材料科学与工程导论 教学课件作者 王高潮 第五章.ppt

（三）干燥与排塑 热空气干燥 干燥 电热干燥 辐射干燥 （高频、微波、红外） 排塑 排除粘合剂，为烧成创造条件 是坯体获得一定的机械强度 避免粘合剂在烧成时的还原作用 （四）烧成 陶瓷生坯在高温下的致密化过程和现象的总和 减少成型体中气孔，增强颗粒间结合，提高机械强度 1、烧成步骤 升温阶段 冷却阶段 保温阶段 成型压力 气氛 盐类选择 及煅烧条件 烧结温度 及保温时间 添加剂 粉料粒度 影响因素 2、烧成过程影响因素 烧 成 方 法 常 压 烧 成 电 火 花 烧 结 放 电 等 离 子 烧 结 气 氛 烧 结 反 应 烧 结 反 应 热 压 烧 结 热 等 静 压 烧 结 热 压 烧 结 3、烧成方法 * * 传统陶瓷一般采用天然原料长石，高岭石等 先进陶瓷 * * 成型时陶瓷制备过程中一个重要环节，在成型过程中形成的某些缺陷仅靠烧结工艺的改进是难以克服的 成型就是将分撒体系转变成具有一定几何形状和强度的素坯，再通过高温烧结变成致密的固体。为了避免坯体在干燥和烧成时出现过大的收缩和不均匀的收缩引起制品变形或干裂，成型坯体大的密度瑶尽可能高，并且坯体各部分的密度应该保持均匀一致，这是对任何陶瓷成型工艺的基本要求。 在线教务辅导网： 教材其余课件及动画素材请查阅在线教务辅导网 QQ:349134187 或者直接输入下面地址： 第五章 陶瓷材料 第一节 陶瓷材料简介 第二节 陶瓷材料的结构与性能 第三节 陶瓷材料的制备工艺 第一节 陶瓷材料简介 　　 传统上，陶瓷的概念是指以粘土及其天然矿物为原料，经过粉碎混炼、成型、焙烧等工艺过程所制得的各种制品。亦称为“普通陶瓷”。 　广义的陶瓷概念是用陶瓷生产方法制造的无机非金属固体材料和制品的统称。 1 陶瓷的概念 按陶瓷的概念和用途来分类 　　 陶瓷制品分为两大类，即普通陶瓷（传统陶瓷）和特 种陶瓷（新型陶瓷）。 　　 普通陶瓷根据其用途不同又可分为日用陶瓷、建筑卫生陶瓷、化工陶瓷、化学陶瓷、电瓷及其他工业用陶瓷。 　 特种陶瓷又可分为结构陶瓷和功能陶瓷两大类。 2 陶瓷的分类 　陶瓷制品的分类 名称 特点 主 要 制 品 颜色 吸水率（%） 粗陶器 带色 ＞10 日用缸器、砖、瓦 精陶器 石灰质长石质 白色 白色 18~22 9~12 日用器皿、彩陶 日用器皿、卫生陶瓷、装饰釉砖面 炻器 粗炻器细炻器 带色 白或带色 4~8 ＜1 缸器、建筑外墙砖、锦砖、地砖 日用器皿、化工及电器工业用品、瓷质砖 瓷器 长石瓷 绢云母瓷 滑石瓷 骨灰瓷 白色 白色 白色 白色 ＜0.5 ＜0.5 ＜0.5 ＜0.5 日用餐茶具、陈设瓷、高低压电瓷 日用餐茶具、美术用品 日用餐茶具、美术用品 日用餐茶具、美术用品 名称 特点 主 要 制 品 颜色 吸水率（%） 特种瓷 高铝质瓷 镁质瓷 锆质瓷 钛质瓷 磁性瓷 电子陶瓷 金属陶瓷 其他 耐高频、高强度、耐高温 耐高频、高强度、低介电损失 高强度、高介电损失 高电容率、铁电性、压电性 高电阻率、高磁致伸缩系数 有导电性、电光性 高强度、高熔点、高韧性、抗氧化 硅线石瓷、刚玉瓷等 滑石瓷 锆英石瓷 钛酸钡瓷、钛酸锶瓷、金红石瓷 铁淦氧瓷、镍锌磁性瓷 电子元器件等 铁、镍、钴金属陶瓷，如火箭喷嘴 氧化物、碳化物、硅化物瓷等 第二节 陶瓷材料的结构和性能 一、陶瓷材料的结构 陶瓷材料是多相多晶材料，陶瓷结构中同时存在 晶体相 玻璃相 气相 各组成相的结构、数量、形态、大小及分布决定了陶瓷的性能。 １. 晶相 晶相是陶瓷材料的主要组成相，对陶瓷的性能起决定性作用。 陶瓷中的晶相的结合键为 离子键 共价键 混合键 氧化物结构的结合键以离子键为主，又称离子晶体。 Si3N4、SiC、BN等以共价键为主，称共价晶体。 氧化物结构的主要特点是氧离子紧密排列构成晶格骨架，组成六方或面心立方点阵，而正离子位于骨架的适当间隙之中。 如：CaO、MgO、Al2O3、ZrO2 硅酸盐结构 结构很复杂，但基本结构单元为[SiO4]硅氧四面体，结合键为离子键、共价键的混合键； 每个氧原子最多只有被两个[SiO4]所共有； Si-O-Si的键角为145℃; [SiO4]既可孤立存在，亦可通过共用顶点连接成链状、平面或三维网状结构，故硅酸盐材料有无机高聚物之称。 有些陶瓷中的晶相也存在同素异构转变。 α-石英 870℃ α-鳞石英 1470℃ α-方石英 1713℃ 熔融SiO2 573℃ β-石英 163℃ β-鳞石英 117℃ γ-鳞石英 180~270℃ β－方石英 急冷 加热 石英玻璃 SiO2的同素异构转变 实际陶瓷晶体与金属晶