常见陶瓷材料性能及运用-讲义
常见陶瓷物性表
常见陶瓷物性表
陶瓷的定义
陶瓷是指经过高温烧结而成的无机非金属材料。
它具有高碳化率、高耐热性和高耐化学性等特点，因此被广泛应用于陶瓷器、建筑材料和电子器件等领域。
常见陶瓷物性表
陶瓷的应用领域
1. 陶瓷器：用于制作瓷器、陶瓷餐具等。
2. 建筑材料：用于制作砖瓦、瓷砖等建筑材料。
3. 电子器件：用于制作电、电阻器、陶瓷电路板等。
4. 汽车工业：用于制作发动机部件、排气系统等。
5. 医药领域：用于制作人工关节、人工牙齿等医疗器械。
陶瓷的未来发展趋势
随着科技的不断进步，陶瓷材料的应用领域将继续扩展。
未来陶瓷可能在电子器件、能源储存、环境保护等领域发挥更重要的作用。
尽管陶瓷材料具有众多优点，但它也存在一些挑战，如加工难度高、易碎性等。
因此，未来的研究将集中在陶瓷材料的改进和新型陶瓷材料的开发，以满足不同领域的需求。
以上就是常见陶瓷的物性表以及其应用和未来发展趋势的简要介绍。
陶瓷作为一种重要的材料，在各个领域都有着广泛的应用前景。
陶瓷材料及其应用
陶瓷材料及其应用【摘要】陶瓷材料在我们的生活中早已应用到了各个方面，比如塑料、木材、水泥三大传统基本材料，陶瓷材料是用天然或合成化合物经过成形和高温烧结制成的一类无机非金属材料。
它具有高熔点、高硬度、高耐磨性、耐氧化等优点。
可用作结构材料、刀具材料，由于陶瓷还具有某些特殊的性能，又可作为功能材料。
随着社会的进步，人们对材料的要求也越来越高，这种表现不仅表现在对科学研究领域，也表现在人们的日常生活当中。
材料的进步很大程度上推动了社会的进步，而社会的需求反过来也有力的推进了材料科学的发展。
拿陶瓷材料来说，陶瓷材料已经贯穿了人类的历史，并且随着历史不停的发展，在材料科学领域崭露头角。
【关键字】陶瓷材料应用发展一、陶瓷材料概述陶瓷材料分为普通陶瓷材料和特种陶瓷材料，普通陶瓷材料采用天然原料如长石、粘土和石英等烧结而成，是典型的硅酸盐材料，主要组成元素是硅、铝、氧，这三种元素占地壳元素总量的 90%，普通陶瓷来源丰富、成本低、工艺成熟。
这类陶瓷按性能特征和用途又可分为日用陶瓷、建筑陶瓷、电绝缘陶瓷、化工陶瓷等。
特种陶瓷材料采用高纯度人工合成的原料，利用精密控制工艺成形烧结制成，一般具有某些特殊性能，以适应各种需要。
根据其主要成分，有氧化物陶瓷、氮化物陶瓷、碳化物陶瓷、金属陶瓷等；特种陶瓷具有特殊的力学、光、声、电、磁、热等性能。
其特点有力学性能、热性能、电性能、化学性能、光学性能，根据用途不同，特种陶瓷材料可分为结构陶瓷、工具陶瓷、功能陶瓷。
二、陶瓷材料的分类随着生产与科学技术的发展．陶瓷材料及产品种类日益增多．为了便于掌握各种材例或产品的特征，通常以不同的角度加以分类。
1.按化学成分分类(1)氧化物陶瓷。
氧化物陶瓷种类繁多，在陶瓷家族中占有非常重要的地位。
最常用的氧化物陶瓷是用Al2O3、 SiO2、 MgO、 ZrO3、 CeO2， CaO． Cr2O3 及莫莱石(3Al2O3.2SiO4) 和尖晶石 (MgAl2O3)等。
陶瓷材料介绍课件
原料加工
将基础原料进行破碎、粉 碎、筛选等加工，制备成 适合成型工艺的细粉料。
成型工 艺
塑形
将细粉料混合一定量的水、 粘土等添加剂，制成具有 一定形状和强度的坯体。
干燥
将坯体放入干燥室内进行 干燥，去除水分，提高坯 体强度。
修整
对干燥后的坯体进行修整， 去除毛刺、裂纹等缺陷。
烧成工艺
装窑
将干燥修整后的坯体放入窑炉中 进行烧成。
氧化锆陶瓷是一种以氧化锆（ZrO2）为主 要成分的陶瓷材料。它具有高硬度、高韧性 和优异的耐磨性、耐腐蚀性，可在极端环境 下保持稳定的性能。氧化锆陶瓷广泛应用于 航空航天、石油化工、汽车等领域，作为密
封件、轴承、切削工具等产品的制造材料。
优势
陶瓷材料的优势在于其优良的绝缘性能、耐磨性能、耐高温性能以及生物相容 性等，使其在电子、通讯、航空航天、生物医疗等领域得到广泛应用。
02
陶瓷材料的生
原料制 备
01
02
03
原料选择
根据陶瓷产品的性能要求， 选择合适的天然矿物或工 业原料作为基础原料。
配料计算
根据产品配方进行原料配 比，确保原料成分符合要 求。
低毒性和无致敏性
陶瓷材料在正常使用过程中释放的物质对生物体无毒性和致敏性， 因此对生物体安全无害。
04
陶瓷材料的未来展与 挑
新料研 发
高温陶瓷
随着工业技术的发展，对能在高温环境下保持优良性能的陶 瓷材料的需求越来越大。新材料研发将致力于提高陶瓷的耐 热性、抗氧化性和抗蠕变性，以满足各种高温应用的需求。
陶瓷材料介
• 陶瓷材料概述 • 陶瓷材料的生产工艺 • 陶瓷材料的性能与应用 • 陶瓷材料的未来发展与挑战 • 案例分析：几种典型陶瓷材料介
陶瓷材料的性能特点及其应用
❖ 一.陶瓷的工艺过程 ❖ 二.陶瓷的结构 ❖ 三.陶瓷材料的性能
特点
❖ 四.陶瓷材料及其应 用
1.陶瓷的工艺过程
1、原料的制备 （1）生产陶瓷的三种主要原料
1.粘土（40～60％）：含水铝硅酸盐，主要化学成分为SiO2、 Al2O3、H2O、Fe2O3、TiO2等。
2.石英（20～30％）：化学组成为SiO2，是一种耐热性、抗蚀 性、高硬度的物质，是陶瓷制品的骨架。
2.结构类型
结构类型
含孤立、成对有限硅氧团和环状有限硅氧团的硅酸盐结构 岛状： （如镁橄榄石Mg2SiO4）
链状：
由大量的硅氧四面体通过共顶连结而形成的一维 结构（石棉)
层状：
由大量的、底面在同一平面上的硅氧四面体通过在该平 面上共顶连接而形成的具有六角对称的无限二维结构（ 高岭石、云母）
骨架状：
送往成型
2、坯料的成型
1.定义
❖
在配制好的陶瓷原料中加入水或其他成型助剂（粘合剂
），使其有一定塑性，然后通过某种方法使其成为具有一定
形状的坯体的工艺过程。
❖ 2.成型方法
❖
①挤压成型法：在坯料中加入水或增塑剂，捏练成塑性
泥料，然后用手工、挤压或机加工成型。
②注浆成型：将浆料浇注到石膏模中成型，常用于制造形 状复杂，精度要求不高的日用陶瓷和建筑陶瓷。
③压制成型：在粉料中加入少量水分和增塑、剂，然后在 金属模具中加较高压力成型，主要用于特种陶瓷和金属陶瓷 。
3、制品的烧成或烧结
1.定义： 成型的坯料，经过高温烧成或烧结才能获得陶瓷的特性。
烧成的制品开口率较高，致密度较低。当烧成湿开口气孔率 接近于零，获得高致密度的瓷化过程成为烧结。 2.烧成（或烧结）四阶段 ①蒸发期（室温～300℃）
陶瓷材料的应用全解
切割加工
工业上，最常用的是磨料切割，其多数采用金刚石 砂轮进行切割，可以得到精度相当高的切割面。
金刚石砂轮
切割机
打孔加工
对直径在一定范围的孔，广泛采用金刚石钻 头（空心钻头）进行圆孔加工。
金刚石钻头
陶瓷打孔机
激光、超声波加工
激光切割机
激光打孔机
超声波打孔机
七、陶瓷材料的应用
民用陶瓷
三、传统陶瓷与先进陶瓷
• 传统陶瓷
其原料主要是石英、 长石和粘土等自然界中存 在的矿物，归属于硅酸盐 类材料；
普 通 陶 瓷
• 先进陶瓷
其原料一般经一系列 人工合成或提炼处理过的 化工原料，超出了传统陶 瓷的概念和范畴，是高新 技术的产物。
先 进 陶 瓷
普通陶瓷与先进陶瓷的主要区别
区别 原料
普通陶瓷
（2）水解法：
四氧化锆 循环加水分解 氯化钇
氧化锆粉+分散剂+粘结剂
水合氧化锆
焙烧
氧化锆纳米粉
（3）喷雾法：
氧化锆粉体
化学合成法三：气相法
直接利用气体或通过某种手段将物质变为气体，使之 在气体状态下发生物理化学反应，最后在冷却过程中凝 聚长大形成纳米微粒。
化 学 气 相 沉 积 法
2、胚体成型
••••••
2. 按使用的原材料分类:
可将陶瓷材料分为普通陶瓷和特种陶瓷。
普通陶瓷以天然的岩石、矿石、黏土等材料作
原料。
特种陶瓷采用人工合成的材料作原料。
3. 按性能和用途分类：
结构陶瓷
a.主要用于制造结构零部件；
b.力学性能要求:强度、韧性、硬度、模量、耐磨性及高 温性能等。 a.主要用于制造功能器件；
陶瓷材料的应用PPT课件
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2. 按使用的原材料分类:
可将陶瓷材料分为普通陶瓷和特种陶瓷。 ❖ 普通陶瓷以天然的岩石、矿石、黏土等材料作
原料。 ❖ 特种陶瓷采用人工合成的材料作原料。
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3. 按性能和用途分类：
结构陶瓷
a.主要用于制造结构零部件； b.力学性能要求:强度、韧性、硬度、模量、耐磨性及高
温性能等。
功能陶瓷
a.主要用于制造功能器件； b.物理性能要求:电、磁、热、光及生物等物理性能。
结构/功能一体化陶瓷材料 对力学和物理性能均有要求
陶瓷球阀
2021
透明陶瓷灯
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✓功能陶瓷
按特性分类，功能陶瓷可分为：
电子陶瓷：如绝缘陶瓷、介电陶 瓷、铁电陶瓷、压电陶瓷、磁性 陶瓷、导电陶瓷、超导陶瓷等；
(Microstructure)和性能(Properties）之间的关 系。
陶瓷材料学是材料科学与工程的一部分，亦是研究材 料的合成与制备、组成与结构、性能与使用效能四者 关系与规律的科学；
• 功能材料—以材料独特的物理性能、化学 性能等为基础而形成的一类材 料。
从物理化学属性来分，可分为:
• 金属材料 • 无机非金属材料 • 高分子材料 • 复合材料
陶瓷材料是除金属和高聚物以外的无机非 金属材料通称。
工业上应用的典型的传统陶瓷产品如陶瓷 器、玻璃、水泥等。随着现代科技的发展， 出现了许多性能优良的新型陶瓷。
等静压成型；又称静水压成 型，利用液体介质不可压缩 性和均匀传递压力性的一种 成型方法。
优点
胚体密度高 制品密度接近理论密度 不易变形
缺点
设备投资成本高 不易自动化 生产效率不高
陶瓷材料的结构与性能分析
陶瓷材料的结构与性能分析陶瓷材料是一类广泛应用于建筑、电子、航空等领域的材料，具有优异的物理和化学性质。
而想要深入了解陶瓷材料的性能表现，首先必须对其结构进行分析。
一、结晶结构陶瓷材料主要由氧化物组成，常见的有硅酸盐、氮化硅、氧化铝等。
在陶瓷材料中，原子或离子按照一定的几何排列方式组成结晶结构。
例如，硅酸盐陶瓷中的硅离子和氧离子以正方形或三角形的排列方式拼接成网络结构。
而氮化硅陶瓷则由氮离子和硅离子按照边长相等的正六边形排列形成具有大空隙的结构。
结晶结构的不同会导致陶瓷材料的性能差异，如硬度、热传导性等。
二、晶粒大小晶粒大小是陶瓷材料表面性能的重要指标之一。
晶粒的尺寸越小，材料的强度和硬度往往越高，因为小晶粒内部的晶界相对较多，在晶界上形成了许多阻碍位错运动的障碍点，从而提高了材料的抗变形能力。
因此，控制陶瓷材料的晶粒尺寸，对提高其力学性能具有重要意义。
三、杂质含量陶瓷材料中的杂质含量对其性能影响举足轻重。
杂质的存在会破坏材料的完整晶体结构，从而导致性能的下降。
例如，陶瓷材料中的铁、镉等金属离子会影响其电学性能，氮化硅材料中杂质的存在会导致其电阻率的变化。
因此，在制备陶瓷材料时，对原材料进行严格筛选和纯化，以及控制烧结工艺的条件，能够有效减少杂质含量，提高材料的性能。
四、孔洞结构孔洞是陶瓷材料中普遍存在的结构特征之一。
孔洞会影响材料的力学性能、热导率等。
例如，在陶瓷材料中，孔洞的存在可以减小材料的密度，从而提高其机械强度。
此外，孔洞还能影响热的传导、吸附等性质。
因此，对陶瓷材料的孔洞结构进行合理设计和控制，能够改善其性能，拓宽其应用范围。
五、晶界结构陶瓷材料中的晶界是由相邻晶粒之间的原子之间形成的。
晶界的存在会影响材料的力学性能、导电性能、疲劳寿命等。
在力学性能方面，晶界是位错移动的阻碍剂，增加了材料的塑性变形程度；在导电性能方面，晶界处存在能带偏移和电阻率增加现象，使材料的导电性能下降。
因此，控制晶界的结构，合理改善晶界的质量和数量，对提高陶瓷材料的性能至关重要。
陶瓷的性能
1. 力学性能 • 硬度高、耐磨性好 硬度高、耐磨性好 ， 高 聚 物 <20Hv） ）
•
抗拉强度低，抗压强度较高； 抗拉强度低，抗压强度较高；
因表面及内部的气孔、 微裂纹等缺陷， 因表面及内部的气孔 、 微裂纹等缺陷 ， 实 际强度仅为理论强度的1/100~1/200。 但抗 际强度仅为理论强度的 。 压强度高，为抗拉强度的10~40倍。 压强度高，为抗拉强度的 倍
•
高弹性模量，高脆性。 高弹性模量，高脆性。 E=100~400GPa （金属210） 在拉伸时几乎没有塑性，在拉力作用 下产生一定的弹性变形后直接断裂。
σ
ε
•
冲击韧性、 冲击韧性、断裂韧性低 KIC 约为金属的1/60~1/100
几种材料的断裂韧性
材料 45钢 球墨铸铁 氮化硅陶瓷 KIC /MPa.m1/2 90 20~40 3.5~5
2. 物理与化学性能
• 熔点高 一般在2000℃以上，故陶瓷高温强度和 高温蠕变抗力优于金属。 • 热胀系数小、热导率低 随气孔率增加，陶瓷的热胀系数、热导 率降低，故多孔或泡沫陶瓷可作绝热材料。 热振性差。
• 有些陶瓷具有特殊的光学性能 红宝石（α-Al2O3掺铬离子）、钇铝石榴石、 含钕玻璃等可作固体激光材料；玻璃纤维可作光 导纤维材料，此外还有用于光电计数、跟踪等自 控元件的光敏电阻材料。 • 磁性 磁性陶瓷又名铁氧体或铁淦氧，主要是 Fe2O3和Mn、Zn等的氧化物组成的陶瓷材料，为 磁性陶瓷材料，可用作磁芯、磁带、磁头等。 • 结构稳定 化学稳定性高，抗氧化性优良，在1000℃高 温下不会氧化，并对酸、碱、盐有良好的抗蚀性。 故在化工工业中广泛应用。
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2.3.2 氮化硼(BN)陶瓷—立方
立方BN为闪锌矿结构，化学稳定性高，导热及耐热性能好，其硬度与人造金刚 石相近，是性能优良的研磨材料。与金刚石相比，其最突出的优点在于高温下不 与铁系金属反应，并且可以在1400℃的温度使用。 立力BN除了直接用作磨料外，还可以将其与某些金属或陶瓷混合，经烧结制成 块状材料，作为各种高性能切削刀具。
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1.3 氧化镁(MgO)陶瓷
MgO陶瓷的主晶相为MgO，属立方晶系氯化钠结构，熔点2800℃,理论密度 3.58 g/cm2，在高温下比体积电阻高，介质损耗低，介电系数为9.12具有良 好的电绝缘性，属于弱碱性物质。MgO对碱性金属熔渣有较强的抗侵蚀能力， 与镁、镍、铀钍、铝、钼等不起作用，可用于制备熔炼金属的坩锅、浇注金 属的模子，高温热电偶的保护管，高温炉的炉衬材料等。
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2.3.1 氮化硼(BN)陶瓷—六方
六方BN具有自润滑性，可用于机械密封、高温固体润滑剂，还可用作金属和陶 瓷的填料制成轴承。其耐热性非常好，可以在900℃以下的氧化气氛中和2800℃ 以下的氮气和惰性气氛中使用。六力BN对酸碱和玻璃熔渣有良好的耐侵蚀性， 对大多数熔融金属既不润湿也不发生反应，因此可以用作熔炼有色金属、贵金属 和稀有金属的坩锅、器皿等部件。BN既是热的良导体，又是电的绝缘体。它的 击穿电压是氧化铝的4- 5倍，介电常数是氧化铝的1/2，可用来做超高压电线的绝 缘材料。BN对微波和红外线是透明的，可用作透红外和微波的窗口。BN在超高 压下性能稳定，可以作为压力传递材料和容器。BN是最轻的陶瓷材料，可以用 于飞机和宇宙飞行器的高温结构材料。此外，利用BN的发光性，可用作场致发 光材料。涂有BN的无定形碳纤维可用于火箭的喷嘴等。
稳定Zr02陶瓷主要由立方相组成，其耐火度高、比热与导热系数小，是理想 的高温隔热材料，可以用做高温炉内衬，也可作为各种耐热涂层。 稳定Zr02陶瓷化学稳定性好，高温时仍能抗酸性和中性物质的腐蚀，但不能 抵抗碱性物质的腐蚀。周期表中第V , VI ,VII族金属元素与其不发生反应，可 以用来作为熔炼这此金属的坩埚。 纯Zr02是良好的绝缘体，由于其明显的高温离子导电特性，可作为2000℃使 用的发热元件，高温电极材料，还可用作产生紫外线的灯。 此外利用稳定Zr02的氧离子传导特性，可制成氧气传感器，进行氧浓度的测 量。
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常见陶瓷分类
分类 名称 氧化铝陶瓷 特点 化学性质稳定，机械强度高 电绝缘性，低介质损耗 对可见光和红外线的良好透过性，耐 温耐热耐腐蚀 高温下比体积电阻高，介质损耗低， 具有良好的电绝缘性 对碱性熔渣有较强的抗侵蚀能力 比热、导热系数小 化学稳定性号，耐酸性及中性物质腐 蚀 绝缘性 主要用途 叶轮泵体轴套阀门管道内衬等 电子电器应用 纺织耐磨零件，刀具，火花塞 高压钠灯灯管，红外检测装置窗口 用于制备熔炼金属的坩埚，浇铸金属的模子， 高温热电偶保护管，高温炉内衬 高温隔热材料、高温炉内衬、耐热涂层 坩埚 高温发热元件，高温电极材料，产生紫外线的 灯 氧气传感器 陶瓷发动机中的汽缸内壁、活塞、缸盖等部件 无润滑轴承，喷砂设备喷嘴、制药用冲压模 工业剪刀、羊毛剪、微电子工业用具、微生物 陶瓷材料
典型碳化物陶瓷材料一有碳化硅(SiC)、碳化硼(B4C)碳化钛(TiC)碳化锆( ZrC等)、碳化物 的共同特点是高熔点，许多碳化物的熔点都在3000℃以上。碳化物在非常高的温度下均 会发生氧化，但许多碳化物的抗氧化能力都比W，Mo等高熔点金属好。大多数碳化物都 具有良好的电导率和热导率，许多碳化物都有非常高的硬度，特别是B4C的硬度仅次于金 刚石和立方氮化硼，但碳化物的脆性一般较大。
玻 璃 陶 瓷
表面可强化玻璃陶 瓷
可加工玻璃陶瓷 独特地显微结构使其具备可加工性能， 电绝缘、微波技术、精密仪器和航空、航天领 可以采用普通的钻、锯或车削、磨等 域 加工到精密尺寸 具有高热震抗力、哟一的绝缘性能
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1 氧化物陶瓷
氧化物陶瓷材料的原子结合以离子键为主，存在部分共价键，因此具有许多 优良的性能。大部分氧化物具有很高的熔点，良好的电绝缘性能，特别是具 有优异的化学稳定性和抗氧化性，在上程领域已得到了较广泛的应用。
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2.1 氮化硅(Si3N4)陶瓷
Si3N4陶瓷材料的热膨胀系数小，因此具有较好的抗热震性能;在陶瓷材料中， Si3N4的弯曲强度比较高，硬度也很高，同时具有自润滑性，摩擦系数小，与加 油的金属表明相似，作为机械耐磨材料使用具有较大的潜力;Si3N4陶瓷材料的常 温电阻率比较高，可以作为较好的绝缘材料;Si3N4陶瓷耐氢氟酸以外的所有无机 酸和某些碱液的腐蚀，也不被铅、锡、银、黄铜、镍等熔融金属合金所浸润与腐 蚀;高温氧化时材料表面形成的氧化硅膜可以阻碍进一步氧化，抗执化温度达 1800℃。 Si3N4陶瓷可用作热机材料、切削工具、高级耐火材料，还可用作抗腐蚀、耐磨 损的密封部件等。
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2 氮化物陶瓷
氮化物包括非金属和金属元素氮化物，他们是高熔点物质。氮化物陶瓷的种 类很多，但都不是天然矿物，而是人工合成的。日前工业上应用较多的氮化 物陶瓷有氮化硅(Si3N4)、氮化硼(BN)、氮化铝(AlN)、氮化钛(TiN)等。
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1.2 氧化锆(ZrO2)陶瓷
Zr02有二种锆同素异形体立方结构(c相)、四方结构(t相)及单斜结构(m相)。 根据所含相的成分不同，Zr02陶瓷可分为稳定Zr02陶瓷材料、部分稳定Zr02 陶瓷。
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1.2.1 稳定氧化锆(ZrO2)陶瓷
氮化铝(AlN)陶瓷 六方氮化硼(BN)陶 瓷 立力氮化硼(BN)陶 瓷
碳 化 物 陶 瓷
碳化硅(SiC)陶瓷 碳化硼(BC)陶瓷
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常见陶瓷分类
分类 名称 低膨胀玻璃陶瓷 特点 热膨胀系数低(可为负值)、强度高、 热稳定性能好、使用温度高 主要用途 航天飞机零件、高级炊具、高温作业观察窗、 微波炉盖、望远镜、激光元器件及航天飞机上 的重要零部件
MgO陶瓷
氧 化 物 陶 瓷
稳定氧化锆(ZrO2) 陶瓷
部分稳定Zr02陶瓷
高强度、断裂韧性及抗热冲击性能 导热系数小，隔热效果好，热膨胀系 数大
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常见陶瓷分类
分类 名称 氮化硅(Si3N4)陶瓷 特点 主要用途
氮 化 物 陶 瓷
热膨胀系数小，抗热震，弯曲强度高， 惹急材料，切削工具，高级耐火材料，抗腐蚀、 硬度高，自润滑，摩擦系数小，抗腐 抗磨损的密封件 蚀 热硬度高，抗热震，良好地电绝缘性 和介电性质 自润滑性，耐热性，导热，绝缘，质 量轻 化学稳定兴高，导热剂耐热性能号， 硬度高 性度高，热导率高，抗热震性能好， 化学稳定性高， 比重低，低膨胀系数，高导热，高硬 度和高耐磨性， 熔炼金属用的坩埚，热电偶保护管，真空蒸镀 容器，耐热砖，大规模集成电路基板 高温固体润滑剂，轴承，坩埚，绝缘材料，压 力传递材料和容器，航空高温结构材料，火箭 喷嘴 磨料，切削刀具 炉膛结果材料、隔焰板、撸管，发热元件，高 温、耐磨、耐腐蚀机械部件、汽轮机高温部件 磨料，耐磨零件、热电偶原件、高温半导体、 宇宙飞船上的热电转化装置、防弹装甲、反应 堆控制棒与屏蔽材料等
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1.2.2 部分稳定氧化锆(ZrO2)陶瓷
部分稳定Zr02陶瓷由t c双相组织组成，具有非常高的强度，断裂韧性和抗热 冲击性能，被称为“陶瓷钢”。同时其热传导系数小，隔热效果好，而热膨 胀系数又比较大，比较容易与金属部件匹配，在日前所研制的陶瓷发动机中 用于气缸内壁、活塞、缸盖板部件。 部分稳定Zr02陶瓷还可作为采矿和矿物工业的无润滑轴承，喷砂设备的喷嘴， 粉末冶金上业所用的部件，制药用的冲压模等。 另外，部分稳定Zr02陶瓷还可用作各种高韧性，高强度工业与医用器械。如 纺织工业落筒机用剪刀、羊毛剪，磁带生产中的剪刀，微电子工业用工具， 此外由于其不与生物体发生反应，也可用作生物陶瓷材料。
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1.1 氧化铝陶瓷
氧化铝陶瓷又称刚玉瓷，一般以α-A1203为主晶相。根据A1203含量和添加剂 的不同，有不同系列。如根据A1203含量不同可分为75瓷，85瓷，95瓷，99瓷 等;根据其主晶相的不同可分为莫来石瓷、刚玉-莫来瓷和刚玉瓷;根据添加剂的 不同又分为铬刚玉、钛刚玉等。 Al203陶瓷是耐火氧化物中化学性质最稳定、机械强度最高的一种;A1203陶瓷 与大多数熔融金属不发生反映，只有Mg, Ca,Zr和Ti在一定温度以上对其有还原 作用;热的硫酸能溶解A1203，热的HCl, HF对其也有一定腐蚀作用;A1203陶瓷 的蒸汽压和分解压都是最小的。由于A1203陶瓷优异的化学稳定性，可广泛地 用于耐酸泵叶轮、泵体、泵盖、轴套，输送酸的管道内衬和阀门等。 氧化铝的含量高于95%的Al203陶瓷具有优异的电绝缘性能和较低的介质损耗等 特点，因而在电子、电器方面有十分广阔的应用领域。 A1203陶瓷的高硬度和耐磨性在机械领域得到了广泛应用。如制造纺织耐磨零 件、刀具。各种发动机中还大量使用A1203陶瓷火花塞。 透明Al203陶瓷对于可见光和红外线有良好的透过性，同时具有高温强度高、耐 热性好、耐腐蚀性强等特点。可用于制造高压钠灯灯管、红外检测窗口材料等。
常见陶瓷材料性能及运用
2013年1月17日
Innovator Confiden随着许多新技术(如电子技术、空间技术、激光技术、计算机技术 等)的兴起，以及基础理论(如矿物学、冶金学、物理学等)和测试技术(如电子 显微镜技术、X射线衍射技术和各种频谱仪等)的发展，人们对材料结构和性能 之间的关系有了深刻认识。通过控制材料的化学成分和微观组织结构，研制出 了许多具有不同性能的陶瓷材料，如各种功能陶瓷(电子材料、光导纤维、敏 感陶瓷材料)及高温结构陶瓷。与传统陶瓷材料相比其强度得到了成百上千倍 的提高，再加上陶瓷材料本身具备的优异的耐高温、耐磨、耐腐蚀、绝缘等特 性，使其在许多重要领域得到了越来越广泛的应用。 常用上程陶瓷材料主要包括:金属(过渡金属或与之相近的金属)与硼、碳、硅、 氮、氧等非金属元素组成的化合物，以及非金属元素所组成的化合物，如硼和 硅的碳化物和氮化物。 根据其元素组成的不同可以分为:氧化物陶瓷、氮化物陶瓷、碳化物陶瓷、硅化 物陶瓷和硼化物陶瓷。此外，近年来玻璃陶瓷作为结构材料也得到了广泛的应 用。