特种陶瓷教学大纲

《陶瓷工艺学》教学大纲

的物理化学变化。

本章难点：配方计算包括由化学组成计算配方，由实验公式计算配方，由矿物组成计算配方，由分子式计算配方，以及更换原料时的重配计算。可塑泥团的流变特性，陶瓷泥浆的流变特性及影响因素。矿物煅烧时的变化。

第三章釉层的工艺基础（6学时）

3.1 釉料的组成

3.1.1 釉的分类

3.1.2 确定釉料组成的依据

3.1.3 釉料配方的计算

3.2 釉层的形成

3.2.1 釉层形成过程的反应

3.2.2 釉料与坯体的作用

3.2.3 釉层的显微结构

3.3 釉层的性质

3.3.1 釉层的物理化学性质

3.3.2 坯-釉适应性

3.3.3 釉的析晶

本章重点：铅釉，石灰釉，长石釉的主要特性，釉料成分的种类，确定釉料组成的依据，釉料冷却过程的变化，釉的熔融温度范围，釉的粘度与表面张力，釉的化学稳定性，坯釉适应性，釉熔体的析晶过程，影响釉熔体析晶的因素，析晶对釉面光学性质的影响。

本章难点：釉料加热过程的变化，釉层中气泡的产生，釉料与坯体的作用，长石质透明釉，乳浊釉的显微结构，釉的热膨胀性，釉的弹性，釉的硬度，釉的介电性质。

第四章生产过程（16学时）

4.1 原料的处理

4.1.1 原料的精选

4.1.2 原料的预烧

4.1.3 原料的合成

4.2 坯料的制备

4.2.1 坯料的种类和质量要求

4.2.2 原料的细粉碎

4.2.3 泥浆的脱水

4.2.4 造粒及陈腐和真空处理

4.3 陶瓷成型方法与模具

4.4 生坯的干燥

4.4.1 干燥的工艺问题

4.4.2 干燥制度确定

4.4.3 干燥方法

4.5 施釉

4.5.1 釉浆的制备

4.5.2 施釉

4.6 烧成

4.6.1 烧成制度的制订

4.6.2 低温烧成与快速烧成

4.6.3 烧成新方法

执笔人：吴任平审核人：李湘祁

《特种陶瓷》教学大纲

四年制本科材料科学与工程专业用

36学时2学分

一、课程性质和任务

《特种陶瓷》是材料科学与工程四年制本科生选修的一门专业课，内容主要包括特种陶瓷生产工艺原理、结构陶瓷和功能陶瓷等三大部分。其任务是让学生了解特种陶瓷材料的特性，掌握特种陶瓷的性能与组成、结构及制备工艺之间的相互关系。目的是使学生熟悉特种陶瓷主要生产过程及其原理，了解国内外特种陶瓷生产和应用方面的知识，掌握新材料的设计与研究方法，具备从事材料研究与开发的基础知识和初步能力。

二、课程学习目标和基本要求

1、对能力培养的要求：

要求学生掌握课程所讲授的有关基础知识和基本概念，了解特种陶瓷领域的最新发展动态和国内外最新科研成果，充分认识特种陶瓷在材料科学中的前沿地位，掌握特种陶瓷材料的主要生产工艺及其原理。为学好本课程，学生应具备一定的自学能力，预习与结构陶瓷和功能陶瓷性能相关的光、电、磁、声、热学等方面的知识，拓展知识面，为学习和工作打好基础。

2、课程的重点和难点

本课程的重点是讲授各种特种陶瓷材料的性能、制备方法、工作原理以及各种影响因素，要求学生从深层次理解特种陶瓷材料的性能与组成、结构及制备工艺之间的关系。

本课程的难点是材料的显微结构、工作原理以及影响材料性能的因素分析。

3、先修课程及基本要求：

特种陶瓷是无机非金属材料的一个重要分支，因此在选修本门课之前，应对传统陶瓷工艺原理有一个系统的了解。要求先修《材料科学基础》，《材料工程基础》，《材料性能学》，《陶瓷工艺学》等基础课和专业课。

三、课程内容及学时分配

1、教学基本内容

第一篇特种陶瓷生产工艺原理（8学时）

第一章概述（2学时）

1.1 特种陶瓷的概念

1.2 特种陶瓷的分类

1.3 特种陶瓷的特性

1.4 特种陶瓷的应用

1.5 国内外研究发展现状

本章重点：

特种陶瓷的概念，特种陶瓷与传统陶瓷的区别，特种陶瓷的分类，特种陶瓷的特性与主要用途。

本章难点：

特种陶瓷的特性与用途。

第二章特种陶瓷的坯料配方与粉体制备（2学时）

2.1 特种陶瓷原料

2.2 特种陶瓷粉体的制备方法

2.3 高性能陶瓷粉料的基本要求

2.4 配料、混合与塑化

本章重点：

坯料组成表示法，粉体的基本物理性能，高性能陶瓷粉料的基本要求，塑化剂。

本章难点：

高性能陶瓷粉料的基本要求。

第三章特种陶瓷的成型方法（2学时）

3.1 热压铸成型

3.2 可塑法成型

3.3 干压成型

3.4 等静压成型

3.5 流延成型

3.6 其它成型方法

本章重点：

热压铸成型、可塑法成型、等静压成型。

本章难点：

各种成型方法的工艺原理与技术要求。

第四章特种陶瓷的烧结（2学时）

5.1 烧结机理

5.2 烧成制度

5.3 陶瓷的显微结构

5.4 影响烧结的主要因素

5.5 烧结方法

本章重点：

气氛烧结，热压烧结、反应烧结。

本章难点：

烧成制度及影响烧结的主要因素。

第二篇结构陶瓷（12学时）

第七章氧化物陶瓷（6学时）

7.1 氧化铝陶瓷

7.2 氧化锆陶瓷

7.3 氧化锆增韧陶瓷

7.4 氧化镁陶瓷

7.5 氧化铍陶瓷

本章重点：

氧化铝陶瓷的晶型，氧化铍和氧化镁陶瓷的主要特性，克服脆性的方法，氧化锆陶瓷的晶型转变及稳定化处理，氧化锆相变增韧机理，增韧氧化锆陶瓷材料及制备，。

本章难点：

氧化铝的晶型，氧化锆的晶型转化，氧化锆相变增韧机理。

第八章非氧化物陶瓷（4学时）

8.1 碳化物陶瓷

8.2 氮化物陶瓷

本章重点：

碳化硅的晶型，碳化硅原料的制备，碳化硅陶瓷的烧结，碳化硅陶瓷材料的性质与应用，碳化钛陶瓷，碳化硼陶瓷；氮化硅的主要晶型，氮化硅的烧结方法，氮化硅粉末的合成，埋粉的作用，氮化硅陶瓷的性质与应用。

本章难点：

碳化硅原料的制备，氮化硅粉末的合成，获得高密度烧结氮化硅的条件。第九章纤维补强陶瓷（2学时）

9.1 陶瓷的断裂过程

9.2 纤维补强陶瓷的补强原理

9.3 陶瓷纤维的制备

9.4 纤维补强陶瓷复合材料及应用

本章重点：

硅酸铝纤维：碳纤维与石墨纤维；纤维补强陶瓷的机埋：纤维补强陶瓷基复合材料制作要求；几种有希望的复合材料系统；

本章难点：

纤维补强陶瓷的制备与机埋。

第二篇功能陶瓷（16）

第十章电介质陶瓷（6学时）

10.1 装置陶瓷

10.2 铁电陶瓷

10.3 压电陶瓷

10.4 热释电陶瓷

本章重点：

铁电、压电、热释电陶瓷材料的特性，装置陶瓷、电容器陶瓷与热释电陶瓷的性能要求。

本章难点：

正逆压电效应，热释电效应。

第十一章半导体陶瓷（6学时）

11.1 预备知识

11.2 热敏陶瓷

11.3 气敏陶瓷

11.4 其他敏感陶瓷

本章重点：

半导体陶瓷的特点，各类敏感陶瓷（包括热敏陶瓷，气敏陶瓷，压敏陶瓷，湿敏陶瓷，光敏陶瓷）的分类与应用。

本章难点：

敏感陶瓷元件的工作原理。

第十二章磁性陶瓷（2学时）

12.1 磁性陶瓷的基本特性

12.2 铁氧体的制造工艺

12.3 铁氧体的种类与应用

本章重点：

磁性陶瓷的种类与用途，铁氧体的制造工艺。

本章难点：

软磁铁氧体，硬磁铁氧体。

第十七章其他功能陶瓷（2学时）

17.1 透明陶瓷

17.2 导电与超导陶瓷

2、课程相关的实践教学内容与实验

该课程相关的实验教学内容见实验课程《无机非金属材料基础实验》、《材料的合成、制备与加工》与《无机非金属材料综合实验》中的相关内容。

3、课外作业（形式、次数及具体内容）

主要围绕下列内容完成课外作业：

（1）基本概念；

（2）配方与性能计算；

（3）特种陶瓷的制备方法与基本要求；

（4）生产工艺原理、技术要求与影响因素；

（5）各种特种陶瓷的工作原理和主要用途；

（6）特种陶瓷展望。

四、使用大纲说明

1、教学方法

教学中应以系统讲授为主，学生自学为辅，适当组织课堂讨论；实践性较强的生产工艺及其原理，通过实验课加以巩固和提高。

2、考核、考试方式与成绩结构

课外作业占30%，平时表现占10%，期末笔试占60%。

五、课程教学及主要参考书

1、教科书

李世普编.特种陶瓷工艺学.高等学校试用教材.武汉工业大学出版社，1997 2、主要参考书

[1] 王零森编著. 特种陶瓷. 中南工业大学出版社. 2005

[2] 刘维量主编.先进陶瓷工艺学.武汉理工大学出版社.2006

[3] 殷声编著. 现代陶瓷及其应用. 北京科学技术出版社.1 990

[4] 铁钦征骑主编. 新型陶瓷材料手册. 江苏科学技术出版社. 1996

[5] 坂野久夫著. 厉仁玉译.最新精密陶瓷. 同济大学出版社.1990

[6] 陈俊彦译. 最新精细陶瓷技术. 中国建筑工业出版社.1983

[7] 李标荣编.电子陶瓷工艺原理.华中工学院出版社.1986

[8] 一濑升著.陈俊彦译.现代陶瓷问答.建筑工业出版社.1986