和耐火润滑剂。
立方结构(β-BN)----极高硬度,抗加热温度2000℃,是金刚石的代用品。
•主晶相BN,共价晶体,晶体结构为六方结构,有白石墨之称;•良好的耐热性和导热性,热导率与不锈钢相当,热胀系数比金属和其它陶瓷低得多,故抗热振性和热稳定性好;•高温绝缘性好,2000℃仍是绝缘体,是理想的高温绝缘材料和散热材料;•化学稳定性高,能抗Fe、Al、Ni等熔融金属的侵蚀;•硬度较其它陶瓷低,可切削加工;•有自润滑性,耐磨性好。
用途:氮化硼陶瓷常用于制作热电偶套管,熔炼半导体、金属的坩埚和冶金用高温容器和管道,高温轴承,下班制品成型模,高温绝缘材料;因BN中含wB=43%,有很大的吸收中子的截面,可作核反应堆中吸收热中子的控制棒。
4.金属陶瓷以金属氧化物或碳化物为主要成分,加入适量的金属粉末,通过粉末冶金的方法制成的,具有某些金属性质的陶瓷。
金属陶瓷是金属切削刀具、模具和耐磨零件的重要材料。
粉末冶金方法及其应用•金属材料的制备:熔炼、铸造高熔点的金属及金属化合物难以通过熔炼或铸造的方法制备粉末冶金:陶瓷生产工艺在冶金中的应用粉末制备----压制成型----烧结成零件或毛坯4粉末冶金法的基本工艺过程1.粉末制备包括粉末制取、配料、粉料混合等步骤。
粉末的纯度、粒度、混合的均匀程度等对粉末冶金制品的质量有重要影响。
粉末愈细、愈均匀、纯度愈高,陶瓷的性能愈好。
2.压制成型多采用冷压法,即将粉料装入模具型腔内,在压力机下压制成致密的具有一定强度的坯体。
为了改善粉末的可塑性和成型性,通常在粉料中会加入一定比例的增塑剂,如汽油橡胶溶液、石蜡等。
3.烧结将压制成型的坯体放入通过保护气氛的高温炉或真空炉中进行烧结,在保持至少一种组元仍处于固态的烧结温度下,长时间保温,通过扩散、再结晶、化学反应等过程,获得与一般合金相似的组织,并存在一些微小的孔隙的粉末冶金制品。
根据烧结过程中有无液相产生,烧结分为:固相烧结和液相烧结。
•固相烧结:在烧结时不形成液相。
无偏析高速钢、烧结铝(Al-Al2O3)、烧结钨、青铜-石墨、铁-石墨等•液相烧结:在烧结时形成部分液相的液-固共存状态。
金属陶瓷硬质合金(WC-Co、WC-TiC-Co等)、高速钢-WC、铬钼钢-WC等4.后处理加工为改善或得到某些性能,有些粉末冶金制品在烧结后还要进行后处理加工。
如齿轮、球面轴承等在烧结后再进行冷挤压,以提高其密度、尺寸精度等;铁基粉末冶金零件进行淬火处理,以提高硬度等等。
陶瓷材料的力学性能强度(高温、低温、室温)韧性、硬度、断裂韧度、疲劳等。
一、陶瓷材料的弹性变形、塑性变形与断裂(图9-23)(1)弹性A)弹性模量大是金属材料的2倍以上。
∵共价键结构有较高的抗晶格畸变、阻碍位错运动的阻力。
晶体结构复杂,滑移系很少,位错运动困难。
B)弹性模量呈方向性;压缩模量高于拉伸弹性模量结构不均匀性;缺陷C)气孔率↑,弹性模量↓(2)塑性变形a)室温下,绝大多数陶瓷材料塑性变形极小。
b)1000℃以上,大多数陶瓷材料可发生塑性变形(主滑移系运动)c)陶瓷的超塑性超细等轴晶,第二相弥散分布,晶粒间存在无定形相。
1250℃,3.5×10-2S-1应变速率ε=400%。
利用陶瓷的超塑性,可以对陶瓷进行超塑加工(包括扩散焊接)(3)断裂以各种缺陷(表面或内部)为裂纹源裂纹扩展,瞬时脆断。
5缺陷的存在是概率性的。
用韦伯分布函数表示材料断裂dvFmvm)'()(exp)(F(ζ)—断裂概率m—韦伯模数ζ—特征应力,该应力下断裂概率为0.632ζ’、ζ—试样内部的应力及它们的最大值二、陶瓷材料强度和硬度陶瓷的实际强度比其理论值小1~2个数量级。
(1)弯曲强度三点弯曲、四点弯曲四点弯曲试样工作部分缺陷存在的几率较大。
∴强度比三点的低。
(2)抗拉强度夹持部位易断裂(加橡胶垫)∴常用弯曲强度代之,高20%~40%。
(3)抗压强度比抗拉强度高得多,10倍左右。
(4)硬度高HRA,AT45N小负荷的维氏硬度或努氏硬度。
陶瓷材料的断裂韧度比金属的低1~2个数量级测定方法(图)单边切口法、山形切口法、压痕法、双扭法、双悬臂梁法。
∵IC值受切口宽度的影响。
金属材料:ζ↑、δ↓、KIC↓;陶瓷材料:ζ↑、KIC↑。
∵尖端塑性区很小。
陶瓷材料的增韧:(1)改善组织(细密、纯、匀)(2)相变增韧(3)微裂纹增韧陶瓷材料的疲劳强度静态疲劳,动态疲劳,循环疲劳和热疲劳(1)静态疲劳对应于金属材料的应力腐蚀和高温蠕变断裂。
“温度、应力、环境介质”分成的个区(图10-11)孕育区(低于应力强度因子门槛值)低速区da/dt随K↑而↑中速区da/dt仅与环境介质有关,与K无关。