1、结构陶瓷 氧化物陶瓷 非氧化物陶瓷 低膨胀陶瓷 可加工陶瓷 超高温陶瓷 陶瓷基复合材料 结构/功能一体化材料氧化物陶瓷 氧化物结构陶瓷是发展较早、应用广泛、成本较低的一类陶瓷材料。 一般是指熔点高于SiO2（1730）的氧化物 高强度、耐磨损、耐高温、抗氧化、耐腐蚀、电绝缘 SiO2, Al2O3, MgO, ZrO2, TiO2,莫来石（3Al2O32SiO2）,尖晶石（MgAl2O4），堇青石（2MgO2Al2O35SiO2）等氧化铝 有10余种同质异构晶体，相是唯一的热力学稳定相。 矿物名：刚玉；熔点：2050、密度：3.99、化学稳定性极好 0.25.5m透光性好，纯氧化铝无色透明；含
2、微量Cr的氧化铝单晶俗称红宝石；含微量Ti的氧化铝单晶俗称蓝宝石氧化铝陶瓷 为了在较低温度下烧结，添加烧结助剂高岭土、滑石、SiO2等 按氧化铝的纯度分为99瓷、97瓷和95瓷 硬度高、耐磨性好、机械强度高 电绝缘好，特别是高温绝缘和抗高压性好 化学稳定性好 透光性好氧化铝瓷的应用 耐磨件：纺织瓷、切削刀具、拉丝模、研磨介质、耐磨衬、喷嘴、阀片等 高温：高温炉管、坩埚、热电偶护管 绝缘：电路基板、电真空器件绝缘管壳等 耐腐蚀：化工设备部件、高压钠灯管（透明） 生物瓷氧化锆陶瓷117023702680222950CooooCCCCmZrOtZrOZrO 熔融其中，tm的相变为马氏体相变，产生34
3、%体积膨胀。ZrO2能与CaO、MgO、Y2O3、CeO2形成固溶体，该固溶体的相变温度降低，甚至在室温下t和C相可以存在。因此，这些氧化物被称作稳定剂。该相变温度与稳定剂含量、晶粒尺寸以及晶粒所受到的束缚有关FSZ相变增韧氧化锆陶瓷 1975年Garvie等在Nature发表“Ceramic Steel” PSZ强度250MPa提高到600MPa；KIC达到10MPam1/2 1977年出现了四方氧化锆多晶体TZP陶瓷 现在TZP力学性能：2GPa，20MPam1/2氧化锆的应用 耐磨零件、研磨介质 陶瓷轴承、 光纤连接器接插件 陶瓷弹簧、陶瓷刀 高级手表氮化物陶瓷 高温升华分解：Si3N4
4、（1900）、AlN（2450）、BN（3000） 高熔点：TiN（2950）、ZrN（2980）、HfN（3310）， Si3N4固溶体：SiAlON（塞隆） 高硬、高强 高温抗氧化性能差氮化硅陶瓷 反应烧结（RBSN）：Si粉成形体氮化 热压烧结（HPSN）：Si3N4加氧化物烧结助剂，热压 无压烧结（SSN）：在埋粉中常压N2气氛下 气压烧结（GPSSN）：在0.5-20MPa N2或Ar气压下烧结氮化硅的应用 切削刀具 发动机高温部件 陶瓷轴承 冶金、化工部件 航空航天碳化物陶瓷 SiC, B4C; TiC, ZrC, HfC 高熔点（3000 ，HfC：3887 ） 高硬度，B4C仅
5、次于金刚石和立方氮化硼 高温抗氧化 脆SiC陶瓷 反应结合SiC：-SiC和C为原料，成型后在1500 渗Si，Si与C反应生成 -SiC，使原有的SiC烧结 热压烧结：添加剂Al2O3, AlN,B,C,B4等；2000 /40MPa；相对密度95% 无压烧结：添加C+B，2020，相对密度98%SiC陶瓷的特性 低密度、高模量 高温强度高、高温蠕变小 高硬度、低摩擦系数 低热膨胀、高热导，抗热冲击好 化学稳定性好低热膨胀陶瓷 堇青石（ 2MgO2Al2O35SiO2）0.61.2 10-6 -1 热膨胀系数各向异性、烧成温度范围窄 汽车尾气净化器载体、高温过滤器、窑具可加工陶瓷 一般烧结致
6、密的结构陶瓷具有高硬度、低韧性的特点，难以机加工 添加具有层状晶体结构的软质相：六方氮化硼、云母、LaPO4等 MAX相三元化合物陶瓷MAX相层状陶瓷1nnMAXM：过渡金属：过渡金属A：主要是：主要是 、主族元素主族元素X：C或或Nn：1,2,3,5通式：通式：X占据占据6个个M形成的形成的8面体中心，共面体中心，共价键成分高价键成分高A在在XM68面体层之间，较弱的金面体层之间，较弱的金属键属键MXAMAX相陶瓷特性 金属性金属性 高导热、高导电、低硬度、高损伤容限、高抗热震性、高导热、高导电、低硬度、高损伤容限、高抗热震性、可加工性可加工性 陶瓷性陶瓷性 高弹性模量、高温强度高、抗氧化、
7、抗腐蚀高弹性模量、高温强度高、抗氧化、抗腐蚀MAX相陶瓷应用 可加工陶瓷 发热体、电刷材料超高温陶瓷 能够长时间在超高温（1600）有氧环境下使用的陶瓷材料2760oC1930oC1260oC 过渡金属硼化物（ZrB2，HfB2,TaB2）、碳化物（ZrC、HfC）和氮化物（HfN）超高温陶瓷 课题： 烧结 高温氧化 抗热震陶瓷基复合材料 复相陶瓷：ZrO2增韧陶瓷 金属陶瓷 层状结构纤维增强陶瓷基复合材料 SiO2f/SiO2 C/C, C/SiC, SiC/SiC航空航天材料中的陶瓷 热障涂层（ZrO2） 陶瓷型芯（Al2O3,SiO2） 高温陶瓷基复合材料（Cf/SiC,SiCf/SiC） 高温透波材料（SiO2, Si3N4） 高温、超高温热防护材料（ZrB2/SiC）
