第8章常用工程材料.pptx

第八章 常用工程材料;二、常用陶瓷材料专题;第一节 概述 一、陶瓷材料的特点 二、陶瓷材料的分类 第二节 常用工业陶瓷 一、普通陶瓷 二、新型结构陶瓷 三、新型功能陶瓷;第一节 概述; 材料致密度、降低烧结温度和抑制晶粒长大. 气相是在工艺过程中形成并保留下来的。;2、陶瓷材料的结合键特点 陶瓷材料的主要成分是氧化物、碳化物、氮化物、硅化物等，因而其结合键以离子键(如Al2O3)、共价键(如Si3N4)及两者的混合键为主。;3、陶瓷材料的性能特点 陶瓷材料具有高熔点、高硬度、高化学稳定性，耐高温、耐氧化、耐腐蚀等特性。 陶瓷材料还具有密度小、弹性模量大、耐磨损、强度高等特点。 功能陶瓷还具有电、光、磁等特殊性能。 ;4、陶瓷材料的工艺特点 陶瓷是脆性材料，大部分陶瓷是通过粉体成型和高温烧结来成形的，因此陶瓷是烧结体。 烧结体也是晶粒的聚集体，有晶粒和晶界，所存在的问题是其存在一定的气孔率。 ;二、陶瓷材料的分类 1、按化学成分分类 可将陶瓷材料分为氧化物陶瓷、碳化物陶瓷、氮化物陶瓷及其它化合物陶瓷。;2、按使用的原材料分类 可将陶瓷材料分为普通陶瓷和特种陶瓷。;第一节 概述 一、陶瓷材料的特点 二、陶瓷材料的分类 第二节 常用工业陶瓷 一、普通陶瓷 二、新型结构陶瓷 三、新型功能陶瓷;第二节 常用工业陶瓷 ;普通陶瓷加工成型性好,成本低，产量大。 除日用陶瓷、瓷器外，大量用于电器、化工、建筑、纺织等工业部门. ;二、新型结构陶瓷;据Al2O3含量不同分为75瓷(含75%Al2O3，又称刚玉-莫来石瓷)、95瓷和99瓷，后两者又称刚玉瓷. 氧化铝陶瓷耐高温性能好，可使用到1950℃,。具有良好的电绝缘性能及耐磨性。微晶刚玉的硬度极高(仅次于金刚石). ;;氧化铝陶瓷转心球阀;⑵ 氮化硅（Si3N4）陶瓷 氮化硅是由Si3N4四面体组成的共 价键固体。 ① 氮化硅的制备与烧结工艺 工业硅直接氮化：3Si+2N2→Si3N4 二氧化硅还原氮化：3SiO2+6C+2N2→Si3N4+6CO;③ 性能特点及应用 氮化硅的强度、比强度、比模量高；硬度仅次于金刚石、碳化硼等；摩擦系数仅为0.1~0.2；热膨胀系数小；抗热震性大大高于其他陶瓷材料；化学稳定性高。;反应烧结氮化硅用于形状复杂、尺寸精度要求高的零件，如机械密封环等。;⑶ 碳化硅（SiC）陶瓷 碳化硅是通过键能很高的共价键结合的晶体。 碳化硅是用石英沙(SiO2)加焦碳直接加热至高温还原而成：SiO2+3C→SiC+2CO。;碳化硅的最大特点是高温强度高，有很好的耐磨损、耐腐蚀、抗蠕变性能，其热传导能力很强，仅次于氧化铍陶瓷。 ;碳化硅陶瓷用于制造火箭喷嘴、浇注金属的喉管、热电偶套管、炉管、燃气轮机叶片及轴承，泵的密封圈、拉丝成型模具等。 ;⑷ 氧化锆陶瓷 氧化锆的晶型转变：立方相?四方相?单斜相。四方相转变为单斜相非常迅速， 引起很大的体积变化，易使制品开裂。;在氧化锆中加入某些氧化物(如CaO、MgO、Y2O3等)能形成稳定立方固溶体，不再发生相变，具有这种结构的氧化锆称为完全稳定氧化锆(FSZ)，其力学性能低，抗热冲击性差.;部分稳定氧化锆的导热率低，绝热性好；热膨胀系数大，接近于发动机中使用的金属，抗弯强度与断裂韧性高，除在常温下使用外，已成为绝热柴油机的主要侯选材料，如发动机汽缸内衬、推杆、活塞帽、阀座、凸轮、轴承等. ;（5）氮 化 硼（BN）陶 瓷;;HBN的工业制取方法——硼砂－氯化铵法; 立方???化硼（简称CBN）是由六方氮化硼为原料在高温 高压下合成。CBN一般为黑色或棕色晶体，它的硬度仅次于 金钢石，但热稳定性远高于金钢石，对铁系金属元素有较大 的化学稳定性。立方氮化硼磨具的磨削性能十分优异，不仅 能胜任难磨材料的加工，提高生产率，还能有效地提高工件 的磨削质量。立方氮化硼的使用是对金属加工的一大贡献， 导致磨削发生革命性变化，是磨削技术的第二次飞跃。