无机非金属材料工学陶瓷部分复习资料.doc

陶瓷复习 一、 1、什么是陶瓷：陶瓷的狭义定义—以粘土为主要原料，经高温烧制的制品。 陶瓷的广义定义—经高温烧制的无机非金属材料的总称 精确定义—用天然原料或人工合成的粉状化合物，经成形和高温烧结制成的，由金属和非金属元素构成的多晶固体材料。 2、无机非金属材料：无机非金属材料指某些元素的氧化物、碳化物、氮化物、硼化物、硫系化合物（包括硫化物、硒化物及碲化物）和硅酸盐、钛酸盐、铝酸盐、磷酸盐等含氧酸盐为主要组成的无机材料。 3、陶瓷的分类： 陶器与瓷器的区别 性能 类别 吸水率（％） 透光性 胎 体 特 征 敲击声 陶 器 一般＞3 不透光 未玻化或玻化程度差，结构不致密，断面粗糙 沉 浊 瓷 器 一般≤3 透光 玻化程度高，结构致密，断面呈石状或贝壳状 清 脆 现代陶瓷的分类 ? 主要种类 类 别 按用途、性能等细分的品种 普通陶瓷 日用陶瓷 餐茶具 中西餐茶具：盘，碗，杯，碟，壶等 陈设瓷 花瓶，陶瓷雕塑，陶瓷画， 建筑卫生陶瓷 墙地砖 外墙砖，内墙砖，地砖 卫生陶瓷 洗面器，大小便器，洗涤器，手纸盒 电瓷 低压电瓷 用于≤1KV的电瓷 高压电瓷 用于≥1KV的电瓷， 特种陶瓷 功能陶瓷 电子陶瓷 利用本征特性，如装置瓷，电阻等 ? 功能陶瓷 利用功能特性，如敏感、压电陶瓷 特种陶瓷 结构陶瓷 利用本征特性，如高强度，耐高温， ? ? 耐磨，耐腐蚀等 二、原料 1、粘土：粘土是自然界中硅酸盐岩石（主要是长石）经过长期风化作用而形成的一种疏松的或呈胶状致密的土状或致密块状矿物，是多种微细矿物和杂质的混合体。 特征：自然界的粘土呈白、黄、红、黑、灰等多种颜色，颗粒微细，多数均小于2μm，晶体有片状、管状、球状及六角鳞片状等。将其与水拌和能塑成各类形状，干后形状不变，且有一定机械强度，煅烧后坚硬如石。 性质：（1）可塑性：当粘土与适量的水混练后形成泥团，此泥团在外力作用下产生变形但不开裂，当外力去掉以后，仍能保持其形状不变，粘土的这种性质称为可塑性。常用“可塑性限度（塑限）”、“液性限度（液限）”、“可塑性指数”、“可塑性指标”和相应含水率等参数来表示粘土可塑性的大小。 （2）结合性：粘土的结合性是指粘土能够结合非塑性原料而形成良好的可塑泥团，并且有一定干燥强度的能力。 粘土的结合性由其结合瘠性料的结合力的大小来衡量，而结合力的大小又与粘土矿物的种类、结构等因素有关。一般而言，可塑性强的粘土其结合力也大。 （3）离子交换性：粘土颗粒带有电荷，其来源是[SiO4]四面体中的Si4+被Al3+取代而出现负电荷，为了保持粘土颗粒表面的电价平衡，粘土颗粒在水系统中则吸附其他异电荷离子。然而，被吸附的离子又会被其他同性电荷的离子置换，发生离子交换。 （4）触变性：粘土泥浆或可塑泥团受到振动或搅拌时，粘度会降低，泥浆的流动性会增加，静置后恢复原状。此外，当泥浆放置一段时间后，在原水分不变的情况下会出现变稠和固化现象。这种性质我们叫它为触变性。 （5）收缩：粘土的收缩分为干燥收缩和烧成收缩。 粘土泥料在干燥时颗粒间的水分排出，颗粒互相靠拢，引起体积收缩，称为干燥收缩。 当粘土泥料煅烧时，由于发生一系列物理化学变化（如脱水作用、分解作用、莫来石的生成、易熔杂质的熔化，以及这些熔化物充满质点间空隙等等） ，粘土泥料再度收缩，称为烧成收缩。 成型试样经干燥、煅烧后的尺寸总变化称总收缩。 （6）烧结性能：粘土是由多种矿物组成的物质，它无固定熔点，而是在一个较大的温度范围内逐渐软化。 就是当粘土被加热到一定温度时（一般八九百度），由于易熔融而开始出现液相。液相填充在未熔颗粒之间的空隙中，靠其表面张力作用的拉紧力，使粘土的气孔率下降，密度提高，体积收缩，变得致密坚实，在气孔率下降到最低值、密度达到最大值时的状态称为烧结状态。烧结时对应的温度称为烧结温度。 什么叫烧结范围呢？ ：粘土烧结后，温度继续上升时，会出现一个稳定价段。在此阶段中，气孔率与体积密度不发生显著变化。持续一段时间后，当温度继续升高时，气孔率又开始逐渐增大，密度逐渐下降，出现过烧膨胀。从开始烧结到过烧膨胀之间的温度间隔称为烧结范围。 （7）耐火度 refractoriness 耐火度系粘土原料抵抗高温作用不致熔化的能力。它反映了材料在无荷重时抵抗高温作用的稳定性。 表征物体抵抗高温而不熔化的性能指标。耐火度不是物质的物理常数，而是一个技术指标，它的高低由物料的化学组成、分散度、液相在其中所占比例以及液相粘度等所决定。 2、石英类原料: 由二氧化硅单独形成的矿物,地壳中石英的含量约为12%,仅次于长