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《陶瓷材料学》教案

材料科学与工程学院

王玉金

2012年3月

第0章序论

一、陶瓷概论

1.三大材料：

金属材料

有机高分子材料

无机非金属材料（陶瓷）

2.陶瓷材料特点

1)种类多:原料品种多

2)性能广：力学、热学、电学、磁学、

光学、生物

3)制备工艺不同

3.陶瓷的分类

(1)广义、狭义

(2)功能

结构陶瓷：

发挥其机械、热、化学等功能，要求耐高温、耐腐蚀、耐磨损

功能陶瓷：

利用其电、磁、声、光、热、弹性等直接效应以及它们的偶合效应，所提

供的一种或多种性质

生物陶瓷：

医学生物材料

(3)化学性质

O,ZrO,TiO,SiO,MgO,ZnO

氧化物:Al

23222

C,ZrC,HfC,TaC

碳化物:SiC,TiC,B

4

N,TiN,ZrN,BN,GaN

氮化物:Si

34

硼化物：TiB,TiB,ZrB,MgB

222

硅化物：MoSi

2

硫化物：ZnS

卤化物：CaF

2

硅酸盐：LiAlSiO

4

(4)形态

单晶

多晶

复合材料

z颗粒

z晶须、纤维

z薄膜、涂层

z块材：致密材料，多孔材料

二、本课程的内容体系及教学目的和要求

1.内容体系

成分→工艺→组织→性能→应用

第一章陶瓷材料的结构

第二章表面、界面及陶瓷显微组织

第三章陶瓷制备工艺原理

第四章陶瓷材料的力学性能（重点）

第五章陶瓷的强韧化（重点）

第六章常用的机构陶瓷材料

2.教学目的

了解和掌握陶瓷材料的晶体结构、一般组织、制备方法、主要的力学性能，特

别是强韧化机理和途径，及其分类和应用，为学生今后进一步从事相关材料的研

究打下基础。

3.基本要求

(1)了解各种陶瓷材料的晶体结构和缺陷形式；

(2)掌握陶瓷材料各种力学性能与成分、组织的关系及其影响因素；

(3)掌握陶瓷及陶瓷基复合材料的韧化机理和韧化途径；

(4)熟悉陶瓷材料力学性能的测试方法及分析方法；

(5)了解常用的陶瓷材料的种类、性质及其应用；

(6)具备一定的科学实验能力，包括仪器选择、综合对比分析、合理使用等。

三、课程的学习方法及考核

1.教学方法：课堂讲解、课堂讨论

2.考核方法：平时成绩50％，期末成绩50％

四、教材及参考书

1.周玉，陶瓷材料学，哈尔滨工业大学出版社，1995

2.金志浩等，工程陶瓷材料，西安交通大学出版社，2000

3.郭瑞松等，工程结构陶瓷，天津大学出版社，2002

4.张清纯，陶瓷材料的力学性能，科学出版社，1987

5.关振铎等，无机材料物理性能，清华大学出版社，1992

6.张长瑞，郝元恺，陶瓷基复合材料—原理、工艺、性能与设计，国防工业

出版社，2001

第一章陶瓷材料的结构

1.1原子间结合力

（1.1～1.3节参考陶瓷材料学）

一、化学键

强键：共价键陶瓷

离子键

金属键⎯金属

弱键：范德华力

氢键

二、电负性

A、B两种元素组成的陶瓷中离子键性比例：

式中，x、x分别为A、B元素的电负性，P为陶瓷的离子键性比例。

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