材料科学基础第十四章 陶 瓷 材 料
陶瓷材料1028
陶瓷材料
1、陶瓷的定义
传统陶瓷（conventional ceramics）：指以粘土为主要原料与其它矿物原料经粉碎，混练，成型，烧成等工艺过程制成的各种制品。特种陶瓷（special ceramics）：采用高度精选或合成的原料，具有能精确控制的化学组成，按照便于控制的制造技术加工的，便于进行结构设计，并有优异特性的陶瓷。
2、普通陶瓷（不带釉）的岩相成分：1）晶相（cystalline phase），（以长石质瓷为例）莫来石，石英，方石英，少量原料残骸，熟料粒。2）玻璃相（glass phase），25%-70%（少数大于70%）玻璃相少，只够粘结晶粒，胎体气孔多为陶器。玻璃相增多，除粘接晶粒外，还填充部分晶粒间隙，胎体气孔减少为不致密炻器。3）气孔（gas phase）分为闭气孔和开气孔。闭气孔：与大气不通，不吸水。开气孔：与大气相通，吸水。气孔率越大，吸水率越大。
总结：陶瓷坯体是由晶相、玻璃相和气相构成的不均匀多相系统。
陶瓷的分类与应用：陶瓷分为传统陶瓷和新型陶瓷两种。
传统陶瓷：日用陶瓷、建筑陶瓷、卫浴陶瓷、工艺陶瓷；新型陶瓷：1。结构陶瓷：氧化物陶瓷、氮化物陶瓷、碳化物陶瓷 、硼化物陶瓷、硅化物陶瓷 。2．功能陶瓷：光功能材料、磁性功能材料、电功能材料、热功能材料、能源和化学功能材料、力和声功能材料、生物功能材料、环境功能材料。
传统陶瓷与新型陶瓷的区别：1、用料不同。 特陶很少使用粘土，大多特陶不使用粘土，而是使用经过加工的不同纯度的化工原料或合成矿物原料。2、新工艺（工艺突破传统工艺）。
3、不同的化学组成、显微结构和性质。二者的共性是属于无机非金属材料。
按陶瓷的基本物理性能分类：
陶瓷类型 吸水率 透明性 扣击性 断面 常见类型
陶器 粗陶 9-22 无 混浊声 多孔 砖瓦琉璃瓦
细陶 3-8 无 混浊声 不致密 艺术陶釉面砖
炻器 粗炻 1-3 无
音粗
韵长 粗岩石状 日用器皿
陶瓷工艺学课件
《陶瓷工艺学》
绪 论
陶瓷工艺学是无机非金属材料重要的专业课程，它以陶瓷材料的性质─结构─工艺之间的关系为纲，阐明材料的组成，键性，结构与性能的内在联系，讨论工艺方法对产品性能的影响。将技术基础的有关原理与生产工艺，性能控制融合在一起。因此，广义的陶瓷概念已延伸到无机非金属材料的概念范畴内。此外，陶瓷作为中国古老文明与艺术的象征，使得日用瓷具有最广泛的实用性和欣赏性，也是陶瓷科学技术与工艺美术有机结合的产物，陶瓷从作为日用品开始，已逐步发展为国民经济领域中的重要材料。陶瓷已从古老的艺术宫殿走出来，跨进了现代科学技术的行列之中。
璀璨的历史文明给我们留下了大量的陶瓷艺术珍品，这些历代名瓷或从造型，或从色彩，或从雕琢，从技术难度上创造了一个又一个的神奇，历久弥新，有强烈的视觉效果，能有效的调动学生的兴趣 ,在课程内容上,我们将另辟一章,结合专业知识着重介绍我国历代名瓷,不但可显著提高学生听课效果,而且符合当前在自然学科中加强人文修养的要求 。
一、陶瓷的概念
1、 传统陶瓷：陶器，炻器，瓷器等以粘土为主要原料的制品的通称。
按吸水率分类
2、 现在陶瓷：无机非金属固体材料的通称。
从概念上可以看出陶瓷内涵的扩大
二、陶瓷的发展史概述
1、陶器的起源和演变
2、由陶到瓷的发展
3、我国历代瓷器的成就
三、陶瓷在现代化建设中的作用
四、现代陶瓷技术
１、新技术与新工艺的采用：
（１）原料制备：最初采用天然原料，不加任何处理。现在为适应特殊材料的特 殊要求，对原料进行精选，分等级处理，在纯度、粒度、性质等各方面加以控制。
（２）粉料制备：传统的半机械，机械球磨，兑打粉磨等粉碎方法。现在为制备超细粉末，采用化学气（液）相沉淀，溶胶－凝胶法，气流粉碎，超声波粉碎等方法来制备（胶体颗粒１０-７～１０-９m）。一些半干压成型的建筑陶瓷，铁氧体及电子陶瓷普遍地采用喷雾干燥法进行坯料加工和造粒。在特种陶瓷粉末制备中将详细介绍如何用固、液、气相法合成超细粉末。
陶质焊接衬垫吸湿性研究
第４Ｏ卷第５期 ２０１１年１Ｏ月 船海工程 ＳＨＩＰ＆ＯＣＥＡＮ ＥＮＧＩＮＥＥＲＩＮＧ ＶｏＩ．４０ Ｎｏ．５ （）（－ｔ．２Ｏｌ１
陶质焊接衬垫吸湿性研究
肖诗祥
（武汉理工大学材料科学与工程学院，武汉４３００６３）
摘要：分析陶质焊接衬垫块的烧结和吸湿过程，介绍衬垫块吸水率和吸潮率试验方法。通过对不同致 密度的衬垫块进行吸水率和吸潮率对比试验，发现衬垫块的吸湿主要是靠衬垫块内的多连通开口气孑Ｌ，吸水 率４ 以下的衬垫块具有很少的多连通开口气孑Ｌ，抗湿性好；随着衬垫块吸水率的增加，多连通开口气孔增 多，衬垫块抗湿性变差。 关键词：陶质衬垫；吸水率；吸潮率；试验方法 中图分类号：Ｕ６７１．８３ 文献标志码：Ａ 文章编号：１６７１—７９５３（２０１１）０５—０１１４—０４
衬垫焊是一种高效、节能、低成本、高质量的
焊接技术，目前在船体建造中已得到非常广泛的
应用。陶质焊接衬垫已成为造船所必须的焊接材
料，但在衬垫焊过程中时常会出现一些焊接问题，
其中很多问题与陶质衬垫的吸湿性有着密切的关
系。研究陶质焊接衬垫的吸湿性规律及控制措施
对于保证衬垫焊的质量至关重要。
ｌ 陶质衬垫焊
陶质衬垫焊是一种以特殊陶质材料为衬托，
使焊缝强制成形的高效、优质、低成本的焊接方
法。这种焊接方法避免了清根、仰焊以及狭窄封
闭环境内作业，减轻了焊工劳动强度，使焊接生产
效率成倍提高，焊接质量得到保障。陶质焊接衬
垫是由陶质衬垫块粘贴于铝箔胶上粘带上组成
的。熔池周边是由母材金属和衬垫块组成的一个
模体，见图１。
铝箔
图１陶质衬垫焊示意
电弧的热量通过熔池液态金属传导到衬垫
收稿日期：２０１０—１２—１４ 修回日期：２０１１－０１—１８ 作者简介：肖诗祥（１９６３一），男，硕士，副教授。 研究方向：材料成型与加工
Ｅ－ｍａｉｌ：ｗｈｌｇｘｓｘ＠１２６．ｃｏｒｒｌ
１１４ 块，使衬垫块表面熔化形成熔渣。衬垫块表面
熔化的多少与焊接规范及操作有直接关系。在
课程思政融入材料类专业课程的探索——以材料科学基础课程为例
UniversityEducation
［收稿时间］2020-08-20［基金项目］西南科技大学课程思政示范建设项目（19kcsz24）；西南科技大学青年教学之星专项“基于OBE教育理念的《材料科学基础》课程教学改革研究”（18xnms16）；校级教学改革“《金属材料综合实验》学生考核标准与实施方法的研究与实践”（15xn⁃zd06）。
［作者简介］马雪（1983—），女，山东人，副教授，博士，研究方向：绿色建筑材料、功能陶瓷材料。［摘要］课程思政是对思政课程的丰富，是贯彻“全课程、全员育人”理念，实现立德树人教育目标的重要举措。文章以工科专业基础课程材料科学基础为例，对如何明确课程思政教育目标，如何将思政元素有机融入专业课程中进行了探索，并阐述了“大思政”育人新格局下开展课程思政教学的“听、看、查、论、评”五个实施路径。［关键词］课程思政；材料科学；思政元素；路径［中图分类号］G642［文献标识码］A［文章编号］2095-3437（2022）02-0057-032022年2月February，2022UniversityEducation
2016年，习近平总书记在全国高校思想政治工作会
议上强调指出，要把思想政治工作贯穿教育教学全过
程，使各类课程与思想政治理论课同向同行，形成协同
效应[1]。2019年，习近平总书记在学校思想政治理论课
教师座谈会上提出，思想政治教育改革创新要坚持“八
个相统一”，其中包括“要坚持显性教育和隐性教育相统
一，挖掘其他课程和教学方式中蕴含的思想政治教育资
源，实现全员全程全方位育人”[2]。在立德树人教育根本
任务的驱动下，课程思政应时而生、顺势而为。所谓课
程思政，是指教师充分发掘本课程的思想政治教育要素
和德育资源，在传授专业知识的同时，实现对学生的思
想引导和价值引领，形成与思想政治理论课同向同行，
协同实现立德树人教育根本任务的一种综合教育理
念[3]。课程思政教学改革首先要实现“政治方向的一致
先进结构陶瓷复习 (答案汇总)
1、 传统陶瓷与先进陶瓷如何划分？它们的发展过程有何特点？
答：先进陶瓷与传统陶瓷的区别，可以从以下几方面来说明。
①原料：传统陶瓷以天然的粘土为主要原料，而先进陶瓷原料是人工提纯、人工化合
成的高纯度物质。
②粒度：传统陶瓷的粉粒大小在0.1毫米以上，而先进的粉粒大小在0.01以下，有的
达到纳米级别。
③制作工艺：先进陶瓷的成型方法也很多，有模压成型、等静压成型、注射成型、热压
铸、流涎成型等，在烧结方面，温度要求更高，条件要求更严，方法也很多，有热压烧结、热等反应烧结、真空烧结、微波烧结、等离子烧结、自蔓燃烧结等，突破了传统陶瓷以炉窑为主要生产的烧结方式。
④加工：传统陶瓷一般不需要二次加工，先进陶瓷烧结成型后，能够进行切割、打孔、
磨削、抛光等精密加工。（5、6点为资料中追加）
⑤性能应用：先进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、计算机、宇航、医学工程等各方面得到广泛的应用。
⑥显微结构：普通陶瓷主要由莫来石以及SiO2为主，而先进陶瓷则以单一相构成。
2、与金属比，陶瓷的结构和性能特点？为什么陶瓷一般具有高强度和高硬度？
答：①结构：金属内部原子间结合的化学键为金属件，陶瓷材料的原子间结合力主要为
离子键、共价键或离子–共价混合键；
陶瓷材料显微结构的不均匀性和复杂性（书P1-2）
性能：优点：高熔点、高强度、耐磨损、耐腐蚀；
缺点：脆性大、难加工、可靠性与重现性差（书P2）
②原因：上述陶瓷内部的几种结合键具有很高的方向性，结合力较强，破坏化学键所需
能量较大，故硬度与硬度都较高，同时陶瓷材料化学键决定了其在室温下几乎
不能产生滑移或位错运动，因此很难产生塑性变型， 室温下只有一个较高的
断裂强度。
3、如何评价陶瓷材料的力学性能？如何提高材料力学性能？
名家风采
陶瓷 皇荨 名ＦＡＭ家Ｏ风Ｕ采Ｓ Ｃ
名家风采
ＦＡＭＯＵＳ ＣＨＡＲｌＳＭＡ
朱振峰 朱振峰，男，１ ９６３年
生。教授，博士，博士研
究生导师，硕士研究生导
师，陕西科技大学材料科
学与工程学院院长， “材
料物理与化学”方向学术
带头人，陕西科技大学学
位委员会委员，陕西科技
大学材料科学与工程学院
学位委员会主席。
中国陶瓷工业协会常务理事；中国硅酸盐学会理
事；中国硅酸盐学会陶瓷分会常务理事；中国硅酸盐学
会陶瓷分会日用陶瓷专业委员会副主任；中国硅酸盐学
会陶瓷分会色釉料暨原辅材料专业委员会副主任；中国
硅酸盐学会陶瓷分会建筑卫生陶瓷专业委员会理事。国
家自然科学基金委员会评议专家；中国《陶瓷科学与艺
术》杂志编委。
主要研究方向一一材料合成与制备、纳米材料与技术
子方向：
・无机纳米材料合成与制备（湿化学法、自蔓延燃
烧法、微乳液法）
・环保功能陶瓷的制备与表征
・无机材料表面改性及添加剂技术
・陶瓷色釉料技术
在研科研项目： 现在承担国家级、省部级、厅局级及其他科研项
目，科研经费５０余万元。主要在研项目如下：
・国家重点新产品开发…ＫＬ ２０００型陶瓷材料快
速烧成微型智能窑的研制；
・Ｐｒ—ＣｅＯ，纳米陶瓷颜料的低温燃烧一水热合成机
理与颜色相关性的研究，
・氧化焰烧成高强度高压电瓷产业化研究；
・复合稀土元素改性氧化锌压敏电阻材料的研究；
・微乳液纳米反应器的结构控制及尖晶石颜料形成
ｃｅｒａｍｉＣ Ｓｃｉｅｎｃｅ ＆Ａｒｔ 熬撼４８ 肌理研究；
－低温燃烧一水热合成制备喷墨打印装饰用纳米陶
瓷颜料；
・喷墨打印装饰用Ｐ ｒ—ＣｅＯ，红色纳米稀土陶瓷颜料
的制备；
主要研究论文、论著：
近几年出版专著２部，发表论文近４０篇。
・陶瓷工艺学
・无机材料科学基础教程
・ＳｎＯ。基ＮＴＣ热敏陶瓷性能及结构的研究
・铬铁矿系无鲇黑陶瓷颜料呈色性能的研究，稀有
金属材料与工程
・Ｃｅ ｒａｍｉｃ Ｐｉｇｍｅｎｔｓ ａｎｄ Ａｒｃｈｉｔｅｃｔｕ ｒａｌ Ｃｅ ｒａｍｉｃ
材料科学与工程专业“材料科学基础”大平台教学研究
‘霉携 屯
￡露ｆ Ｕ疑ＲｉＣＵ［ ｛１ 稀ＥＳＥＡＲＣＨ
材料科学与工程专激
《‘ 材料料学基础”太警台教学研究
暨南大学理工学院材料科学与工程系 李红 薛博 李 卫 刘 英 容建华 尤德强
【摘要】为适应高等教育改革的要求，本文根据暨南大学材料科学与工程专业的培养目标和方案，对“材料科学基 础”大平台教学进行探讨。从课程发展的历史、性质及定位出发，优选教材，并依据“奠定学科基础”的角度，对教 材中的教学内容进行了科学地扬弃，从而合理组织教学，科学运用教学手段，从中取得了一些较好的教改效果和经 验。 【关键词】材料科学与工程专业材料科学基础教学
“材料科学基础”是研究材料的成分、结构、性能之
问的关系及其变化规律的一门基础学科，是材料科学与工 程专业一级学科公共主干专业基础课。根据教育部提出的
拓宽专业口径、按专业大类进行人才培养的基本思路和 １９９７年国务院学位办颁发的新专业目录，材料类的专业设 置不再按传统分为金属材料、无机非金属材料和高分子材
料。为此，各相关高校在材料科学与工程专业主干课程 “材料科学基础”的教学上都进行了教学改革。暨南大学
材料科学与工程专业自２００２年设立以来，就依据教育部的 要求，将专业培养目标设定为培养“大材料”科学研究与
工程技术所需的人才。故“材料科学基础”课程内容设置 为介绍三大材料的基础知识，在教学模式、手段及课程配
套方面也具有鲜明的特色。本文阐述了暨南大学材料科学
语来完成任务。
３．应统筹分组和分工情况，优差结合，分工明确，做 好监督检查工作。
４．做好细致评估，注意表扬学生的进步，树立典范； 鼓励他们参与的积极性和创造性，以平时的表现作为成绩 测评的重要参考。
５．注意任务型教学法与其他教学法的结合使用，力求 使教学效果达到最佳。
在教学中有效地运用任务型教学法，通过活动传授知 识，启发学生明确自己想要弄明白的问题、想要学到的知
识、通过思考可以有效解决的问题，培养他们人际交往、 合作、决策和应变的能力，从而促成他们的全面发展。运