陶瓷1-2.ppt

新 型 陶 瓷 新型陶瓷（new ceramics）不同国家和专业领域又称： 高技术陶瓷（high technology ceramics）； 先进陶瓷（advanced ceramics）； 精细陶瓷（fine ceramics）； 近代陶瓷（modern ceramics）； 高性能陶瓷（high performance ceramics）； 特种陶瓷（special ceramics）； 工程陶瓷（engineering ceramics）。 定义： 新型陶瓷——以精致的高纯天然无机物或人工合成的无机化合物为原料，采用精密控制的加工工艺烧结，具有优异的性能。 性能特点： (1)硬度:是各类材料中最高的(高聚物20HV，淬火钢500-800HV，陶瓷1000-5000HV）； (2)刚度:是各类材料中最高的； (3)强度:理论强度很高（E/10--E/5）；由于晶界的存在，实际强度比理论值低的多。（E/1000--E/100）。耐压（抗压强度高），抗弯（抗弯强度高），不耐拉（抗拉强度很低，比抗压强度低一个数量级）较高的高温强度； (4) 塑性： 在室温几乎没有塑性； (5) 韧性差，脆性大，是陶瓷的最大缺点。 (6) 热膨胀性低，导热性差，多为较好的绝热材料（λ=10-2～10-5w/m﹒K）； (7) 热稳定性—抗热振性（在不同温度范围波动时的寿命）急冷到水中不破裂所能承受的最高温度。陶瓷的抗热振性很低（比金属低的多，日用陶瓷220℃）； (8) 化学稳定性：耐高温，耐火，不可燃烧，抗蚀（抗液体金属、酸、碱、盐）； (9) 导电性：大多数是良好的绝缘体，同时也有不少半导体（NiO，Fe3O4等）； (10)其它：不可燃烧，高耐热，不老化，温度急变抗力低。 新型陶瓷 新型陶瓷的地位和作用 新型陶瓷的分类 新型陶瓷特点 新型陶瓷的制备过程 几种新型陶瓷 新型陶瓷的发展动态 一、新型陶瓷的地位和作用 是许多新兴科学技术的先导。许多新兴科技都是在划时代的新材料出现后产生的，如半导体材料、激光晶体、光导纤维、超导材料等。 是许多现代科技和现代工业发展的基础。科技的发展对材料提出苛刻的要求，如航天航空要求高强度、耐高温、耐烧蚀；原子能工业要求耐辐射和腐蚀；电子工业要求超纯、特薄、特细且均匀的电子材料；信息技术要求高灵敏、大容量材料等等。 巩固国防、发展军用技术的作用。国防工业、军用技术历来是新材料、新技术的主要推动者和应用者。 二、新型陶瓷的分类 按照化学组成可分为： 依据材料功能可分为： 三、新型陶瓷的特点1.新型陶瓷与传统陶瓷的区别 原料使用上：突破传统陶瓷以黏土为主，使用精选或提纯的氧化物、硅化物、氮化物、硼化物等原料。 成分上：传统陶瓷的组成与黏土的成分相关，不同产地料对产品组成与结构影响很大；新型陶瓷原料是提纯化合物，性质由原料的纯度和制备工艺决定，与产地原料无关。 在制备工艺上：传统陶瓷以窑炉为主；新型陶瓷用真空烧结、气氛烧结、热压、热静压等手段实现。 在性能与用途上：传统陶瓷体现日常应用；新型陶瓷具有高强度、高硬度、耐磨、耐蚀、感应性等特殊性能、使用在特殊场合,在高温,机械电子计算机航天医学工程广泛应用。 2. 新型陶瓷的结构与性能特点 结构特点： 1、结合键一般为强的离子键和共价键； 2、显微组织的不均匀性和复杂性： 显微组织由晶体相、玻璃相和气相组成，各相量变化很大分布不均，陶瓷材料一旦烧结成型，无法用冷热加工工艺改变其显微组织和结构。 性能特点： 熔点高、密度小。 化学稳定性好、抗腐蚀、抗氧化。 高强度、高硬度、高刚度、耐磨损。 具有一定的热强性（抗蠕变）。 绝缘性、压电性、半导体性、磁性、电特性。 生物体适应性，催化剂等生物化学的功能。 光学功能及其他一些特殊功能。 韧性、塑性很小、塑性变形能力差、易发生脆性破坏。 加工成型性较差。 四、新型陶瓷的制备技术 粉体制备 原料粉体性能对陶瓷的成型烧结和显微结构有 很大影响，进而对陶瓷性能产生决定性的作用。 新型陶瓷与传统陶瓷的最大区别之一就是它对 原料粉体的纯度、细度、颗粒分布、晶形、反应活性，团聚性等都提出了更高的要求。 （1）新型陶瓷对粉体的具体要求 高纯：杂质会大大影响制品性能。 超细：烧结的推动力是颗粒的表面能，因此粉末粒度对烧结过程和制品性能有很大影响。颗粒尺寸与烧结时间关系如下（n=3~4）： 但要防止颗粒过细带来的麻烦——杂质、团聚以及成型困难。 形貌：采用球型或等轴状且粒径分布范围窄的陶瓷粉体。 结晶形态：不同结晶形态的粉体致密化行为不同；烧结后陶瓷材料结晶形态要求不同，所以要求粉体具有某种特定结晶形态。 无