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陶瓷分类及用途 陶瓷材料? 陶瓷、金属、高分子材料并列为当代三大固体材料?之间的主要区别在于化学键不同。?金属：金属键? 高分子：共价键（主价键）+范德瓦尔键（次价键）?陶瓷：离子键和共价键。? 普通陶瓷，天然粘土为原料，混料成形，烧结而成。? 工程陶瓷：高纯、超细的人工合成材料，精确控制化学组成。?工程陶瓷的性能：? 耐热、耐磨、耐腐蚀、绝缘、抗蠕变性能好。? 硬度高，弹性模量高，塑性韧性差，强度可靠性差。? 常用的工程陶瓷材料有氮化硅、碳化硅、氧化铝、氧化锆、氮化硼等。?一、陶瓷材料的结构和显微组织?1、结构特点? 陶瓷材料通常是金属与非金属元素组成的化合物；以离子键和共价键为主要结合键。?可以通过改变晶体结构的晶型变化改变其性能。? 如“六方氮化硼为松散的绝缘材料；立方结构是超硬材料”?2、显微组织? 晶体相，玻璃相，气相?晶界、夹杂? （种类、数量、尺寸、形态、分布、影响材料的力学性能。?（可通过热处理改善材料的力学性能）?? 陶瓷的分类? ※?玻璃—工业玻璃(光学，电工，仪表，实验室用)；建筑玻璃；日用玻璃?※?陶瓷—普通陶瓷--日用，建筑卫生，电器（绝缘），化工，多孔……?????????????????特种陶瓷--电容器，压电，磁性，电光，高温……?????????????????金属陶瓷--结构陶瓷，工具（硬质合金），耐热，电工……? ※?玻璃陶瓷—耐热耐蚀微晶玻璃，光子玻璃陶瓷，无线电透明微晶玻璃，熔渣玻璃陶瓷…?? 2.?陶瓷的生产? (1)原料制备（拣选，破碎，磨细，混合）?? ?????普通陶瓷（粘土，石英，长石等天然材料）???????特种陶瓷（人工的化学或化工原料---? ???????????????????????????????各种化合物如氧、碳、氮、硼化合物）?(2)坯料的成形（可塑成形，注浆成形，压制成形）??(3)烧成或烧结?3.?陶瓷的性能? (1)硬度?是各类材料中最高的。? ?????????????（高聚物20HV，淬火钢500-800HV，陶瓷1000-5000HV）?(2)刚度?是各类材料中最高的?（塑料1380MN/m2，钢207000MN/m2)?(3)强度?理论强度很高（E/10--E/5）；由于晶界的存在，实际强度比理??值低的多。 （E/1000--E/100）。耐压（抗压强度高），抗弯（抗弯强度高），不耐拉（抗拉强度很低，比抗压强度低一个数量级）较高的高温强度。?(4)?塑性：?在室温几乎没有塑性。? (5)?韧性差，脆性大。是陶瓷的最大缺点。? (6)?热膨胀性低。导热性差，多为较好的绝热材料（λ=10-2～10-5w/m﹒K）? (7)?热稳定性—抗热振性（在不同温度范围波动时的寿命）急冷到水中不破裂所能承受的最高温度。陶瓷的抗热振性很低（比金属低的多，日用陶瓷220℃）? (8)?化学稳定性：耐高温，耐火，不可燃烧，抗蚀（抗液体金属、酸、碱、盐）?(9)?导电性—大多数是良好的绝缘体，同时也有不少半导体（NiO，Fe3O4等）?(10)其它：不可燃烧，高耐热，不老化，温度急变抗力低。?? 普通陶瓷? 一.?传统陶瓷??原料—? 长石，石英，粘土，高龄土，绢云母，滑石，石灰。? 加入（MgO，ZnO，BaO，Cr2O3等）提高强度；加入（Al2O3?，ZrO2等）提高强度和热稳定性；? 加入（SiC等）提高导热性。?1.?日用陶瓷? ????性能要求：白度，光洁度，热稳定性，机械强度，热稳定性?????用途：日用器皿，工艺品艺术品等?2.?建筑陶瓷? ????性能要求：强度，热稳定性? ????用途：地面，墙壁，管道，卫生洁具等.?3.?电工陶瓷（高压瓷）? ????性能要求：强度，介电性能和热稳定性.?????用途：隔电，支持及连接，绝缘器件?4.?化工陶瓷? ????性能要求：耐蚀性.? ????用途：实验器皿，耐热容器，管道，设备。?特种陶瓷? 1.氧化物陶瓷：? ※Al2O3??—?高的强度和高温强度（抗压2493MN/m2)，高化学稳定性和介电性能? ??以Al2O3为主要成分，含少量SiO2的陶瓷。? ??根据Al2O3含量不同，分为75瓷（Al2O3?含量为75%）又称刚玉-莫来石瓷；??95瓷、99瓷，又称刚玉瓷。? ??Al2O3含量愈高，玻璃相愈少，气孔愈少，陶瓷的性能愈好，但工艺愈复杂，成本愈 高。? 优势：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。 用途：工具，高温炉