1、陶瓷普通陶瓷(传统陶瓷)特种陶瓷(新型陶瓷、技术陶瓷、精细陶瓷）以天然硅酸盐(黏土、石英、长石)为原料, 高温烧结而成。以非硅酸盐类化工原料或人工合成原料，如氧化物（氧化铝、氧化锆、氧化钛等）和非氧化物（氮化硅、碳化硼等）制造。陶瓷材料基础陶瓷材料基础第一节 陶瓷材料的结构显微结构显微结构: 由晶相、气相、玻璃相构成。unfired samplefired samplelargely unmolten phases(Flint SiO2)melting and liquid phasesinteringnew phases crystallising in frozen melt一、晶相 主要
2、组成相，对其物理、化学、机械性能起决定作用。1. 晶相的结合键 主要是离子键和共价键, 大多为混合键。 以离子键为主的: Al2O3、 MgO、ZrO2。 以共价键为主的: SiC、 BN。 键的性质决定了陶瓷具有高熔点、高化学稳定性、高绝缘性、高脆性。2. 晶相的晶体结构晶相的晶体结构 主要是氧化物结构和硅酸盐结构。(1)氧化物结构氧化物结构: 氧离子构成晶格主体，金属离子存在于间隙中。 面心立方晶格 密排六方晶格八面体间隙和四面体间隙(2)硅酸盐结构硅酸盐结构: 陶瓷的主要原料。长石: Na2OAl2O3 6SiO2高岭土: Al2O3 2SiO2 H2O 硅氧四面体(SiO4)_硅酸盐的
3、硅酸盐的5种晶体结构种晶体结构:a. 岛状结构: 孤立存在，金属离子连接。锆 石英(ZrSiO4)，电学性能好。石英b.组群状结构组群状结构: 镁方柱石(Ca2MgSi2O7)C. 链状结构链状结构: 顽火辉石(Mg2Si2O6)(单链) 透闪石(Ca2Mg5Si4O11(OH)(双链)具有某些高分子的特性。D.层状结构层状结构: 滑石(Mg2Si4O10(OH) 2) 白云母(KAl2 AlSi3O10(OH) 2)硬度低，可塑性好。 层之间以金属离子连接。E. 架状结构架状结构: 石英、钾长石(K Si3AlO3) 膨胀率小。石英3.同素异构转变同素异构转变 871 1477 1713石英
4、磷石英方石英熔融石英 16% 4.7%573 120 220 0.82% 0.2% 2.8% 石英 磷石英 方石英4. 实际陶瓷晶体缺陷实际陶瓷晶体缺陷点缺陷、线缺陷、面缺陷。缺陷的作用: a. 加速烧结扩散的过程; b. 空位影响电学性能; c. 位错影响光学、力学、电学性能。 陶瓷位错不易运动，因而受力变形小，脆性高。 离子晶体可有微量塑性变形，共价晶体位错运动将使材料断裂。 晶粒愈细，强度愈高。二、玻璃相二、玻璃相来源: 原料中的某些晶体物质被烧熔化所致。结构: 近程有序，远程无序。作用: 粘接，降低烧结温度，抑制晶粒长大，填充空气，增加透光性。三、气相三、气相定义: 陶瓷中的气孔。来源
5、: 烧结过程中产生的。作用: 对性能有显著影响，降低强度，影响透明性。 第二节第二节 陶瓷材料性能陶瓷材料性能一、机械性能一、机械性能1. 高硬度高硬度2. 高弹性模量高弹性模量3.低抗拉强度和高抗压强度低抗拉强度和高抗压强度4. 高温强度和低抗热震性高温强度和低抗热震性二、物理性能和化学性能二、物理性能和化学性能1. 热性能热性能2. 熔点高高温强度和高温蠕变抗力。热膨胀率小，热导率低，热容量小。2. 电性能电性能 绝缘性能好。压电陶瓷: 超声换能器、水声换能器、电声换能器、陶瓷滤波器、陶瓷变压器、陶瓷鉴频器、高压发生器、红外探测器、声表面波器件、电光器件、引燃引爆装置和压电陀螺等。3. 磁性能4. 光学性能5. 化学性能三、生物学性能三、生物学性能四、美术性能金属烤瓷材料金属烤瓷材料铸造陶瓷材料铸造陶瓷材料
