无机非金属材料课件第一章 第三节 合成原料.ppt

抗氧化性强（~1550℃）； 耐磨性好； 硬度高（莫氏硬度9.5）； 热稳定性好； 高温强度大； 热膨胀系数小（5.0×10-6/℃）； 热导性好； 以及抗热震和耐化学腐蚀。 SiC自然界很少，都为人工合成。通常大量生产SiC的 工业方法是通过碳还原硅的氧化物而得到。 反应式： SiO2+C→SiC+CO2 注意： 为去除杂质以及让产物CO2顺利逸出，常加入NaCl及木屑。 Si3N4属于高温结构陶瓷，在自然界并不存在， 是人工方法合成的。 结构特征 a) Si3N4是共价键化合物，单位晶胞由硅氮四面体构 成，Si原子处于中心位置，周围是氮原子。 b) Si3N4有两种晶型： α-Si3N4：颗粒状结晶体 β-Si3N4：针状结晶体 c) 1140℃-1600℃加热，α-Si3N4会转变成β-Si3N4。 性能 高温强度高； 抗热震性优良； 抗氧化性好； 耐腐蚀性好； 热膨胀系数小； 高硬度、耐磨。 制备方法 A. 硅粉在氮或NH3气氛中加热(1300℃) 3Si+N2→Si3N4 B. 硅的卤化物（SiCl4、SiBr4）和氨反应 SiCl4+NH3→Si3N4+HCl C. 反应烧结法（1450℃） 3Si+4N2→Si3N4 D. 热压法 （3）赛隆 结构 a. 赛隆陶瓷是Si3N4和氧化铝Al2O3固溶体的总称， 是Si、Al、O、N元素符号的组合。 b. 基本结构单元为(Si, Al)(O,N)四面体（共角链接） c. Si3N4中一部分Si被Al代替，一部分N被O代替，则 可形成一系列Si-Al-N-O固溶体。 性能 韧性好；硬度高；耐磨性好；高温抗氧化性好。 应用 a. 赛隆陶瓷已在发动机部件、轴承和密封圈等耐磨部件及刀 具材料中得到应用。 b. 在铜铝等合金冶炼、轧制和铸造上得到了应用。 （4）钛酸盐 化学式：BaTiO3 熔点：1618℃ 外观 白色粉末或透明晶体，难溶于水，可溶于浓硫酸。 结构 钛酸钡属于ABO3钙钛矿型结构。BaTiO3的晶体结构有六方相、立方相、四方相、正交相和三方相等。 温度高于120℃--立方顺电相； 温度位于5~120℃--四方铁电相； -80℃~5℃--正交铁电相； -80℃--三方铁电相 重点内容及思考题 简述赛隆的结构特征。 2. BaTiO3的结构类型 * 第三节 合成原料 * 第二节 合成原料 氧化物：莫来石 3Al2O3-2SiO2 、 堇青石 (Mg,Fe)2Al3[AlSi5O18] 碳化物：SiC、TiC、WC、石墨 氮化物：Si3N4和塞隆、AlN、 BN 钛酸盐：BaTiO3 第三节 合成原料 SiC单位晶胞是由相同的[SiC4]四面体构成，Si原子处于C原子构成的四面体中心，Si的配位数为4. SiC是Si-C间键力很强的共价键化合物，具有金刚石型结构。 SiC晶体主要有两种晶型，六方的α-SiC和立方的β-SiC。β于2100℃以上逐渐转变为α-SiC. （1） SiC 结构 性能 制备 应用 用作耐磨材料、耐火材料、半导体元件（二极管、晶体管）、电动机及气轮机的制造等。 （2） Si3N4 应用 用作燃气涡轮叶片； 用作坩埚、热电偶保护管、热处理的内衬材料。 用作研磨材料。 制备赛隆陶瓷的原始物料为Si3N4、 Al2O3、AlN、Y2O3及 其他金属氧化物，烧结时容易通过液相绕结达到致密化，制备 工艺可以采用无压烧结、热压烧结或气压烧结。 制备 Ba 研究现状 钛酸钡是一种强介电材料，是电子陶瓷中使用最广泛的材料之一，是陶瓷电容器的最主要材料，多年来一直被作为典型的铁电陶瓷得到广泛研究和应用。被誉为”电子陶瓷工业的支柱“。 目前，关于钛酸钡的研究很广泛。国内外许多的学者对钛酸钡做了大量的研究工作，通过掺杂改性，已经得到了大量的新材料，尤其是在MLCC方面的应用。 陶瓷生产用到的原料是多种多样的，我国地大物博，各地的地质