各种陶瓷原料作用特性
第八章 陶瓷材料
其他成型方法：
雕塑、拉坯、旋压、滚压、塑压、
注塑 2）注浆成型： 3）模压成型or压制成型;
3.烧成（烧结）： 目的：除去坯体中溶剂（水）、粘结剂、增塑 剂等；减少气孔；增强颗粒间结合强度。 普通陶瓷在窑炉内常压烧结。这是决定陶瓷性 能、品质的主要工艺环节之一。分4个阶段： 1）蒸发期：室温---300℃。排除残余水分。 2）氧化物分解和晶型转化期：复杂化学反应。 主要有：粘土结构水的脱水；碳酸盐杂质分解； 有机物、碳素、硫化物的氧化；石英的晶型转 变（同素异构）。 石英的同素异构转变：α -石英----β -石英
(2)玻璃相：陶瓷制品在烧结过程中，有些物质如作为主 要原料的SiO2已处在熔化状态，但在熔点附近SiO2的 黏度很大，原子迁移困难，所以当液态SiO2冷却到熔点 以下时，原子不能排列成长为有序（晶体）状态，而形 成过冷液体。当过冷液体继续冷却到玻璃化转变温度时， 则凝固为非晶态的玻璃相。玻璃相的结构是由离子多面 体构成的空间网络，呈不规则排列。 玻璃相的作用：黏结分散的晶体相，降低烧结温度，抑 制晶体长大和充填空隙等。玻璃相的熔点低、热稳定性 差，使陶瓷在高温下容易产生蠕变，从而降低高温下的 强度。所以工业陶瓷须控制陶瓷组织中玻璃相的含量， 一般陶瓷中玻璃相约占30％左右。
3）玻化成瓷期：950℃—烧结温度。烧结 关键。坯体基本原料长石、石英、高岭土 三元相图的最低共熔点为985℃，随温度提 高，液相量增多，液相使坯体致密化，并 将残留石英等借助玻璃相连在一起，形成 致密瓷坯。 4）冷却期：止火温度—室温。此段，玻璃 相在750--550℃由β -石英---α -石英，在 液相转变为固相期间，必须减慢冷速，以 免结构变化引起交大内应力，避免开裂。
陶瓷的构成
陶瓷的构成陶瓷是一种广泛应用于日常生活和工业领域的材料，它由多种化学成分组成。
陶瓷的构成决定了它的性质和用途。
下面将介绍陶瓷的构成及其特点。
1. 主要成分陶瓷的主要成分是氧化物，主要包括硅酸盐、氮化硼、氧化铝等。
硅酸盐是最常见的陶瓷成分，包括氧化硅和氧化铝。
氮化硼是一种高硬度的陶瓷材料，主要用于制作刀具和耐磨部件。
氧化铝是一种高温耐火材料，广泛应用于冶金、化工和电子等工业领域。
2. 添加剂为了改善陶瓷的性能，常常向陶瓷中添加一些其他元素或化合物。
例如，向氧化铝中添加少量的镁氧化物可以增加陶瓷的硬度和抗压强度。
添加一些稀土元素可以提高陶瓷的导电性能。
添加一些有机物可以改善陶瓷的加工性能。
3. 结构特点陶瓷的结构特点是由其成分和加工方法决定的。
陶瓷的晶体结构可以是非晶态、单晶态或多晶态。
非晶态陶瓷由于缺乏晶格结构，具有良好的透明性和高强度。
单晶态陶瓷由于具有高度有序的晶格结构，具有优异的机械性能和热稳定性。
多晶态陶瓷由于晶粒间存在晶界，具有较好的韧性和热伸展性。
4. 特殊性能陶瓷具有许多特殊的性能，使其在各个领域得到广泛应用。
首先，陶瓷具有优异的耐高温性能，能够在高温环境中长时间稳定工作。
其次，陶瓷具有良好的耐腐蚀性，可以在酸碱等腐蚀介质中使用。
此外，陶瓷具有良好的绝缘性能和磁性能，广泛应用于电子和磁性材料领域。
5. 应用领域陶瓷在日常生活和工业领域有广泛应用。
在日常生活中，陶瓷常用于制作瓷器、瓷砖、餐具等。
在工业领域，陶瓷常用于制作耐火材料、刀具、轴承等。
此外，陶瓷还广泛应用于电子、医疗、航空航天等领域，如陶瓷电容器、人工关节、热障涂层等。
总结起来，陶瓷的构成决定了其性能和用途。
陶瓷的主要成分是氧化物，常常添加一些其他元素或化合物来改善其性能。
陶瓷的结构特点和特殊性能使其在各个领域得到广泛应用。
陶瓷在日常生活和工业领域中扮演着重要的角色，为我们的生活和工作提供了便利和支持。
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。
陶瓷是什么材料做的
陶瓷是什么材料做的
陶瓷是一种非金属材料，主要由氧化物和硅酸盐组成，经过高温烧制而成。
它
具有优异的耐磨、耐高温、绝缘、化学稳定性等特点，因此在日常生活和工业生产中得到了广泛的应用。
首先，我们来看一下陶瓷的材料成分。
陶瓷的主要成分是氧化物，比如氧化铝、氧化硅、氧化锆等，以及硅酸盐，比如长石、石英等。
这些成分经过精细加工和混合后，再经过高温烧制，形成了坚硬的陶瓷材料。
陶瓷的制作过程非常复杂，一般包括原料准备、成型、烧结等步骤。
首先，原
料需要经过粉碎、混合等工艺，变成均匀的粉末状物料。
然后，根据产品的要求，将这些粉末材料进行成型，可以采用压制、注塑、挤压等方法。
成型后的陶瓷坯体需要进行烧结，这是整个制作过程中最关键的一步。
烧结过程中，陶瓷坯体在高温下逐渐结晶并变得致密，形成坚硬的陶瓷材料。
陶瓷材料的种类繁多，按用途可分为建筑陶瓷、日用陶瓷、工业陶瓷等。
建筑
陶瓷主要用于建筑装饰和环境美化，比如瓷砖、马赛克等；日用陶瓷则包括餐具、花瓶等，具有良好的装饰性和实用性；工业陶瓷则广泛应用于机械、电子、化工等领域，比如陶瓷轴承、陶瓷刀具、陶瓷密封件等。
除了常见的氧化物和硅酸盐陶瓷，还有一些特殊陶瓷材料，比如氧化锆陶瓷、
氮化硅陶瓷等。
这些陶瓷材料具有更高的硬度、耐磨性和耐高温性能，被广泛应用于高科技领域，比如航空航天、医疗器械等。
总的来说，陶瓷是一种重要的非金属材料，具有优异的性能和广泛的应用前景。
随着科技的发展和工艺的改进，相信陶瓷材料会在更多领域展现出其独特的魅力。
氧化铝陶瓷 氧化锆陶瓷 氮化硅陶瓷
氧化铝陶瓷、氧化锆陶瓷、氮化硅陶瓷是现代工业中应用较为广泛的特种陶瓷材料，它们具有优异的性能，被广泛用于高温、高压、耐磨、绝缘、耐腐蚀等领域。
下面将对这三种陶瓷材料进行介绍和比较。
一、氧化铝陶瓷1.1 氧化铝陶瓷概述氧化铝陶瓷是由氧化铝粉末制成，在高温下烧结而成的一种陶瓷材料。
它具有高硬度、耐磨、高温稳定性、化学稳定性等优点，被广泛用于制造工具、轴承、夹具、瓷砖等领域。
1.2 氧化铝陶瓷的特性氧化铝陶瓷具有以下特性：（1）高硬度：氧化铝陶瓷的硬度接近于金刚石，具有优异的耐磨性。
（2）高温稳定性：氧化铝陶瓷在高温下仍能保持稳定的物理和化学特性。
（3）化学稳定性：氧化铝陶瓷具有良好的耐腐蚀性，不易受化学腐蚀。
（4）绝缘性能：氧化铝陶瓷具有良好的绝缘性能，被广泛用于电子元件等领域。
1.3 氧化铝陶瓷的应用氧化铝陶瓷被广泛用于制造高速切削工具、陶瓷轴承、导热陶瓷、电子元件等领域。
因其优异的性能，在航空航天、制造业、电子领域有着重要的应用价值。
二、氧化锆陶瓷2.1 氧化锆陶瓷概述氧化锆陶瓷是以氧化锆粉末为主要原料，经过成型、烧结等工艺制成的一种高性能陶瓷材料。
它具有高强度、高韧性、耐磨、耐腐蚀等特点，被广泛用于医疗器械、航空航天及其他领域。
2.2 氧化锆陶瓷的特性氧化锆陶瓷具有以下特性：（1）高强度：氧化锆陶瓷的抗弯强度和抗压强度较高。
（2）高韧性：氧化锆陶瓷在高强度的同时具有较高的韧性，不易发生断裂。
（3）耐磨性：氧化锆陶瓷表面光滑，耐磨性能优秀。
（4）耐腐蚀性：氧化锆陶瓷具有良好的耐腐蚀性，不易受化学物质的侵蚀。
2.3 氧化锆陶瓷的应用氧化锆陶瓷被广泛用于医疗器械、航空航天、化工设备等领域。
其在人工关节、瓷牙、高温热电偶等方面有着重要的应用。
三、氮化硅陶瓷3.1 氮化硅陶瓷概述氮化硅陶瓷是以氮化硅粉末为主要原料，经过成型、烧结等工艺制成的一种高性能陶瓷材料。
它具有高硬度、高强度、高热导率等特点，被广泛用于机械制造、光学工业等领域。
陶瓷材料的分类及性能
陶瓷材料的力学性能高分子091 项淼学号17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207000MN/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。
生物陶瓷的分类和特性
生物陶瓷的分类和特性001、生物惰性陶瓷材料生物惰性陶瓷主要是指化学性能稳定，生物相溶性好的陶瓷材料。
这类陶瓷材料的结构都比较稳定，分子中的键力较强，而且都具有较高的机械强度，耐磨性以及化学稳定性，它主要有氧化铝陶瓷、单晶陶瓷、氧化锆陶瓷、玻璃陶瓷等。
2、生物活性陶瓷材料生物活性陶瓷包括表面生物活性陶瓷和生物吸收性陶瓷，又叫生物降解陶瓷。
生物表面活性陶瓷通常含有羟基，还可做成多孔性，生物组织可长入并同其表面发生牢固的键合;生物吸收性陶瓷的特点是能部分吸收或者全部吸收，在生物体内能诱发新生骨的生长。
生物活性陶瓷有生物活性玻璃(磷酸钙系)，羟基磷灰和陶瓷，磷酸三钙陶瓷等几种。
一、玻璃生物陶瓷玻璃陶瓷也称微晶玻璃或微晶陶瓷。
1、玻璃陶瓷的生产工艺过程为:配料制备→配料熔融→成型→加工→晶化热处理→再加工玻璃陶瓷生产过程的关键在晶化热处理阶段:第一阶段为成核阶段，第二阶段为晶核生长阶段，这两个阶段有密切的联系，在A阶段必须充分成核，在B阶段控制晶核的成长。
玻璃陶瓷的析晶过程由三个因素决定。
第一个因素为晶核形成速度;第二个因素为晶体生长速度;第三个因素为玻璃的粘度。
这三个因素都与温度有关。
玻璃陶瓷的结晶速度不宜过小，也不宜过大，有利于对析晶过程进行控制。
为了促进成核，一般要加入成核剂。
一种成核剂为贵金属如金、银、铂等离子，但价格较贵，另一种是普通的成核剂，有TiO2、ZrO2、P2O5、V2O5、Cr2O3、MoO3、氟化物、硫化物等。
2、玻璃陶瓷的结构与性能及临床应用玻璃陶瓷是由结晶相和玻璃相组成的，无气孔，不同于玻璃，也不同于陶瓷。
其结晶相含量一般为50%-90%，玻璃相含量一般为5%-50%，结晶相细小，一般小于1-2/μm，且分布均匀。
因此，玻璃陶瓷一般具有机械强度高，热性能好，耐酸、碱性强等特点。
国内外就SiO2-Na2O-CaO-P2O5系统玻璃陶瓷，Li2O-Al2O3-SiO2系统玻璃陶瓷，SiO2-Al2O3-MgO-TiO2-CaF系统玻璃陶瓷等进行了生物临床应用。
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。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
各种陶瓷原料的作用和特性
1，氧化铝，ALUMINA，特性依赖其粒度分布和本身结晶大小，（越小，反应性越高），可增加亚光效果（降低光泽），微量减少膨胀系数，对流变性无影响。
2，球土，ARCILLA（932），根据本身白度的差异可造成釉面效果的差异，可增加可塑性，降低沉淀，比硼润土容易干燥，可提高黏度。
3，硼润土，BENTONITE，有非常高的可塑性。
在BELL釉线生产中，其在釉中的比例为1.5-2.0%。
同时可增加很高的黏度。
4，高岭土，KAOLIN。
可防止沉淀，并增加少量可塑性，可稳定釉面效果。
可增加釉面白度，（比球土效果好）。
可少量的提高透明度和黏度。
可减少因脱气不良造成的大针孔。
5，碳酸钙，非常容易熔化，提高釉面的光滑度。
促使釉的干燥但容易产生因脱气产生的缺点，可增加膨胀系数和黏度。
不耐酸碱。
6，甲基CMC（GIUE），有较强的黏着力，将固体颗粒黏着在一起。
是一种有机物，可在烧制过程去除。
可增加黏度。
7，防腐剂（PRESERVAIVE），是一种杀菌剂，可防止CMC腐化变质。
同时可防止釉浆BELL上干结，一般用量在0.10-0.12%。
8，刚玉/金刚砂（CORUNDUM），可少量的提高亚光效果，可明显增加硬度，可少量降低膨胀系数。
9，石英（QUARZ），可增加硬度，在其处于游离状态时，可增加膨胀系数，当其结晶后可降低膨胀系数，在底釉中可使用35-45%，脱气性好，可稳定釉面，（比锆好）。
10，分散剂（DISPERONT），可防止碳酸钙在成釉中结晶，其本身可能引起针孔，使用比例在0.08-0.10%。
11，白云石（DOLOMITE），容易熔化，可增加膨胀系数。
可增加釉面光滑效果。
有脱气问题。
不耐酸碱。
12，钾/钠长石，容易熔化，增加膨胀系数。
13，CE/SN，增加印粉白度。
14，氧化钛，增加亚光效果，遮盖度，发黄，会造成脱气不良。
15，盐，防止沉淀，调整表面张力。
增加黏度。
16，滑石是一种熔剂，在烧成过程中因本身分解容易产生针孔和微细孔。
17，TPF，是一种解凝剂，降低黏度。
18，钨氧化物，印粉中增加金属效果。
19，硅灰石，是一种熔剂和黏着剂。
降低膨胀系数。
不可用于亚光釉中，因为会增加亮度。
20，锆，增加遮盖度和硬度。
降低膨胀系数。
硬度比适应略高。
但会造成脱气不良，可通过增加筛余量来改善。