陶瓷材料基礎(chǔ)

普通陶瓷(傳統(tǒng)陶瓷)特種陶瓷(新型陶瓷、技術(shù)陶瓷、精細(xì)陶瓷）以天然硅酸鹽(黏土、石英、長(zhǎng)石)為原料,高溫?zé)Y(jié)而成。以非硅酸鹽類(lèi)化工原料或人工合成原料，如氧化物（氧化鋁、氧化鋯、氧化鈦等）和非氧化物（氮化硅、碳化硼等）制造。陶瓷材料基礎(chǔ)第一節(jié)陶瓷材料的結(jié)構(gòu)顯微結(jié)構(gòu):

由晶相、氣相、玻璃相構(gòu)成。unfiredsamplefiredsamplelargelyunmoltenphases(FlintSiO2)meltingandliquidphasesinteringnewphasescrystallisinginfrozenmelt一、晶相

主要組成相，對(duì)其物理、化學(xué)、機(jī)械性能起決定作用。晶相的結(jié)合鍵

主要是離子鍵和共價(jià)鍵,大多為混合鍵。以離子鍵為主的:Al2O3、

MgO、ZrO2。以共價(jià)鍵為主的:SiC、BN。鍵的性質(zhì)決定了陶瓷具有高熔點(diǎn)、高化學(xué)穩(wěn)定性、高絕緣性、高脆性。2.晶相的晶體結(jié)構(gòu)

主要是氧化物結(jié)構(gòu)和硅酸鹽結(jié)構(gòu)。氧化物結(jié)構(gòu):

氧離子構(gòu)成晶格主體，金屬離子存在于間隙中。

面心立方晶格密排六方晶格八面體間隙和四面體間隙(2)硅酸鹽結(jié)構(gòu):

陶瓷的主要原料。長(zhǎng)石:Na2O?Al2O3?6SiO2高嶺土:Al2O3?2SiO2?H2O

硅氧四面體(SiO4)____硅酸鹽的5種晶體結(jié)構(gòu):島狀結(jié)構(gòu):

孤立存在，金屬離子連接。鋯石英(Zr[SiO4])，電學(xué)性能好。石英b.組群狀結(jié)構(gòu):

鎂方柱石(Ca2Mg[Si2O7])C.鏈狀結(jié)構(gòu):

頑火輝石(Mg2[Si2O6])(單鏈)

透閃石(Ca2Mg5[Si4O11](OH))(雙鏈)具有某些高分子的特性。D.層狀結(jié)構(gòu):

滑石(Mg2[Si4O10](OH)2)

白云母(KAl2[AlSi3O10](OH)2)硬度低，可塑性好。

層之間以金屬離子連接。E.架狀結(jié)構(gòu):

石英、鉀長(zhǎng)石(K

[Si3AlO3])膨脹率小。石英3.同素異構(gòu)轉(zhuǎn)變

871℃1477℃

1713℃β石英β磷石英β方石英熔融石英

16%4.7%

573℃120℃

220℃

0.82%0.2%2.8%

α石英α磷石英α方石英4.實(shí)際陶瓷晶體缺陷點(diǎn)缺陷、線缺陷、面缺陷。缺陷的作用:a.加速燒結(jié)擴(kuò)散的過(guò)程;b.空位影響電學(xué)性能;c.位錯(cuò)影響光學(xué)、力學(xué)、電學(xué)性能。

陶瓷位錯(cuò)不易運(yùn)動(dòng)，因而受力變形小，脆性高。離子晶體可有微量塑性變形，共價(jià)晶體位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)將使材料斷裂。晶粒愈細(xì)，強(qiáng)度愈高。二、玻璃相來(lái)源:原料中的某些晶體物質(zhì)被燒熔化所致。結(jié)構(gòu):近程有序，遠(yuǎn)程無(wú)序。作用:粘接，降低燒結(jié)溫度，抑制晶粒長(zhǎng)大，填充空氣，增加透光性。三、氣相定義:陶瓷中的氣孔。來(lái)源:燒結(jié)過(guò)程中產(chǎn)生的。作用:對(duì)性能有顯著影響，降低強(qiáng)度，影響透明性。

第二節(jié)陶瓷材料性能一、機(jī)械性能高硬度2.高彈性模量3.低抗拉強(qiáng)度和高抗壓強(qiáng)度4.高溫強(qiáng)度和低抗熱震性二、物理性能和化學(xué)性能熱性能熔點(diǎn)高——高溫強(qiáng)度和高溫蠕變抗力。熱膨脹率小，熱導(dǎo)率低，熱容量小。2.電性能

絕緣性能好。壓電陶瓷:超聲換能器、水聲換能器、電聲換能器