功能陶瓷材料公开课一等奖课件省赛课获奖课件.pptx

第五章功效陶瓷材料;5.1陶瓷材料与功效陶瓷

5.1.1、陶瓷材料的发展概况

5.1.2、功效陶瓷的定义、范畴和分类

5.1.3、功效陶瓷的性能与工艺特性

5.1.4、功效陶瓷的应用和展望

5.1.5、制备陶瓷材料的原料

;5.1.1陶瓷材料的发展概况

陶瓷在人类生活和社会建设中是不可缺少的材料，它和金属材料、高分子材料并列为当代三大固体材料。

我国的陶瓷研究历史悠久、成就辉煌，它是中华文明的伟大象征之一，在我国的文化和发展史上占有极其重要的地位。

;陶瓷的研究进程分为三个阶段

新石器时代

先进陶瓷阶段

纳米陶瓷阶段;新石器时代

远在几干年前的新石器时代，我们的祖先就已经用天然黏土作原料，塑造成多个器皿，再在火堆中烧成坚硬的可重复使用的陶器，由于烧成温度较低，陶器仅是一种含有较多气孔、质地疏松的未完全烧成制品。;后来大概在2000年前的东汉晚期，人们运用含铝较高的天然瓷土为原料，加上釉的发明，以及高温合成技术的不停改善，使陶瓷步入瓷器阶段，这是陶瓷技术发展史上意义重大的里程碑。;陶瓷都是以黏土为重要原料与其它天然矿物原料经粉碎混炼—成形一煅烧等过程制成的。

如常见的日用陶瓷、建筑陶瓷、电瓷等传统陶瓷。;先进陶瓷阶段

20世纪以来，随着人类对宇宙的探索、原子能工业的兴起和电子工业的快速发展，从性质、品种到质量等方面，对陶瓷材料均提出越来越高的规定。从而，促使陶瓷材料发展成为一系列含有特殊功效的无机非金属材料。;如氧化物陶瓷、压电陶瓷、金属陶瓷等多个高温和功效陶瓷。

这时，陶瓷研究进入第二个阶段——先进陶瓷阶段。;先进陶瓷（Advancedceramics）又称当代陶瓷，是为了有别于传统陶瓷而言的。

先进陶瓷有时也称为精细陶瓷(FineCeramics)、新型陶瓷(NewCeramics)、特种陶瓷(SpecialCeramics)和高技术陶瓷(High-Tech.Ceramics)等。;在先进陶瓷阶段，陶瓷制备技术飞速发展。

在成形方面，有等静压成形、热压注成形、注射成形、离心注浆成形、压力注浆成形等成形办法；

在烧结方面，则有热压烧结、热等静压烧结、反映烧结、快速烧结、微波烧结、自蔓延烧结等。;在先进陶瓷阶段，采用的原料已不再使用或极少使用黏土等传统原料，而已扩大到化工原料和合成矿物，甚至是非硅酸盐、非氧化物原料，构成范畴也延伸到无机非金属材料范畴。;纳米陶瓷阶段

到20世纪90年代，陶瓷研究已进入第三个阶段--纳米陶瓷阶段。

所谓纳米陶瓷，是指显微构造中的物相就有纳米级尺度的陶瓷材料。它涉及晶粒尺寸、晶界宽度、第二相分布、气孔尺寸、缺点尺寸等均在纳米量级的尺度上。;5.1.2功效陶瓷的定义、范畴和分类;构造陶瓷是指含有力学和机械性能及部分热学和化学功效的先进陶瓷(当代陶瓷)，特别适于高温下应用的则称为高温构造陶瓷。;通过对复杂多元氧化物系统的化学、物理及构成、构造、性能和使用效能间互有关系的研究，已陆续发现了一大批含有优秀性能或特殊功效的功效陶瓷，并可借助于离子置换、掺杂等办法调节、优化其性能，功效陶瓷材料研究已开始从经验式的探索逐步走向按所需性能来进行材料设计。;5.1.3、功效陶瓷的性能与工艺特性;普通来说，要从性能的改善来改善陶瓷材料的功效，需从下列两个方面入手：

①通过变化外界条件，即变化工艺条件以改善和提高陶瓷材料的性能，达成获得优质材料的目的。

②从材料的构成上直接调节、优化其内在的品质，涉及采用非化学式计量、离子置换、添加不同类型杂质，使不同相在微观级复合，进而形成不同性质的晶界层等。;普通工艺条件是指原料的物理化学性质和状态、加工成型办法和条件、烧成制度和烧结状态，以及成品的加工办法和条件等。

无论是变化构成还是变化工艺，最后都是通过材料微观构造的变化，才干体现出宏观的功效变化。;因此，要想达成自控设计材料，或者进行局部的性能改善，必须综合考虑构成、工艺、微观构造等诸多因素，这是个系统工程。

下图表达了陶瓷功效与构成、工艺、性能和构造的关系。;陶瓷功效与构成、工艺、性能、构造的关系;5.1.4、功效陶瓷的应用和展望

功效陶瓷的不停开发，对科学技术的发展起了巨大增进作用，功效陶瓷的应用领域也随之更为广泛。

现在，功效陶瓷重要用于电、磁、光、声、热和化学等信息的检测、转换、传输、解决和存储等，并已在电子信息、集成电路、计算机、能源工程、超声换能、人工智能、生物工程等众多近代科技领域显示出广阔的应用前景。;根据功效陶瓷构成构造的易调