2012特种陶瓷工艺与性能考试重点（修改）.doc

2012特种陶瓷工艺与性能考试重点 陶瓷是以粘土为主要原料以及各种天然矿物经过粉碎混炼、成型和煅烧制得的材料以及各种制品。 传统陶瓷与特种陶瓷的区别 传统陶瓷：指硅酸盐类材料，按照性能特点和用途，主要包括日用器皿、建筑材料等。 特种陶瓷：在传统陶瓷的工艺基础上制备出了一系列具有力学、电、磁性、声、光、热或者生物等特殊功能的陶瓷材料。 主要差别 传统陶瓷 特种陶瓷 原材料 天然矿物 人工合成的高质量粉体 结构 结构由原料的多样性决定，显微结构不均匀 结构简单明晰，纯度高，均匀细密 制备工艺 传统陶瓷工艺 现代新型陶瓷工艺 性能（用途） 日用、建筑 力学、电、磁、声、光、热、生物等 理想的粉体要求：（1）形状规则一致（2）粒径均匀且细小（3）不结块（4）纯度高（5） 表征粉体参数：颗粒尺寸、颗粒分布、颗粒形态、颗粒表面性质、表面能、填充性、烧结性 粉体：是大量固体粒子的集合，表示物质的一种存在状态，既不同于气体、液体，也不完全同于固体。所以许多学者认为，粉体是气、固、液三态之外的第四相。 粉体颗粒：一般是指物质本质结构不发生变化的情况下分散或细化而得到的物质基本颗粒。 成型前的原料处理过程：目的是调整和改善其物理、化学性质、使之适应后续工序和产品性能的需要。包括：原料煅烧、原料混合、塑化、造粒 原料煅烧目的：（1）去除原料中易挥发的杂质、化学结合和物理吸附的水分、气体、有机物等，从而提高原料的纯度（2）使原料颗粒致密化及结晶长大，这样可以减小在以后烧结中的收缩，提高产品的合格率（3）完成同质异晶的晶型转变，形成稳定的结晶相。如γ-Al2O3煅烧成α-Al2O3 特种陶瓷的主要成型方法：压力成型方法（干压成型、冷等静压成型、干袋式等静压成型）、可塑成型方法、浆料成型方法（料浆浇注、离心浇注、流延成型）、注射成型方法、其它成型方法。 模压成型也叫干压成型，即将粉料加少量结合剂，先经造粒，然后将造粒后的粉料置于钢模中，在压力机上加压形成一定形状的坯体。 等静压成型又叫静水压成型，它是利用液体介质不可压缩性和均匀传递压力性的一种成型方法。有冷等静压和热等静压两种类型，冷等静压又分为湿式等静压和干式等静压。 模压与等静压工艺对比 答：等静压成型与模压成型相比具有以下优点：①素坯密度高、均匀、缺陷少，烧成收缩比一般模压要低。能压制具有凹形、空心、细长件以及其他复杂形状的零件，而模压成型只能做规则的形状 ②摩擦损耗小，成型压力较低 ③压力从各个方面传递，压坯密度分布均匀、压坯强度高 ④模具成本低廉 缺点:尺寸和形状不易精确控制，生产效率低，不易实现自动化。 烧结：一种或多种固体粉末经过成型，在加热到一定温度后开始收缩，在低于熔点温度下变成致密、坚硬的烧结体，这种过程称为烧结。 衡量标准：烧结收缩、强度、密度、气孔率 影响烧结的因素：原始粉料的粒度、外加剂的作用、烧结温度和保温时间、盐类的选择及其煅烧条件、烧结气氛、成型压力 烧结会对致密度、气泡、晶粒等进一步影响。 非金属材料表面金属化是采用某种表面处理工艺，在非金属表面上形成一层金属层，从而达到耐磨、防腐、装饰的目的，赋予非金属材料一些新的使用性能。 力学性能主要包括：强度、塑性、韧性、蠕变、弹性、硬度，疲劳等。 常见结构陶瓷： 氧化物陶瓷：Al2O3、ZrO2、MgO、BeO等 非氧化物陶瓷：碳化物（SiC、TiC、BC、WC、ZrC等）、氮化物（Si3N4、AlN、BN、TiN、ZrN、Sialon等）、硼化物（ZrB2、WB、TiB2等）、硅化物（MoSi2等）、氟化物（CaF2、BaF2、MgF2等）、硫化物（ZnS、TiS2 ）、碳和石墨（C） 功能陶瓷是指利用电、磁、声、光、热、力等直接效应及其耦合效应所提供的一种或多种性质来实现某种功能的先进陶瓷。（包括：磁性陶瓷、电介质陶瓷、压电陶瓷、敏感陶瓷、超导陶瓷、生物陶瓷） 磁性陶瓷：简称磁性瓷，是氧和铁为主的一种或多种金属元素组成的复合氧化物，又称为铁氧体。是将铁的氧化物与其他某些金属氧化物用制造陶瓷的工艺方法制得的具有亚铁磁性的金属磁性材料。 铁磁性：是指一种材料的磁性状态，具有自发性的磁化现象。某些材料在外部磁场的作用下得而磁化后，即使外部磁场消失，依然能保持其磁化的状态而具有磁性，即所谓自发性的磁化现象。 磁化率：当一个外加磁场作用于材料时，磁场H导致磁偶极子形成，并作定向排列，产生磁化。物质的磁化性能可以用磁化强度M与磁场强度H的比值来度量，称为磁化率X。 居里温度：是指磁性材料中自发磁化强度降到零时的温度，是铁磁性或亚铁磁性物质转变成顺磁性物质的临界点。 尼尔温度：是反铁磁性材料转变为顺磁性材料所需要达到的温度。 磁滞回线：在磁场中，铁磁体的磁感应强度与磁场强度的关系可用曲线来表示，当磁化磁场作周期的变化时，