第三节《玻璃、陶瓷和水泥》扩展.ppt

传统陶瓷 生活中的陶瓷用品 彩釉 又称釉上彩（如五彩、粉彩等），是在已烧成瓷的釉面上描绘纹样、填彩，再入红炉以低温烧烘的一种陶瓷上色技术，温度约700℃--800℃。此外，烧窑前即在坯体素胎上绘画，如青花、釉里红等，则称为釉里红，其特点是彩在高温釉下，永不褪色。 新型陶瓷 按化学组成分： 氧化铝陶瓷 以Al2O3为主要成分，含少量SiO2的陶瓷。 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。 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。 氧化铝陶瓷主要用途 主要用于制作内燃机火花塞，火箭、导弹的导流罩，石油化工泵的密封环，耐磨零件，如轴承、纺织机上的导纱器，合成纤维用的喷嘴等，作冶炼金属用的坩埚等。 实例 氧化铝陶瓷轴承 氮化硅陶瓷 以Si3N4为主要成分；按生产工艺不同，分为热压烧结氮化硅陶瓷和反应烧结氮化硅陶瓷； 热压烧结氮化硅陶瓷 　　　以Si3N4粉为原料，加入少量添加剂，装入石墨模具中，在1600～1700℃高温和20～30MPa的高压下烧结成型，得到组织致密，气孔率接近0的氮化硅陶瓷。因受石墨模具所限制，只能加工形状简单的制品。 反应烧结氮化硅陶瓷 　　　以硅粉或硅粉与Si3N4粉的混合料，压制成型后，放入渗氮炉中进行渗氮处理，直到所有的硅都形成氮化硅，得到尺寸相当精密的氮化硅制品。 氮化硅陶瓷的性能特点 硬度高，摩擦系数小（0.1～0.2），有自润滑性，是极优的耐磨材料； 蠕变抗力高，热胀系数小，抗热振性能在陶瓷中是最好的； 化学稳定性好，除氢氟酸外，能耐各种酸、王水和碱液的腐蚀，也能抗熔融金属的侵蚀； 因氮化硅是共价键晶体，既无自由电子也无离子，具有优异的电绝缘性能。 氮化硅陶瓷的主要用途 反应烧结氮化硅陶瓷主要用于耐磨、耐高温，耐腐蚀，形状复杂且尺寸精度高的制品。如石油化工泵的密封环、高温轴承、热电偶套管、燃气轮机转子叶片等； 热压烧结氮化硅陶瓷用于制造形状简单的耐磨、耐高温零件和工具。如切削刀具、转子发动机刮片、高温轴承等。 碳化硅陶瓷 主晶相SiC，有反应烧结和热压烧结两种碳化硅陶瓷； 高温强度高，工作温度可达1600～1700℃ 1400℃时，抗弯强度为500～600MPa ； 有很好的导热性、热稳定性、抗蠕变能力、耐磨性、耐蚀性，且耐辐射； 是良好的高温结构材料，主要用于制作火箭喷管的喷嘴，浇注金属的浇道口、热电偶套管、炉管，燃气轮叶片，高温轴承，热交换器及核燃料包封材料等。 氮化硼陶瓷 主晶相BN，共价晶体，晶体结构为六方结构，有白石墨之称； 良好的耐热性和导热性，热导率与不锈钢相当，热胀系数比金属和其它陶瓷低得多，故抗热振性和热稳定性好； 高温绝缘性好，2000℃仍是绝缘体，是理想的高温绝缘材料和散热材料； 化学稳定性高，能抗Fe、Al、Ni等熔融金属的侵蚀； 硬度较其它陶瓷低，可切削加工； 有自润滑性，耐磨性好。 氮化硼陶瓷的主要用途 氮化硼陶瓷常用于制作热电偶套管，熔炼半导体、金属的坩埚和冶金用高温容器和管道，高温轴承，下班制品成型模，高温绝缘材料； 因BN中含wB=43%，有很大的吸收中子的截面，可作核反应堆中吸收热中子的控制棒。 金属陶瓷 以金属氧化物或碳化物为主要成分，加入适量的金属粉末，通过粉末冶金的方法制成的，具有某些金属性质的陶瓷。 金属陶瓷是金属切削刀具、模具和耐磨零件的重要材料。 今后研究与开发的重点 特种陶瓷的薄膜化或非晶化是提高陶瓷功能的有效方法，因而许多国家都把它作为一项主要内容而加以研究； 陶瓷的纤维化是研制隔热材料、复合增强材料等的重要基础，目前国外，尤其是日本对陶瓷纤维及晶须增强金属复合材料的研究极为重视，其研究主要集中于碳化硅及氮化硅； 多孔陶瓷由于具有特殊结构，所以引起了各界的重视； 陶瓷与陶瓷或陶瓷与其它材料复合(陶瓷纤维增强陶瓷，陶瓷纤维增强金属)问题也是现阶段的研究重点。 在非氮化物陶瓷中，目前国外研究最多的是陶瓷发动机，高压热交挽器及陶瓷刀具等； 随着生物化学，生物医学这些新兴学科的发展，生物陶瓷的开发研究也变得越来越重要。 * * PPT制作：陈燕杉 * * 高中化学新人教版选修一《化学与生活》 第三节《玻璃、陶瓷和水泥》 第一课时 陶瓷 流程 陶瓷 传统陶瓷 新型陶瓷 :我国早在8000年前便发明了制陶技术，是世界上最先烧造和使用陶器的国家之一。陶瓷的发明是人类科技发展史上一个重要里程碑，是人类第一次学会用黏土等天然物为主要原料经过复杂