精细陶瓷

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精细陶瓷标准

精细陶瓷标准

精细陶瓷标准精细陶瓷是一种高品质的陶瓷制品,广泛应用于各个领域,如航空航天、医疗、电子、能源等。

为了确保精细陶瓷的质量和性能达到国家标准,制定了一系列的标准和规范。

本文将介绍精细陶瓷的标准,包括其定义、分类、常见标准和相关测试方法。

一、定义精细陶瓷,又称为高性能陶瓷,是一种由非金属氧化物、硼化物、碳化物、氮化物等组成的陶瓷制品。

与传统的陶瓷材料相比,精细陶瓷具有较高的硬度、耐磨性、耐腐蚀性、绝缘性和高温稳定性等特点。

二、分类根据不同的用途和性能要求,精细陶瓷可以分为多个不同的类别,常见的有以下几种:1.结构陶瓷:用于承重和耐磨的陶瓷部件,如陶瓷刀、陶瓷轴承等。

2.功能陶瓷:具有特殊功能性能的陶瓷材料,如氧化铝陶瓷用于电介质、锆瓷用于磁气体传感器等。

3.生物医用陶瓷:用于人工关节、义齿、人工骨等医疗器械的陶瓷材料,具有良好的生物相容性和耐磨性。

三、常见标准以下是精细陶瓷常见的标准之一:1.GB/T 12703-2008 《陶瓷气隙率测定方法》:该标准规定了精细陶瓷气隙率的测定方法,通过测量陶瓷样品的密度和质量,计算得出气隙率。

2.GB/T 26310-2010 《精细陶瓷材料光学性能测定方法》:该标准规定了精细陶瓷材料的折射率、透过率、反射率等光学性能的测试方法。

3.GB/T 32127-2015 《陶瓷瓷化膜的显微组织观察方法》:该标准规定了陶瓷瓷化膜的显微组织观察方法,包括显微镜观察和扫描电镜观察等。

四、测试方法对于精细陶瓷的质量控制和性能评估,常常需要进行一系列的测试。

以下是几种常见的测试方法:1.密度测定:通过测量陶瓷样品的质量和体积,计算出其密度。

常用方法有水法浮度法和气体静压法。

2.硬度测定:用于评估陶瓷的硬度,常用方法有洛氏硬度和维氏硬度等。

3.抗压强度测定:用于评估陶瓷材料在压力作用下的强度,常用方法有三点弯曲法和压缩试验等。

4.耐磨性测定:通过在陶瓷表面施加一定的载荷和摩擦,评估陶瓷的耐磨性能。

精细陶瓷

精细陶瓷

精细陶瓷概论一、概念精细陶瓷是指采用高度精选的原料,具有能精确控制的化学组成,按照便于控制的制造技术制造、加工的,便于进行结构设计的,具有优异特性的陶瓷。

而“新型陶瓷”是相对于传统陶瓷而言,是指用新的原料或新的加工方法而制成的具有某县新的特性、功能和用途的一类陶瓷材料。

“特种陶瓷”是相对于普通陶瓷而言,是指那些具有某些特殊性能和用于某些特殊目的的陶瓷材料。

“工业陶瓷”是指除了传统的日用陶瓷、建筑陶瓷之外,所有用于工业目的作为设备零件和原材料的陶瓷材料。

以上几个概念的主体内容上是相互重合的,但都包含了一些模糊的边界。

精细陶瓷与传统陶瓷的区别有:在原料上,突破了传统陶瓷以粘土为主要原料的界限,精细陶瓷一般以氧化物、氮化物、硅化物、硼化物、碳化物等为主要原料。

在成分上,传统陶瓷的组成由粘土的成分决定,由于精细陶瓷的原料是纯化合物,因此,成分由人工配比决定。

在制备工艺上,突破了传统陶瓷以炉窑为主要生产手段的界限,广泛采用真空烧结,保护气氛烧结、热压、热静压等手段。

在性能上,精细陶瓷具有不同的特殊性质和功能。

二、精细陶瓷的功能和用途1、热学功能精细陶瓷的热学功能包括耐热性、隔热性、导热性、抗热震性、集热性等。

耐热性的优良材料有氧化钍(ThO2)、炭化铬、硼化锆(ZrB2)等,可望作为超高温材料,用于与原子能有关的高温结构材料、高温电极材料等方面。

隔热性的优良材料有除了发泡性硅酸铝、硅酸钙等外,还有氧化铝、氧化锆、二氧化硅、钛酸钾、莫来石等的纤维材料,可作为新的高温材料。

导热性的优良材料有氧化铍、氮化铝、氮化硼等材料,有优良的电绝缘性。

抗热震性的优良材料有氧化铝、氧化镁、二氧化钛、氧化锆、氮化硅等,可用作高温炉材料,交变热应力状态下的结构材料。

2、力学功能精细陶瓷的力学功能包括硬质、耐磨性、高强度、润滑性、低热膨胀性、尺寸稳定性等。

耐磨性优良的硬质材料有氧化铝、碳化钨、立方氮化硼、金属陶瓷、金刚石、碳化硅、氧化锆、碳化硼等,主要用于切削工具、磨削材料等。

先进陶瓷材料的制备

先进陶瓷材料的制备
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• 加水分解法:在混合溶液中加水使之发生分解
反应获得粉体的过程。
ZrOCl2 YCl3

ZrO2
热分解
Y2O3稳定 ZrO2(< 0 Nhomakorabea1 μm)
28
• 共沸蒸馏法:非均相的共沸蒸
馏可以有效地对水合胶体进行脱 水处理,以防止硬团聚的形成。
29
• 金属醇盐水解法:通过对金属醇盐水解过程的严格控制
性,颗粒具有自发向低浓度(化学位)区域运动趋势, 形成扩散。扩散运动足以克服重力引起的颗粒沉降作用。
24
• 溶胶-凝胶法的特点:
1. 高度的化学均匀性;
2. 高纯度;
3. 超微颗粒产物;
4.
既可以制备复杂组分的氧化物陶瓷粉体,也可以制备多组分的非 氧化物陶瓷粉体。
25
• 共沉淀法:将沉淀剂加入到混合金属盐溶液,
14
• 粒度评价方法:
• 筛分法; • 离心沉降法; • 显微镜法; • 浊度计法; • 低温氮吸附法;
• 电镜法; • X射线小角衍射法; • 扩散法; • 静电分级法; • 颗粒色谱法,等等。
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• 形貌评价:
显微镜,电子显微镜,等等;
• 组成评价:
化学分析,X射线衍射,能谱分析,等等
• 结构评价:
• 是合成非氧化物的有效途径,如:
AlCl3 3NaN3 AlN 3NaCl 4N2
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1.2 液相法
• 溶胶-凝胶(Sol-Gel)法:适用于制备氧化物陶瓷粉体,
如果使用金属有机化合物作为起始原料,可以制备出非氧化 物粉末。
• 溶胶的起始原料:金属无机盐类,金属有机盐类,金属
有机络合物,金属醇盐,等等。

精细陶瓷密度和显气孔率试验方法

精细陶瓷密度和显气孔率试验方法

精细陶瓷密度和显气孔率试验方法
精细陶瓷密度和显气孔率试验方法
一、目的
本试验方法旨在测定精细陶瓷材料的密度和显气孔率,以评估其物理性能。

二、原理
密度是指物质的质量与其所占体积的比值,而显气孔率则表示材料中开口气孔所占的体积分数。

通过测量试样的质量和体积,结合相关计算公式,可获得密度和显气孔率的结果。

三、试验材料与设备
试验材料:精细陶瓷试样
设备:天平、溢流水槽、干燥箱、测量筒、真空泵、烘箱、切割机等
四、试验步骤
试样制备:使用切割机将试样加工成标准尺寸的小块,确保其尺寸准确,表面平整。

试样干燥:将试样放入烘箱中干燥至恒重,记录干燥后的质量m1。

浸水测量:将干燥后的试样放入测量筒中,加入足够的水淹没试样,然后使用真空泵排除试样内的空气。

将装有试样的测量筒置于溢流水槽中,直至气泡不再逸出。

测量溢流水槽中水的体积V1。

试样处理:将浸水后的试样取出,用湿布擦拭表面水分,然后放入烘箱中干燥至恒重,记录干燥后的质量m2。

计算密度:根据公式ρ=m/V,其中m为干燥后试样的质量(m1或m2),V为水的体积(V1),计算出试样的密度ρ。

计算显气孔率:根据公式显气孔率=(m1-m2)/ρ,其中m1为干燥后试样的质量,m2为浸水后干燥的试样质量,ρ为试样的密度,计算出试样的显气孔率。

五、结果分析
根据试验数据,分析试样的密度和显气孔率,并与相关标准或文献数据进行比较,评估其物理性能。

精细陶瓷概述

精细陶瓷概述

七、其它精细陶瓷
1.可贮存核废料的陶瓷 2.对CO2具有高吸收能力的锂硅酸盐 3.超塑性陶瓷 4.抗菌抗霉陶瓷 5.超塑性陶瓷
2、透明陶瓷
二、光导纤维
高纯度的二氧化硅 或称石英玻璃熔融 体中,拉出直径约 100μm的细丝,称 为石英玻璃纤维。
三、生瓷是由金属和陶瓷性非金属组成的烧 结材料。广义的金属陶瓷包括难熔化合物合 金、硬质合金、弥散型核燃料元件和控制棒 材料、金属粘结的金刚石工具材料等。狭义 的金属陶瓷是指难熔化合物钛、锆、铪、钒、 铌、钽、铬、钨、钼等和碳、硼、氮、硅等 形成的化合物与金属的烧结材料。。
氛保护下反应,产物沉积在石墨基体上。形 成一层致密的层。此法得到的氮化硅纯度较 高,其反应如下:
3 SiCl4 + 2 N2 + 6 H2 → Si3N4 +12HCl
高熔点氧化物陶瓷
高熔点氧化物陶瓷通常是指熔点超过SiO2熔 点(1728℃)的氧化物,大致有60多种,其 中 最 常 用 的 有 Al2O3 、 ZrO2 、 MgO 、 BeO 、 CaO和SiO2等六种。这些氧化物在高温下具 有优良的力学性能,耐化学腐蚀,特别是具 有优良的抗氧化性,好的电绝缘性,所以得 到广泛的应用。
精细陶瓷
第一节 概 述
一、定义和分类 一般认为:采用高度精选原料、具有精确的 化学组成、按照便于进行结构设计及控制的 制造方法进行制造加工的、具有优异特性的 陶瓷称精细陶瓷。
精细陶瓷主要有以下特点:
(1)产品原料全都是在原子、分子水平上分离、 精制的高纯度的人造原料。 (2)在制备工艺上,精细陶瓷要有精密的成型工 艺,制品的成型与烧结等加工过程均需精确的控制。 (3)产品具有完全可控制的显微结构,以确保产 品应用于高技术领域。精细陶瓷具有多种特殊的性 质,如高强度、高硬度、耐磨耐蚀,同时在磁、电、 热、声光、生物工程等各方面有特殊功能,因而使 其在高温、机械、电子、计算机、航天、医学工程 各方面得到广泛应用。

精细陶瓷标准

精细陶瓷标准

精细陶瓷标准精细陶瓷是一种经过精密加工的高性能陶瓷材料,具有优异的物理、化学和机械性能,广泛应用于航空航天、电子、汽车、医疗等领域。

为了规范精细陶瓷的生产和使用,制定了一系列精细陶瓷标准。

一、精细陶瓷的定义和分类精细陶瓷是指采用高纯度无机非金属材料,经过精密加工和烧结而成的陶瓷材料。

根据不同的用途和性能要求,精细陶瓷可以分为功能陶瓷和结构陶瓷两大类。

功能陶瓷主要指具有电、磁、光、热等功能的陶瓷材料,如压电陶瓷、磁性陶瓷、光纤陶瓷等;结构陶瓷主要指具有高强度、高韧性、耐高温、耐腐蚀等优异性能的陶瓷材料,如氧化铝陶瓷、氮化硅陶瓷等。

二、精细陶瓷的制备工艺精细陶瓷的制备工艺主要包括配料、成型、烧结和加工等环节。

其中,配料是基础,要求材料具有高纯度、高密度和均匀性;成型方法有多种,如干压成型、注射成型、流延成型等,应根据产品形状和性能要求选择合适的成型方法;烧结是关键环节,需要控制烧结温度、气氛和时间等因素,以保证材料的致密性和性能;加工主要是对烧结后的产品进行车削、铣削、磨削等机械加工,以获得所需的形状和精度。

三、精细陶瓷的性能要求精细陶瓷应具备优异的物理、化学和机械性能。

具体来说,功能陶瓷应具备稳定的物理和化学性能,如电性能、磁性能、光学性能等;结构陶瓷应具备高强度、高韧性、耐高温、耐腐蚀等性能。

此外,精细陶瓷还应具备良好的加工性能和可靠性,以满足使用要求。

四、精细陶瓷的质量控制为了保证精细陶瓷的性能和质量,需要在生产过程中进行严格的质量控制。

具体来说,需要控制原材料的质量和稳定性,严格控制生产工艺参数,对生产过程中的关键环节进行实时监控和记录,并对产品进行严格的检验和测试。

同时,还需要对生产设备进行定期维护和检查,确保设备的稳定性和可靠性。

五、精细陶瓷的应用领域精细陶瓷具有广泛的应用领域。

在航空航天领域,精细陶瓷可用于制造航空发动机零部件、卫星天线等高性能产品;在电子领域,精细陶瓷可用于制造电子元器件、集成电路封装等产品;在汽车领域,精细陶瓷可用于制造汽车发动机零部件、刹车片等产品;在医疗领域,精细陶瓷可用于制造人工关节、牙科种植物等生物医学产品。

陶瓷材料概述

陶瓷材料概述

陶瓷材料概述陶瓷材料是指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。

最初陶瓷就是指陶器和瓷器的通称。

也就是通过成型和高温烧结所得到的成型烧结体。

传统的陶瓷材料主要是指硅铝酸盐。

刚开始的时候人们对硅铝酸盐的选择要求不高,纯度不大,颗粒的粒度也不均一,成型压强不高。

这时得到陶瓷称为传统陶瓷。

后来发展到纯度高,粒度小且均一,成型压强高,进行烧结得到的烧结体叫做精细陶瓷。

接下来的阶段,人们研究构成陶瓷的陶瓷材料的基础,使陶瓷的概念发生了很大的变化。

陶瓷内部的力学性能是与构成陶瓷的材料的化学键结构有关,在形成晶体时能够形成比较强的三维网状结构的化学物质都可以作为陶瓷的材料。

这主要包括比较强的离子键的离子化合物,能够形成原子晶体的单质和化合物,以及形成金属晶体的物质。

他们都可以作为陶瓷材料。

其次人们借鉴三维成键的特点发展了纤维增强复合材料。

更进一步拓宽了陶瓷材料的范围。

因此陶瓷材料发展成了可以借助三维成键的材料的通称。

陶瓷的概念就发展成为可以借助三维成键的材料,通过成型和高温烧结所得到的烧结体。

(这个概念把玻璃也纳入了陶瓷的范围)研究陶瓷的结构和性能的理论也得到了展开:陶瓷材料,内部微结构(微晶晶面作用,多孔多相分布情况)对力学性能的影响得到了发展。

材料(光,电,热,磁)性能和成形关系,以及粒度分布,胶着界面的关系也得到发展,陶瓷应当成为承载一定性能物质存在形态。

陶瓷产品的生产过程是指从投入原料开始,一直到把陶瓷产品生产出来为止的全过程。

它是劳动者利用一定的劳动工具,按照一定的方法和步骤,直接或间接地作用于劳动对象,使之成为具有使用价值的陶瓷产品的过程。

在陶瓷生产过程的一些工序中,如陶瓷坯料的陈腐、坯件的自然干燥过程等。

还需要借助自然力的作用。

使劳动对象发生物理的或化学的变化,这时,生产过程就是劳动过程和自然过程的结合。

特种陶瓷介绍

特种陶瓷介绍

2.2 功能陶瓷
所谓功能陶瓷是指具有电、 所谓功能陶瓷是指具有电、磁、光、声、超 功能陶瓷是指具有电 化学、生物等特性, 导、化学、生物等特性,且具有相互转化功能的 一类陶瓷。 一类陶瓷。由于这类陶瓷材料拥有许多优异的特 殊性能,因而受到了人们的普遍关注和重视。 殊性能,因而受到了人们的普遍关注和重视。在 功能材料中,陶瓷也占有十分重要的地位。 功能材料中,陶瓷也占有十分重要的地位。功能 陶瓷占整个特种陶瓷产量的80%, 陶瓷占整个特种陶瓷产量的80%,而且每年以 20%的速度增长 功能陶瓷己在能源开发、 20%的速度增长。功能陶瓷己在能源开发、空间 的速度增长。 技术、电子技术、生物技术、 技术、电子技术、生物技术、环境科学等领域得 到了广泛的应用。 到了广泛的应用。
结构陶瓷应用主要有: 结构陶瓷应用主要有:
切削工具、模具、耐磨零件、 切削工具、模具、耐磨零件、泵和阀部 发动机部件、热交换器、 件、发动机部件、热交换器、生物部件和 装甲等。 装甲等。
结构陶瓷主要材料有: 结构陶瓷主要材料有:
氮化硅( )、碳化硅 SiC)、 碳化硅( 氮化硅(Si3N4)、碳化硅(SiC)、 二氧化锆( )、碳化硼 碳化硼( 二氧化锆(ZrO2)、碳化硼(B4C)、 二硼化钛( 氧化铝( 二硼化钛(TiB2)、氧化铝(A1203)、 和赛隆(Sialon)等 和赛隆(Sialon)等。
氧化锆,氮化硅陶瓷球
氧化锆球(球磨介质)
基于ZrO 晶型转变的特征条件和不同类型稳定剂的作用, 基于ZrO2晶型转变的特征条件和不同类型稳定剂的作用, 通常稳定剂Y CaO,MgO, 的有效加入量( 通常稳定剂Y2O3,CaO,MgO,CeO2的有效加入量(摩尔分 分别为7%~14%,15%~ 16%一 13%。 数)分别为7%~14%,15%~29% , 16%一26% , > 13%。根据 不同的应用条件,稳定剂可以单独使用,也可以混合使用, 不同的应用条件,稳定剂可以单独使用,也可以混合使用, 从而得到具有不同性能的ZrO 产品,这是当前ZrO 从而得到具有不同性能的ZrO2产品,这是当前ZrO2复合材料 研究、开发和应用的热门课题之一。 研究、开发和应用的热门课题之一。结构陶瓷Fra bibliotek陶瓷轴承
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将粉体通过电子枪或燃料枪,使 其熔化后被高速喷射到基片表面 而固化。
可形成高强度、低空 隙率制品 可以在较低温度下达 到完全致密化,产品 硬度高、韧性强、可 制得复杂制品。 不需烧结助剂、有效 孔率为0,可形成高 纯致密层。 能制得形状复杂的制 品、成本低、不需助 剂。
难于大量生产 复杂形状制品。 对设备性能要 求高,设备昂 贵。 由于基体间热 膨胀不同,易 产生应变。 气孔率较高、 难制得高致密 制品。
精细陶瓷的制造工艺: 原料粉体的调整 成型 烧结 加工 成品 1.精细陶瓷粉体的制备 (1)机械法 滚动球磨、振动球磨、搅动(高能)球磨、气流粉碎等 (2)合成法 固相合成法、 液相合成法、气相合成法(气相热分解法、蒸发凝聚法) 2. 成型 (1)注浆法(2)压制法(3)可塑法 3.精细陶瓷的烧结 烧结是指生坯在高温加热时发生一系列物理化学变化(水的蒸发,硅酸盐分 解,有机物及碳化物的气化,晶体转型及熔化),幵使生坯体积收缩,强度、 密度增加,最终形成致密、坚硬的具有某种显微结构烧结体的过程。
定义
采用高度精选或人工合成的原料,保 持精确的化学组成,经严格的、精确控制的 工艺斱法,达到设计要求的显微结构和精确 的尺寸精度,获得高新技术应用的优异性能 的陶瓷材料。
精细陶瓷主要有以下特点: (1)产品原料全都是在原子、分子水平上分离、精制的 高纯度的人造原料。 (2)在制备工艺上,精细陶瓷要有精密的成型工艺,制 品的成型不烧结等加工过程均需精确的控制。 (3)产品具有完全可控制的显微结构,以确保产品应用 于高技术领域。精细陶瓷具有多种特殊的性质,如高强度、 高硬度、耐磨耐蚀,同时在磁、电、热、声光、生物工程 等各斱面有特殊功能,因而使其在高温、机械、电子、计 算机、航天、医学工程各斱面得到广泛应用。
按其用途可分成工程陶瓷和功能陶瓷两大类。前者主 要利用它们的高硬度、高熔点、耐磨损、耐腐蚀性能,又称 结构陶瓷;后者主要利用它们的光、声、电、热、磁等物理 特性,又称电子陶瓷。按化学组成可分成氧化物类和非氧化 物类。前者包括各种氧化物和含氧酸盐;后者包括氮化物、 碳化物、硼化物等。前一类一般作功能陶瓷用,后一类作工 程陶瓷用。有些品种用于制造发动机部件、汽车部件、电视 机、吹风机、火灾警报器、高温挤型模具等。还可用于制造 耐高温喷嘴,适合国防的需要。
电子极化与离子极化
偶极子趋向极化、空间电荷极化
介电陶瓷材料 1.温度补偿电容器用介 电陶瓷
铁电陶瓷材料 1.低温烧结电容器陶瓷 2.透明铁电陶瓷
2.微波介质陶瓷
3.高介电容器陶瓷
4.高压电容器陶瓷
气敏陶瓷和湿敏陶瓷
气敏陶瓷:电阻值将随其所处环境的气氛而变,检测灵敏度通常为百万 分之一的量级,个别可达十亿分之一的量级,号称“电子鼻”。常见的 气敏陶瓷有SnO2,Fe2O3,ZnO,WO3等。 气敏陶瓷一般都是某种类型的金属氧化物,通过掺杂或非化学计量 比的改变而使其半导化。其气敏特性,大多通过待测气体在陶瓷表 面附着,产生某种化学反应(如氧化、还原反应)、不表面产生电子 的交换(俘获或释放电子)等作用来实现的,这种气敏现象称为表面 过程。尽管这种表面过程在丌同的陶瓷及丌同的气氛中作用丌尽相 同,但大多不陶瓷表面氧原子(离子)的活性(结合能)密切相关。 薄膜型:厚度10-2~10-1μm 厚膜型:厚度为几十微米 多孔烧结体型 湿敏陶瓷
介电铁电陶瓷 介电性不铁电性 介电性:带电粒子在电场下作微小位秱形成 电极化而丌产生电流 铁电性:材料本身具有自发极化特性。 (相对)介电常数、介质损耗、介电常数温 度系数 介电陶瓷的四种极化斱式 介电陶瓷材料不铁电陶瓷材料
四种极化形式
电子极化:电子云发生变形而引起电荷重心 偏秱形成电极化 离子极化:正、负离子分别沿电场斱向发生 位秱 偶极子趋向极化:非对称结构的偶极子在电 场的作用下,沿电场斱向趋向不外电场一致的 斱向而产生电极化 空间电荷极化:空间电荷在晶粒内和电畴中 秱动,聚集于边界和表面而产生的极化
热等静压法
化学气相沉 淀法 反应烧结法
等离子体喷 射
适用于各种化学物质、 粉末易分解或 晶粒大小和形状的镀 与周围物质反 层。 应。
精细陶瓷分类:结构陶瓷、功能陶瓷 精细功能陶瓷 导电陶瓷 介电铁电陶瓷 气敏陶瓷和湿敏陶瓷 铁氧体 生物陶瓷 高温超导陶瓷
导电陶瓷
电子导电陶瓷:通过加热等方法使外层电子获得足够的能量 克服原子核的束缚成为自由电子而导电 氧化锆陶瓷,使用温度2000℃ 氧化钍陶瓷,使用温度2500℃ 铬酸镧陶瓷,使用温度1800℃ 离子导电陶瓷:离子晶体中的带电离子以扩散的形式运动而 导电 阴离子导电体,如氧化锆陶瓷,氧气敏感元件 阳离子导电体,如β-氧化铝(氧化钠)陶瓷
精细陶瓷与传统陶瓷的主要区别 1、 在原料上,突破了传统陶瓷以粘土为主要原料的界限,特种陶瓷一般以氧 化物、氮化物、硅化物、硼化物、碳化物等为主要原料。主要区别在于精细陶瓷原 料的各种化学组成、形态、粒度和分布等得到可以精确控制。 2、 在成分上,传统陶瓷的组成由粘土的成分决定,所以不同产地和炉窑的陶 瓷有不同的质地。由于特种陶瓷的原料是纯化合物,因此成分由人工配比决定,其 性质的优劣由原料的纯度和工艺,而不是由产地决定。 3、 在制备工艺上,成型上多用等静压、注射成型和气相沉积等先迚方法,可 获得密度分布均匀和相对精确的坯体尺寸,坯体密度也有较大提高;烧结方法上突 破了传统陶瓷以炉窑为主要生产手段的界限,广泛采用真空烧结,保护气氛烧结、 热压、热静压、反应烧结和自蔓延高温烧结等等手段。 4、 在性能上,特种陶瓷具有不同的特殊性质和功能,如高强度、高硬度、耐 腐蚀、导电、绝缘以及在磁、电、光、声、生物工程各方面具有的特殊功能,从而 使其在高温、机械、电子、宇航、医学工程各方面得到广泛的应用。 精细陶瓷与传统陶瓷的根本区别在于可以从原料的选择制备、后续的制造工艺 方法实施严格控制,可以制造得到实际中需要的具有不同性能要求的陶瓷材料。
高温超导陶瓷
高温超导体的发现:1986年,缪勒和柏诺兹 高温超导体的结构和物性特征 1. 晶体结构具有很强的低维特点,三个晶格常数往往相差3-4 倍; 2. 输运系数(电导率、热导率等)具有明显的各向异性; 3. 磁场穿透深度远大于相干长度,是第二类超导体; 4. 载流子浓度低,且多为空穴型导电; 5. 同位素效应丌显著; 6. 迈斯纳效应丌完全; 7. 隧道实验表明能隙存在,且为库柏型配对。 高温超导材料
生物陶瓷
生物材料:用于人体组织和器官的修复幵代行其功能的人 造材料 生物材料的必要条件 生物条件 生物相容性 对人体无毒、无刺激、无致畸 无溶血、凝血反应 化学条件 力学条件 其它
生物陶瓷的特点 高温烧制而成 组成范围比较宽 成型容易 加工工艺日渐成熟 生物陶瓷材料 氧化铝 氧化锆 碳素材料 其它:羟基磷灰石,金云母
目录
概述
分类 展望
陶瓷是人类最早利用自然界所提供的原料进行加工制造而成的材 料。陶瓷原来大多指陶瓷器皿、玻璃、水泥和耐火砖之类人们所熟悉 的材料,它们是用无机原料经热处理后的“陶瓷器”制品的总称。这 些陶瓷器即使在高温下仍保持坚硬、不燃、不生锈,能承受光照或加 压和通电,具有许多优良性能。 近几十年来,随着宇航、原子能和电子工业的迅速发展,对陶瓷材 料无论从性能、质量、品种等方面,均提出了越来越高的要求。陶瓷 材料的研究和发展已从传统陶瓷阶段跃入到先进陶瓷阶段(Advanced Ceramics)。先进陶瓷是以化学方法制备的高纯度或纯度可控制的材料 做原料,通过调整材料的成分和结构获得传统陶瓷无法比拟的卓越性 能。
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ铁氧体
铁氧体:铁系元素氧化物,MFe2O4 软磁铁氧体:电阻大、高频损耗小,用作高频磁芯、电子工 业应用,Mn、Ni、Zn铁氧体 Mn-Zn铁氧体 Ni-Zn铁氧体 硬磁铁氧体 微波铁氧体 铁氧体是磁性陶瓷的代表,是作为高频用磁性材料而制备的 金属氧化物烧结磁性体它分为软磁铁氧体和硬磁铁氧体两种。
高温超导体的结构
K2NiF4 结构
YBa2Cu3O6+x
展望
精细陶瓷是今年来出现的一种性能优异的新型工业材料,由于它资源丰富、 应用广泛,因此发展迅速,有人预言,精细陶瓷将成为21丑纪材料工业的基础。目 前,丑界上对精细陶瓷研究成绩最突出的是日本,其次是美国、德国、加拿大和意 大利等,许多国家都已将精细陶瓷的研究列入国家的重点计划。用精细陶瓷制作的 汽车发动机部件可大大延长使用寿命,省却了冷却系统,节能13%,丐可使排气温 度上升,回收废气热能,使热效率从30%提高到40%~48%,并能减少汽车的重量, 降低价格。当前,精细陶瓷的研究一方面在于提高其丏用性能,扩大应用范围,另 一方面至关重要的是迚行高纯度物质超微粉体的生产工艺研究。因为当物质逐步微 细化到1~100nm颗粒范围时,就成为超微颗粒,这时它在性能上出现与原固体颗 粒完全不同的行为,成为“物质的新状态”,表现在磁性、电阻性、对光的反射性、 溶剂中的分散性及化学反应性都与原物质有很大的差异。中国的陶瓷制造有着悠久 的历史,但对精细陶瓷的研究起步较晚,与丑界发达国家相比,还有很大的差距。 目前许多科研单位、大丏院校已开始了这方面的研究,可以相信,经过努力这种差 距将会逐渐缩小。
2011.05.26
烧结方法
制备过程
优点
缺点
热压烧结法
粉体置于压模中,从上倒下的压 力为10~50MPa,边单轴加压 边加热。 粉体置于能承受压力50MPa以上 及2000℃高温的真空容器内,以 惰性气体为压力介质,边加热边 从各向加压压缩粉体。 原料气体加热,使其发生化学反 应形成陶瓷沉积在基片上。 通过化学反应而烧结的方法。 例 Si3N4的制备,Si 粉末置于氮气 气氛中烧结。
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