陶瓷的分类及特点学习教案.pptx

会计学陶瓷材料指所有无机非金属材料。是用天然或人工合成的粉状化合物，经成型和高温烧结而制成的多晶固体材料。第一节概述特种陶瓷是以纯度较高的人工合成化合物为主要原料的人工合成化合物。
如Al2O3、ZrO2、SiC、Si3N4、BN等。高强度陶瓷
高温陶瓷
压电陶瓷
磁性陶瓷
半导体陶瓷
生物陶瓷
特种陶瓷可按化学组成分为
氧化物陶瓷
氮化物陶瓷
碳化物陶瓷
金属陶瓷（硬质合金）坯料制备
通过机械或物理或化学方法制备粉料，在制备坯料时，要控制坯料粉的粒度、形状、纯度及脱水脱气，以及配料比例和混料均匀等质量要求。按不同的成型工艺要求，坯料可以是粉料、浆料或可塑泥团。成型
将坯料用一定工具或模具制成一定形状、尺寸、密度和强度的制品坯型（亦称生坯）。
烧结
生坯经初步干燥后，进行涂釉烧结或直接烧结。高温烧结时，陶瓷内部会发生一系列物理化学变化及相变，如体积减小，密度增加，强度、硬度提高，晶粒发生相变等，使陶瓷制品达到所要求的物理性能和力学性能。8.2工程结构陶瓷材料硬度高，不会氧化生锈，不导电，耐1200℃高温，加工成型性好，成本低廉。
玻璃相较多，强度较低，在较高温度下易软化，故耐高温及绝缘性不及其它陶瓷。日用陶瓷
工业上主要用作绝缘的电瓷绝缘子和耐酸、碱的容器、反应塔管道等，还可用于受力不大，工作温度在200℃以下的结构零件。二、特种陶瓷氧化铝陶瓷的强度高，是普通陶瓷的2～6倍，抗拉强度可达250MPa；
耐磨性好，硬度次于金刚石、碳化硼、立方氮化硼和碳化硅，居第5；
耐高温性能好，刚玉陶瓷可在1600℃下长期工作，在空气中的最高使用温度达1980℃；
耐蚀性和绝缘性好；
脆性大，抗热振性差，不能承受环境温度的突然变化。主要用于制作内燃机火花塞，火箭、导弹的导流罩，石油化工泵的密封环，耐磨零件，如轴承、纺织机上的导纱器，合成纤维用的喷嘴等，作冶炼金属用的坩埚等。以Si3N4为主要成分；按生产工艺不同，分为热压烧结氮化硅陶瓷和反应烧结氮化硅陶瓷；
热压烧结氮化硅陶瓷
以Si3N4粉为原料，加入少量添加剂，装入石墨模具中，在1600～1700℃高温和20～30MPa的高压下烧结成型，得到组织致密，气孔率接近0的氮化硅陶瓷。因受石墨模具所限制，只能加工形状简单的制品。反应烧结氮化硅陶瓷
以硅粉或硅粉与Si3N4粉的混合料，压制成型后，放入渗氮炉中进行渗氮处理，直到所有的硅都形成氮化硅，得到尺寸相当精密的氮化硅制品。但此制品中有20～30％的气孔，故强度不及热压烧结制品，与95瓷相近。
性能优异，易于加工。硬度高，摩擦系数小（0.1～0.2），有自润滑性，是极优的耐磨材料；
蠕变抗力高，热胀系数小，抗热振性能在陶瓷中是最好的；
化学稳定性好，除氢氟酸外，能耐各种酸、王水和碱液的腐蚀，也能抗熔融金属的侵蚀；
因氮化硅是共价键晶体，既无自由电子也无离子，具有优异的电绝缘性能。反应烧结氮化硅陶瓷主要用于耐磨、耐高温，耐腐蚀，形状复杂且尺寸精度高的制品。如石油化工泵的密封环、高温轴承、热电偶套管、燃气轮机转子叶片等；
热压烧结氮化硅陶瓷用于制造形状简单的耐磨、耐高温零件和工具。如切削刀具、转子发动机刮片、高温轴承等。主晶相SiC，有反应烧结和热压烧结两种碳化硅陶瓷；
高温强度高，工作温度可达1600～1700℃1400℃时，抗弯强度为500～600MPa；
有很好的导热性、热稳定性、抗蠕变能力、耐磨性、耐蚀性，且耐辐射；
是良好的高温结构材料，主要用于制作火箭喷管的喷嘴，浇注金属的浇道口、热电偶套管、炉管，燃气轮叶片，高温轴承，热交换器及核燃料包封材料等。主晶相BN，共价晶体，晶体结构为六方结构，有白石墨之称；
良好的耐热性和导热性，热导率与不锈钢相当，热胀系数比金属和其它陶瓷低得多，故抗热振性和热稳定性好；
高温绝缘性好，2000℃仍是绝缘体，是理想的高温绝缘材料和散热材料；
化学稳定性高，能抗Fe、Al、Ni等熔融金属的侵蚀；
硬度较其它陶瓷低，可切削加工；
有自润滑性，耐磨性好。氮化硼陶瓷常用于制作热电偶套管，熔炼半导体、金属的坩埚和冶金用高温容器和管道，高温轴承，下班制品成型模，高温绝缘材料；
因BN中含wB=43%，有很大的吸收中子的截面，可作核反应堆中吸收热中子的控制棒。不同种类的特种陶瓷，各具不同的优异性能，但作为主体结构材料，其共同的弱点是：塑性、韧性差，强度低8.3金属陶瓷一、粉末冶金方法及其应用（一）粉末冶金法的基本工艺过程多采用冷压法，即将粉料装入模具型腔内，在压力机下压制成致密的具有一定强度的坯体。
为了改善粉末的可塑性和成型性，通常在粉料中会加入一定比例的增塑剂，如汽油橡胶溶液、石蜡等。将压制成型的坯体放入通过保护气氛的高温炉或真空炉中进行烧结，在保持至少一种组元仍处于固态的烧结温度下，长时间保温，通过扩散、再结晶、化学