先进结构陶瓷1.ppt

2.2 流延成型 水基凝胶流延机 陶瓷基板 2.4 注射成型 注射成形过程示意图 2.5 纳米陶瓷粉体制备技术 纳米是一个尺度概念，1纳米＝10－9米，可排列约10个原子，并非高新技术的代名词。 纳米材料是指其组织尺寸在1~100nm之间并具有高性能的一类材料。 纳米技术是指进行纳米结构设计、合成、组装、制备和应用中形成的相关工艺和技术。 纳米粒子效应：小尺寸效应，表面效应，量子尺寸效应和宏观量子隧道效应。 纳米材料特性：强度、韧性、超塑性显著提高，光、电、磁、声、热、敏感性能出现异常。 纳米陶瓷的重要特性 优点：烧结温度低，致密化程度高，强度和韧性大幅提高，具有超塑性、优异的耐磨性和良好的可机加工性。 缺点：制备成本高，技术难度大。 物理方法： 机械粉碎法：辊辗磨，高速旋转磨，球磨，介质搅拌磨，气流粉碎，用此方法很难达到纳米级粒径，易带入杂质，粒径分布范围宽。 蒸发－冷凝（PVD）法：在真空或低压惰性气体中，用电阻、等离子体、电子束、激光、高频感应等加热源，使原料气化或形成等离子体，与惰性气体原子碰撞而失去能量后，冷凝成纳米级颗粒。 化学方法： 沉淀法：金属盐溶液与沉淀剂中的OH反应生成氢氧化物沉淀，分离脱水后可获得纳米级氧化物陶瓷粉末。分为直接沉淀法、均匀沉淀法和共沉淀法，是制备氧化物陶瓷纳米粉末的常用方法。 溶胶－凝胶法：金属有机或无机化合物经过溶液－溶胶－凝胶过程，再将凝胶干燥后进行煅烧，获得氧化物或非氧化物超细粉末的方法。按产生溶胶－凝胶过程的机制，可分为传统胶体型、无机聚合物型和络合物型 水热法：在高温、高压水(或溶剂)中进行有关化学反应来合成超细粉末的方法，水热反应包括：水热氧化、水热沉淀、水热合成、水热还原、水热分解和水热结晶 热分解法：将金属盐直接加热分解来制备超细粉的方法，如果是将金属盐溶液经喷雾后热分解，则称为喷雾热分解法。 溶剂蒸发法：分冷冻干燥法、喷雾干燥法、喷雾热分解法和喷雾反应法。 高温自蔓燃法：利用金属与碳或氮反应时的放热来加热物料，使合成反应自发进行直至完成，主要用于合成碳化物和氮化物粉末。 化学气相沉积法：气相反应物在高温下进行反应合成纳米粉末的方法，根据加热方式不同，可分为热CVD、激光CVD、等离子体CVD。 氨解无机溶胶－凝胶法工艺流程 硅溶胶 尿素溶液 炭黑 添加剂 氨气 氨 解 前驱体 工业酒精 球 磨 干 燥 碳热还原合成 脱 碳 测试分析 合成的SiC纳米粉末和晶须 第二章复习思考题 1 高性能陶瓷的制备一般包括哪些工艺过程？ 2 为什么有些原料需要进行煅烧处理？ 3 陶瓷的成型方法可分为哪几类，各有何特点？ 4 试比较模压成型与等静压成型的优缺点。 5 比较注浆成型、热压铸成型、胶态凝固成型和流延成型技术的异同。 6 什么是陶瓷的烧结？烧结的推动力是什么？ 7 如何提高陶瓷材料的烧结密度？ 8 纳米陶瓷具有哪些特性？ 9 简述高温自蔓延合成的原理和特点，如何控制自蔓延的速度和温度？ 10 纳米陶瓷粉体的制备方法有哪些？ 11 水热法制备陶瓷粉体的工艺特点？ 12 化学气相沉积法制备陶瓷粉体的优势和不足？ 13 简述溶胶—凝胶的技术原理与工艺特点。 1.2.5 唐宋时期的陶瓷 宋朝：唐宋长沙窑 Hunan University 1.2.6 近代的瓷器 景德镇陶瓷：青花玲珑、青花釉里红、 斗彩、薄胎 Hunan University 1.2.6 近代的瓷器 醴陵：釉下五彩、红官窑、炻瓷 Hunan University 1.2.6 近代的瓷器 长沙：中国红瓷 Hunan University 1.2.6 近代的瓷器 骨瓷：英国、韩国、唐山 Hunan University 1.3 先进陶瓷 先进陶瓷：是伴随现代工业技术的发展而出现的各种新型陶瓷的总称。先进陶瓷的种类繁多，其应用领域几乎涉及工业技术的各个方面，尤其对电子技术、航天航空、通讯技术的进步发挥了重要作用。先进陶瓷也被称之为“特种陶瓷”、“工业陶瓷”、“工程陶瓷”、“现代陶瓷”、“精细陶瓷”、“高技术陶瓷”、“高性能陶瓷”等 1.3.1 先进陶瓷的分类 按特性分： 结构陶瓷：主要利用陶瓷材料的耐高温、耐腐蚀、耐磨损及化学性质稳定等特点。 功能陶瓷：利用某些陶瓷材料所具有的特殊电、磁、热、光、生物等性能。 陶瓷基复合材料：通过材料设计的方法来改善单组份陶瓷的性能或取得多组份材料性能互补的优势，扩大其应用范围。 按材质分： 氧化物陶瓷：氧化铝、氧化锆、氧化硅、氧化钛、氧化锌 氮化物陶瓷：氮化硅、氮化铝、氮化硼、 硼化物陶瓷：二硼化钛、二硼化锆 硅化物陶瓷：二硅化钼 Hunan Univers