1、主要内容主要内容陶瓷材料的性能特点陶瓷材料的性能特点陶瓷连接的要求和存在的问题陶瓷连接的要求和存在的问题陶瓷材料的焊接性问题陶瓷材料的焊接性问题陶瓷材料的连接方法陶瓷材料的连接方法 1.陶瓷材料概论陶瓷材料概论 陶瓷的英文名为陶瓷的英文名为Ceramic，起源于希腊语，起源于希腊语Keramos(意为意为陶器陶器)陶瓷是指以各种金属的氧化物、氮化物、碳化物、硅化陶瓷是指以各种金属的氧化物、氮化物、碳化物、硅化物为原料，经适当配料、成型和高温烧结等人工合成的物为原料，经适当配料、成型和高温烧结等人工合成的无机无机非金属材料非金属材料。特种陶瓷特种陶瓷普通陶瓷普通陶瓷陶陶 瓷瓷日用陶瓷（包括日用陶
2、瓷（包括艺术陈列陶瓷）艺术陈列陶瓷）建筑卫生陶瓷建筑卫生陶瓷化化 工工 陶陶 瓷瓷化化 学学 瓷瓷电瓷及其他工业电瓷及其他工业用陶瓷用陶瓷按陶瓷概念和用途来分类按陶瓷概念和用途来分类 结结 构构 陶陶 瓷瓷功功 能能 陶陶 瓷瓷结构陶瓷结构陶瓷，是指那些利用其高强度、高硬度、良好的耐磨性，是指那些利用其高强度、高硬度、良好的耐磨性等力学性能及耐高温、耐腐蚀、抗氧化等特性，等力学性能及耐高温、耐腐蚀、抗氧化等特性，作为结构部作为结构部件件使用的陶瓷材料。使用的陶瓷材料。功能陶瓷功能陶瓷，是指那些利用其电、磁、声、光、电、热等直接，是指那些利用其电、磁、声、光、电、热等直接效应和耦合效应所提供的一
3、种或是多种性质来效应和耦合效应所提供的一种或是多种性质来实现某种使用实现某种使用功能功能的特种陶瓷。的特种陶瓷。特种陶瓷与传统陶瓷区别特种陶瓷与传统陶瓷区别物质结构：物质结构：指组成材料的指组成材料的化学键和晶体结构化学键和晶体结构显微结构：显微结构：指在显微镜下指在显微镜下看到的结构看到的结构 陶瓷具有多相多晶体结构陶瓷具有多相多晶体结构：由：由晶相晶相(1)、玻璃相、玻璃相(2)和和气相气相(3)所组成所组成（1 1）晶相晶相 晶相是陶瓷材料的主要组成相，对陶瓷的性能起决定晶相是陶瓷材料的主要组成相，对陶瓷的性能起决定性作用。性作用。晶相的性质：晶相的性质：结合键是离子键、共价键、混合键结
4、合键是离子键、共价键、混合键陶瓷晶相具有牢固结合键的性质，是陶瓷材料具有陶瓷晶相具有牢固结合键的性质，是陶瓷材料具有高熔点、高耐热性、高硬度、高耐蚀性和无塑性的根高熔点、高耐热性、高硬度、高耐蚀性和无塑性的根本原因本原因氧化物结构的结合键以离子键为主，又称离子晶体。氧化物结构的结合键以离子键为主，又称离子晶体。Si3N4、SiC、BN等以共价键为主，称共价晶体。等以共价键为主，称共价晶体。l陶瓷材料的主要成分是氧化物、碳化物、氮化物、硅陶瓷材料的主要成分是氧化物、碳化物、氮化物、硅化物等，因而其结合键以离子键化物等，因而其结合键以离子键(如如AlAl2 2O O3 3)、共价键、共价键(如如S
5、iSi3 3N N4 4)及两者的混合键为主。及两者的混合键为主。共价键共价键离子键离子键-石英石英870-鳞石英鳞石英1470-方石英方石英1713熔融熔融SiO2573-石英石英163-鳞石英鳞石英117-鳞石英鳞石英180270方石英方石英急冷急冷加热加热石英玻璃石英玻璃SiO2的同素异构转变的同素异构转变 有些晶相存在同素异构转变，同一种化合物能够获得不有些晶相存在同素异构转变，同一种化合物能够获得不同的晶体结构同的晶体结构 晶粒越细，强韧性越高晶粒越细，强韧性越高细晶强化是提高陶瓷材料强韧性的有效措施细晶强化是提高陶瓷材料强韧性的有效措施晶粒愈细，陶瓷的强度愈高。如刚玉（晶粒愈细，陶
6、瓷的强度愈高。如刚玉（Al2O3）晶粒）晶粒平均尺寸为平均尺寸为200m时，抗弯强度为时，抗弯强度为74MPa，1.8m时时抗弯强度可高达抗弯强度可高达570MPa。主晶相的性质是决定陶瓷性能的主要因素主晶相的性质是决定陶瓷性能的主要因素 玻璃相是一种非晶态固体，是陶瓷烧结时，各组玻璃相是一种非晶态固体，是陶瓷烧结时，各组成相与杂质产生一系列物理化学反应形成的液相成相与杂质产生一系列物理化学反应形成的液相在冷却凝固时形成的非晶态物质。在冷却凝固时形成的非晶态物质。（2 2）玻璃相玻璃相玻璃相的作用玻璃相的作用将分散的晶相粘结在一起；将分散的晶相粘结在一起；降低烧结温度；降低烧结温度；抑制晶相的
7、晶粒长大抑制晶相的晶粒长大填充气孔。填充气孔。气相指陶瓷孔隙中的气体即气孔。是生产过程中不气相指陶瓷孔隙中的气体即气孔。是生产过程中不可避免的，陶瓷中的孔隙率常为可避免的，陶瓷中的孔隙率常为510%，要力求使，要力求使其呈球状，均匀分布。其呈球状，均匀分布。气孔对陶瓷的性能有显著影响，使陶瓷强度降低、气孔对陶瓷的性能有显著影响，使陶瓷强度降低、介电损耗增大，电击穿强度下降，绝缘性降低。介电损耗增大，电击穿强度下降，绝缘性降低。（3 3）气相气相 气相可使陶瓷的密度减小，并能吸收振动；气相可使陶瓷的密度减小，并能吸收振动；用作保温的陶瓷和化工用的过滤多孔陶瓷等需要用作保温的陶瓷和化工用的过滤多孔
8、陶瓷等需要增加气孔率，有时气孔率可高达增加气孔率，有时气孔率可高达60。氧化锆陶瓷缺陷氧化锆陶瓷缺陷2.2.结构陶瓷的性能特点结构陶瓷的性能特点(1)线胀系数线胀系数 比金属低，大约比金属低，大约10-510-6K 铜：铜：17.710-6K 铝：铝：2310-6K 铁：铁：11.7610-6K 镁：镁：24.310-6K 随气孔率增加，陶瓷的热胀系数降低。随气孔率增加，陶瓷的热胀系数降低。(2)熔点熔点 比金属高得多，一般在比金属高得多，一般在2000以上以上 铜：铜：1083 铝：铝：660 铁：铁：1538 镁：镁：650 故陶瓷高温强度和高温蠕变抗力优于金属。故陶瓷高温强度和高温蠕变抗
9、力优于金属。(3)导电性导电性 大多数是良好的绝缘体大多数是良好的绝缘体 也有一些半导体，如也有一些半导体，如NiO、Fe3O4等等(4)导热性导热性 导热性差，大多为良好的绝热体导热性差，大多为良好的绝热体 =10-210-5W/mK 随气孔率增加，陶瓷的热导率降低随气孔率增加，陶瓷的热导率降低(5)有些陶瓷具有特殊的光学性能有些陶瓷具有特殊的光学性能 红宝石（红宝石（-Al2O3掺铬离子）、钇铝石榴石、含钕玻璃掺铬离子）、钇铝石榴石、含钕玻璃等可作固体激光材料；玻璃纤维可作光导纤维材料，等可作固体激光材料；玻璃纤维可作光导纤维材料，此外还有用于光电计数、跟踪等自控元件的光敏电阻此外还有用于
10、光电计数、跟踪等自控元件的光敏电阻材料。材料。(6)磁性磁性 磁性陶瓷又名铁氧体或铁淦氧，主要是磁性陶瓷又名铁氧体或铁淦氧，主要是Fe2O3和和Mn、Zn等的氧化物组成的陶瓷材料，为磁性陶瓷材料，可等的氧化物组成的陶瓷材料，为磁性陶瓷材料，可用作磁芯、磁带、磁头等。用作磁芯、磁带、磁头等。化学稳定性高化学稳定性高 原因：原因：金属原子被非金属原子包围，受到非金属原子金属原子被非金属原子包围，受到非金属原子的屏蔽，因而形成极为稳定的化学结构。的屏蔽，因而形成极为稳定的化学结构。表现：表现：抗氧化抗氧化(不再与介质中的氧发生作用，甚至在不再与介质中的氧发生作用，甚至在1000的高温下也不会氧化的高
11、温下也不会氧化)抗腐蚀抗腐蚀(具有较强的抵抗酸、碱、盐类的腐蚀，具有较强的抵抗酸、碱、盐类的腐蚀，以及抵抗熔融金属腐蚀的能力以及抵抗熔融金属腐蚀的能力)(1)硬度硬度 硬度是各类材料中最高的，可作为刀具材料使用硬度是各类材料中最高的，可作为刀具材料使用 高聚物高聚物20HV 淬火钢淬火钢 500800HV 陶瓷陶瓷 10005000HV(2)强度强度 抗压不抗拉，抗压不抗拉，(抗拉强度很低，比抗压强度低一个抗拉强度很低，比抗压强度低一个数量级数量级)，抗弯，抗弯(抗弯强度高抗弯强度高)。内部存在微裂纹和气孔等缺陷内部存在微裂纹和气孔等缺陷，是导至陶瓷材料抗，是导至陶瓷材料抗拉强度较低的原因拉强
12、度较低的原因：高弹性模量高弹性模量，E=100400GPa（金属：（金属：210）(3)塑性塑性 在室温几乎没有塑性，韧性差，脆性大，是陶瓷在室温几乎没有塑性，韧性差，脆性大，是陶瓷的最大缺点。的最大缺点。冲击韧性、断裂韧性低。冲击韧性、断裂韧性低。KIC 约为金属的约为金属的1/601/100 材料材料KIC /MPa.m1/245钢钢90球墨铸铁球墨铸铁2040氮化硅陶瓷氮化硅陶瓷3.55(4)高温强度高、蠕变抗力高高温强度高、蠕变抗力高作为耐高温材料，已在工程中获得广泛应用作为耐高温材料，已在工程中获得广泛应用3.3.几种常用的结构陶瓷几种常用的结构陶瓷 氧化物陶瓷是指氧化物陶瓷是指包含
13、氧元素的陶瓷包含氧元素的陶瓷，包括由金属与非，包括由金属与非金属元素的化合物构成的非均匀固体物质。主要由离子金属元素的化合物构成的非均匀固体物质。主要由离子键结合，也有一定成分的共价键。键结合，也有一定成分的共价键。最重要的氧化物陶瓷是几种简单类型的氧化物：最重要的氧化物陶瓷是几种简单类型的氧化物：AO，AO2，A2O3，ABO3和和AB2O4等结构类型等结构类型(A、B表示阳表示阳离子离子)。工程意义较大的是纯氧化物陶瓷，它们的熔点多数工程意义较大的是纯氧化物陶瓷，它们的熔点多数超过超过2000，应用最多的是，应用最多的是SiO2，Al2O3，ZrO2，MgO，CaO，BeO，ThO2等，以
14、及一些氧化物之间的化合等，以及一些氧化物之间的化合物，如尖晶石等。物，如尖晶石等。以以-Al2O3为主晶相的陶瓷材料为主晶相的陶瓷材料 晶体结构：晶体结构：Al2O3目前已知有目前已知有10种同质异晶体，主要有三种晶型：种同质异晶体，主要有三种晶型：-Al2O3 -Al2O3 -Al2O3（1 1）氧化铝陶瓷氧化铝陶瓷-Al2O3的晶体结构氧化铝的结构是氧化铝的结构是O O-2-2排成密排六方结构排成密排六方结构，AlAl+3+3占据间隙位置。占据间隙位置。根据含杂质的多少，氧化铝呈红色根据含杂质的多少，氧化铝呈红色(如红宝石如红宝石)或蓝色或蓝色(如蓝宝石如蓝宝石)氧化铝陶瓷的性能与用途以基
15、体中所含以基体中所含Al2O3质量分数分类质量分数分类(75瓷，瓷，95瓷，瓷，99瓷瓷)随随Al2O3的质量分数增加，机械强度，介电常数，导的质量分数增加，机械强度，介电常数，导热系数等也提高热系数等也提高优点：硬度高、很好的耐磨性、耐蚀性和高温性能优点：硬度高、很好的耐磨性、耐蚀性和高温性能缺点：韧性低，抗热振性能差，不能承受温度的急缺点：韧性低，抗热振性能差，不能承受温度的急剧变化剧变化用于制造刀具、模具、轴承、熔化金属的坩埚、高用于制造刀具、模具、轴承、熔化金属的坩埚、高温热电偶套管，以及化工行业中的一些特殊零部件温热电偶套管，以及化工行业中的一些特殊零部件，如化工泵的密封滑环、轴套和
16、叶轮等。，如化工泵的密封滑环、轴套和叶轮等。（2 2）氧化锆陶瓷氧化锆陶瓷研发历史研发历史20世纪世纪20年代开始被用做熔化玻璃和冶炼钢铁等的耐火材料；年代开始被用做熔化玻璃和冶炼钢铁等的耐火材料；1968年，日本松下电器公司开发出氧化锆非线性电阻元件；年，日本松下电器公司开发出氧化锆非线性电阻元件；1973年，美国年，美国R.Zechnall制得电解质氧传感器，能正确显示汽制得电解质氧传感器，能正确显示汽车发动机的空气车发动机的空气/燃料比，燃料比，1980年用于钢铁工业；年用于钢铁工业；1975年，澳大利亚年，澳大利亚R.G.Garvie以以CaO为稳定剂制得部分稳定的为稳定剂制得部分稳定
17、的氧化锆，并首次利用陶瓷马氏体相变的增韧相应，提高了其韧氧化锆，并首次利用陶瓷马氏体相变的增韧相应，提高了其韧性和强度；性和强度；1982年，日本绝缘子公司和美国年，日本绝缘子公司和美国Cummins发动机公司共同开发动机公司共同开发出节能柴油机缸套。发出节能柴油机缸套。ZrO2陶瓷晶型及其转化陶瓷晶型及其转化单斜单斜(m)、四方、四方(t)、立方、立方(c)3种晶系种晶系氧化锆陶瓷的应用氧化锆陶瓷的应用特点：密度大，硬度高，抗弯强度大特点：密度大，硬度高，抗弯强度大,断裂韧性高断裂韧性高(已知陶瓷中已知陶瓷中最高最高)应用：应用：可用做内燃机气缸内衬、活塞顶等可用做内燃机气缸内衬、活塞顶等
18、耐磨、耐腐蚀器件耐磨、耐腐蚀器件 模具模具 高温发热体材料，在空气中最高发热温度可达高温发热体材料，在空气中最高发热温度可达2200 燃料电池材料等燃料电池材料等3.2 3.2 非氧化物陶瓷非氧化物陶瓷非氧化物陶瓷与氧化物陶瓷的区别：非氧化物陶瓷与氧化物陶瓷的区别：人工制备的人工制备的烧结需在保护气氛中进行烧结需在保护气氛中进行难熔、难烧结难熔、难烧结（1 1）氮化硅陶瓷氮化硅陶瓷 氮化硅陶瓷的优异性能对于现代技术经常遇到的高温、氮化硅陶瓷的优异性能对于现代技术经常遇到的高温、高速、强腐蚀介质的工作环境，具有特殊的使用价值。比较高速、强腐蚀介质的工作环境，具有特殊的使用价值。比较突出的性能有：
19、突出的性能有：1）机械强度高，硬度接近于刚玉，有自润滑性，耐磨。室温）机械强度高，硬度接近于刚玉，有自润滑性，耐磨。室温抗弯强度可以高达抗弯强度可以高达8001000MPa，强度可以一直维持到，强度可以一直维持到1200不下降。不下降。2）热稳定性好，热膨胀系数小，有良好的导热性能，所以抗）热稳定性好，热膨胀系数小，有良好的导热性能，所以抗热震性很好，从室温到热震性很好，从室温到1000的热冲击不会开裂。的热冲击不会开裂。3）化学性能稳定，几乎可耐一切无机酸（）化学性能稳定，几乎可耐一切无机酸（HF除外）和浓度除外）和浓度在在30%以下烧碱（以下烧碱（NaOH）溶液的腐蚀，也能耐很多有机物质）
20、溶液的腐蚀，也能耐很多有机物质的侵蚀，对多种有色金属熔融体（特别是铝液）不润湿，能的侵蚀，对多种有色金属熔融体（特别是铝液）不润湿，能经受强烈的放射辐照。经受强烈的放射辐照。4）密度低，比重小，仅是钢的）密度低，比重小，仅是钢的2/5，电绝缘性好。，电绝缘性好。氮化硅的晶体结构氮化硅的晶体结构六方晶系，六方晶系，、两种晶型两种晶型-Si3N4低温相，低温相，1500转变为高温相转变为高温相-Si3N4氮化硅陶瓷的应用氮化硅陶瓷的应用用于制造火箭尾喷管的喷嘴、浇注金属用的喉嘴、用于制造火箭尾喷管的喷嘴、浇注金属用的喉嘴、电热偶套管、加热炉管以及燃气轮机的叶片、轴承电热偶套管、加热炉管以及燃气轮机
21、的叶片、轴承等，还可用于热交换器、耐火材料等。等，还可用于热交换器、耐火材料等。（2 2）碳化硅陶瓷碳化硅陶瓷两种晶型两种晶型-SiC 六方结构六方结构-SiC 面心立方面心立方碳化硅陶瓷的性能和用途碳化硅陶瓷的性能和用途热导率高，优异的高温强度和高温蠕变热导率高，优异的高温强度和高温蠕变高电阻率高电阻率化学稳定性高化学稳定性高性能比氮化硅更好性能比氮化硅更好（3 3）赛隆陶瓷赛隆陶瓷Si3N4-Al2O3-AlN-SiO2系列化合物的总称系列化合物的总称塞隆陶瓷的性能塞隆陶瓷的性能塞隆陶瓷的应用塞隆陶瓷的应用高温烧结材料高温烧结材料常温和高温下强度高，化学性能稳定常温和高温下强度高，化学性能
22、稳定优异的抗熔融腐蚀优异的抗熔融腐蚀热机材料热机材料(发动机针阀发动机针阀)切削材料切削材料(热硬性好于热硬性好于Co-WCCo-WC合金，合金，10001000以上高以上高速切削速切削)轴承等滑动部件及磨损件轴承等滑动部件及磨损件(直接烧制成所需尺寸直接烧制成所需尺寸)4.4.陶瓷材料的制备工艺陶瓷材料的制备工艺坯料坯料是指将陶瓷原料经筛选，破碎等工序后进行是指将陶瓷原料经筛选，破碎等工序后进行配料，再经混合、细磨等工序后得到的具有成型配料，再经混合、细磨等工序后得到的具有成型性能的多组分混合物。性能的多组分混合物。坯料的制备过程可大致分为：坯料的制备过程可大致分为：原料处理原料处理、配料配
23、料、混合制备混合制备三部分。三部分。4.1 陶瓷坯料的制备 （1 1）原料处理原料处理 a a、预烧、预烧对原料进行的预先烧制对原料进行的预先烧制b b、精选、精选对原料进行分离，提纯，除去原料中的各种杂质对原料进行分离，提纯，除去原料中的各种杂质（尤其含铁杂质），使之在化学组成、矿物组成、颗粒尺（尤其含铁杂质），使之在化学组成、矿物组成、颗粒尺寸上更符合原料的质量要求寸上更符合原料的质量要求 。S物理方法：水选、筛选、磁选、超声波选物理方法：水选、筛选、磁选、超声波选S化学方法：溶解法、升华法化学方法：溶解法、升华法S物理化学方法：电解法、浮选法物理化学方法：电解法、浮选法（2 2）配配 料
24、料根据制品的化学性能要求、生产工艺确定坯料的组成；根据制品的化学性能要求、生产工艺确定坯料的组成；根据原料的性质选择合适的原料；根据原料的性质选择合适的原料；根据特定的方法（如成分满足法）确定配方。根据特定的方法（如成分满足法）确定配方。(3)(3)混合制备混合制备 a a、粉碎、粉碎S粒度分析、比表面测定和粒度分析、比表面测定和X X射线衍射技术射线衍射技术S影响研磨效果的因素：研磨工艺和设备、研磨时间、强影响研磨效果的因素：研磨工艺和设备、研磨时间、强度和研磨介质。度和研磨介质。b b、脱水、脱水S注浆料的含水量为注浆料的含水量为30-35%30-35%时才能浇注成型时才能浇注成型S可塑泥
25、料是采用压滤机脱水至含水量为可塑泥料是采用压滤机脱水至含水量为20-25 20-25 S压制粉料可分为：压制粉料可分为：S湿法压制粉料：含水量湿法压制粉料：含水量8 8-15-15；S干法压制粉料：含水量干法压制粉料：含水量3 3-7-7S脱水操作：压滤脱水法脱水操作：压滤脱水法 、喷雾干燥技术、喷雾干燥技术c c、陈腐与练泥、陈腐与练泥（）陈腐）陈腐S所谓陈腐就是把泥饼置于避光、空气不流通的室内或密闭所谓陈腐就是把泥饼置于避光、空气不流通的室内或密闭容器内，保持一段时间，该工艺也叫困料。因料室内温度容器内，保持一段时间，该工艺也叫困料。因料室内温度应保持在应保持在2020左右，相对湿度要求在
26、左右，相对湿度要求在80%-90%80%-90%。坯料在困制。坯料在困制过程中，在毛细管的作用下，水分分布渐趋均匀。坯料困过程中，在毛细管的作用下，水分分布渐趋均匀。坯料困制时间越长，水分分布就越均匀，其成型性也就越好。一制时间越长，水分分布就越均匀，其成型性也就越好。一般困料时间为般困料时间为1010天左右。天左右。（）练泥）练泥S经过压滤得到的泥饼和困料得到的坯料的组织疏松且不均经过压滤得到的泥饼和困料得到的坯料的组织疏松且不均匀，含有大量的气泡。这样既降低了坯料的可塑性，难以匀，含有大量的气泡。这样既降低了坯料的可塑性，难以挤压成型，通常采用真空练泥机多次练泥的方法，排除泥挤压成型，通常
27、采用真空练泥机多次练泥的方法，排除泥饼中的残留空气，提高泥料的致密度和可塑性，并使泥料饼中的残留空气，提高泥料的致密度和可塑性，并使泥料组织均匀，改善成形性能，提高干燥强度和成瓷后的机械组织均匀，改善成形性能，提高干燥强度和成瓷后的机械强度。强度。4.2 成 型 釉是指覆盖在陶瓷坯体表面上的一层很薄的均匀的玻釉是指覆盖在陶瓷坯体表面上的一层很薄的均匀的玻璃态物质。璃态物质。陶瓷坯体表面的釉层，从外观来说，使陶瓷具有平滑陶瓷坯体表面的釉层，从外观来说，使陶瓷具有平滑而光泽的表面，增加了陶瓷的美观；从机械性能来说而光泽的表面，增加了陶瓷的美观；从机械性能来说，正确配合的釉层可以增加陶瓷的强度与表面
28、硬度，正确配合的釉层可以增加陶瓷的强度与表面硬度，同时还可以使陶瓷的电绝缘性能、抗化学侵蚀性能有同时还可以使陶瓷的电绝缘性能、抗化学侵蚀性能有所提高。平滑而光泽的表面，不仅增加美观，而且就所提高。平滑而光泽的表面，不仅增加美观，而且就日用瓷来说，为饮用器皿的洗涤清洁提供了方便条件日用瓷来说，为饮用器皿的洗涤清洁提供了方便条件。4.3 釉制备及施釉 玻璃形成剂：玻璃形成剂：形成玻璃的主要氧化物在釉层中以多面体的形形成玻璃的主要氧化物在釉层中以多面体的形式相互结合为连续网络，又称为网络形成剂。式相互结合为连续网络，又称为网络形成剂。助熔剂：助熔剂：在釉料熔化过程中能促进高温化学反应，加速高熔在釉料
29、熔化过程中能促进高温化学反应，加速高熔点晶体（如点晶体（如SiOSiO2 2）结构键的断裂和生成低共熔点的化合物。）结构键的断裂和生成低共熔点的化合物。同时还起调整釉层物理化学性质的作用。同时还起调整釉层物理化学性质的作用。乳浊剂：乳浊剂：它是保证釉层有足够覆盖能力的成分它是保证釉层有足够覆盖能力的成分,也就是保证也就是保证烧成时熔体析出的晶体、气体或分散粒子出现折射率的差别烧成时熔体析出的晶体、气体或分散粒子出现折射率的差别，引起光线散射产生乳浊的化合物。，引起光线散射产生乳浊的化合物。着色剂：着色剂：使釉层吸收可见光波，从而呈现不同颜色。使釉层吸收可见光波，从而呈现不同颜色。其他辅助剂：其
30、他辅助剂：为了提高釉面质量、改善釉层物化性能，控制为了提高釉面质量、改善釉层物化性能，控制釉浆性能釉浆性能(如悬浮性、与坯体的粘附性如悬浮性、与坯体的粘附性)等而加入。等而加入。釉层的组成：釉料在加热过程中将发生一系列复杂的物理化学反应釉料在加热过程中将发生一系列复杂的物理化学反应，如脱水、固相反应、碳酸盐和硫酸盐分解、部分原，如脱水、固相反应、碳酸盐和硫酸盐分解、部分原料熔化并生成共熔体、熔融物相互溶解、部分原料挥料熔化并生成共熔体、熔融物相互溶解、部分原料挥发和坯釉间的相互反应等。在反应的同时，釉料开始发和坯釉间的相互反应等。在反应的同时，釉料开始烧结、熔化并在坯体上铺展为光滑釉面。烧结、
31、熔化并在坯体上铺展为光滑釉面。釉层的形成 排除坯体中水分的工艺过程称为排除坯体中水分的工艺过程称为“干燥干燥”。干燥的目的：干燥的目的：S除去坯体中所含的一部分水分，使坯体具有一定除去坯体中所含的一部分水分，使坯体具有一定的强度；的强度；S提高坯体吸附釉层能力；提高坯体吸附釉层能力；S缩短烧成周期，提高窑炉的周转率，降低燃料消缩短烧成周期，提高窑炉的周转率，降低燃料消耗。耗。4.4 干燥 4.5 烧成 坯体水分蒸发期坯体水分蒸发期氧化分解及晶型转化期氧化分解及晶型转化期玻化成瓷期玻化成瓷期急冷阶段、缓冷阶段急冷阶段、缓冷阶段烧成过程中的物理化学变化 1.陶瓷与金属连接的基本要求陶瓷与金属连接的
32、基本要求陶瓷与金属材料的连接陶瓷与金属材料的连接陶瓷与非金属材料的连接陶瓷与非金属材料的连接陶瓷与半导体材料的连接陶瓷与半导体材料的连接 陶瓷材料固有的硬脆性使其难以加工，难以陶瓷材料固有的硬脆性使其难以加工，难以制成形状复杂的高就，在工程应用上受到很大的制成形状复杂的高就，在工程应用上受到很大的限制。故陶瓷通常是与金属材料一起组成复合结限制。故陶瓷通常是与金属材料一起组成复合结构来使用。构来使用。1.1 陶瓷连接的形式陶瓷连接的形式1.2 对接头性能的要求对接头性能的要求必须具有较高的强度必须具有较高的强度必须具有真空气密性必须具有真空气密性接头的残余应力应最小，在使用过程中应具有耐接头的残
33、余应力应最小，在使用过程中应具有耐热性、耐蚀性和热稳定性。热性、耐蚀性和热稳定性。焊接工艺应尽可能简化，工艺过程稳定，生产成焊接工艺应尽可能简化，工艺过程稳定，生产成本低。本低。2.陶瓷与金属连接存在的问题陶瓷与金属连接存在的问题 线胀系数相差很大线胀系数相差很大很大的残余应力很大的残余应力控制应力的方法控制应力的方法：减少焊接部位及其附近的温度梯度，控制加热减少焊接部位及其附近的温度梯度，控制加热和冷却速度和冷却速度 采用金属中间层采用金属中间层2.1 陶瓷与金属焊接中的热膨胀与热应力陶瓷与金属焊接中的热膨胀与热应力2.2 陶瓷与金属很难润湿陶瓷与金属很难润湿为改善润湿可以采取的方法：为改善
34、润湿可以采取的方法：采用活性金属采用活性金属 在陶瓷表面进行金属化处理在陶瓷表面进行金属化处理 连接处易发生化学反应，易生成各种碳化物、氮化物、硅连接处易发生化学反应，易生成各种碳化物、氮化物、硅化物、氧化物以及多元化合物。化物、氧化物以及多元化合物。这些硬度高、脆性大的化这些硬度高、脆性大的化合物，是产生裂纹和造成接头脆性断裂的主要原因。合物，是产生裂纹和造成接头脆性断裂的主要原因。2.3 易生成脆性化合物易生成脆性化合物2.4 陶瓷与金属的结合界面问题陶瓷与金属的结合界面问题 陶瓷与金属之间是通过过渡层而结合的，两种材料间的界陶瓷与金属之间是通过过渡层而结合的，两种材料间的界面反应对接头的形成和组织性能有很大的影响。面反应对接头的形成和组织性能有很大的影响。
