第8章 陶瓷材料的制备ppt课件.ppt

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1、第八章陶瓷材料的制备2009-12-1材料制备技术陶器时代世界上第一种人造材料----制出的陶器，盛裝液体的容器和煮食物的陶罐----吃不完的東西有了储存的地方----便于人們定居----进一步发展农牧业----划时代之伟大发明1.概述2009-12-1材料制备技术秦兵马俑2009-12-1材料制备技术瓷器----纯净的粘土（又叫瓷土、高岭土）和石英、长石等原料配成泥浆，作成毛坯----烧好粗坯，再上釉----在一千三百度左右高溫下，经过复杂的化学变化，同釉密切的結合而成----质地细致，半透明，不吸水从

2、陶器到瓷器2009-12-1材料制备技术我国陶瓷的发展经历了三个阶段取得了三个重大突破陶器原始瓷器瓷器原料的选择和精制窖炉的改进和烧成温度的提高釉的发现和使用2009-12-1材料制备技术2.陶瓷材料的定义传统上：陶瓷——指陶器和瓷器的统称。发展延伸：陶瓷——凡是经原料配制、坯料成型、窖炉烧成工艺制成的产品。现代：陶瓷——所有无机非金属材料，不仅包括多晶体，还包括单晶体。陶瓷材料的定义几经变迁，不断延伸：（1）根据陶瓷坯体结构及其基体物理性能的差异，陶瓷制品可分为：2009-12-1材料制备技术3.陶瓷材

3、料的分类陶器瓷器细瓷特种陶瓷日用细瓷（碗、盆、壶等，高频高压装置瓷等）氧化物陶瓷、压电陶瓷、铁氧体陶瓷等。粗陶精陶瓦、罐、盆等砖、陶管等美术陶、釉面砖等坯体结构较疏松，致密度较低，有一定的吸水率，断口粗糙无光，没有半透明性，断面呈面状或贝壳状。相对于陶瓷而言，瓷器的结构坯体较致密，吸水率≤3%，具有一定的透光性。（2）根据概念和用途不同，可分为两大类：2009-12-1材料制备技术普通陶瓷特种陶瓷用于各种现代工业及尖端科学技术领域的陶瓷制品。即传统陶瓷，是指以粘土为主要原料与其他天然矿物原料经过粉碎混炼、

4、成型、烧结等过程而制成的各种制品。日用陶瓷卫生陶瓷建筑陶瓷化工陶瓷结构陶瓷：主要用于耐磨损、高强度、耐高温、耐冲击、硬质及高刚性等场合。功能陶瓷：主要包括电磁功能、光电功能、生物功能、核功能及其他功能陶瓷材料。陶瓷材料具有很多优良的特性，如：具有熔点高、硬度大、耐腐蚀、抗氧化、化学稳定性好和强度高等优点。能够在各种苛刻的环境下工作，具有广泛的用途，是一种重要的结构和功能材料。但，陶瓷材料塑性变形能力差，易发生脆性破坏，不易加工成型。2009-12-1材料制备技术4.陶瓷材料的特性2009-12-1材料制备

5、技术5.陶瓷材料的组成相及其结构陶瓷材料的特性主要是由它的物质结构和微观组织的特点所决。陶瓷的结合键是离子键合共价键。陶瓷材料结构的另一特点是显微组织的不均匀性和复杂性。陶瓷材料的基本相及其结构要比金属材料复杂得多。将陶瓷材料经切割、磨制和腐蚀后制成试样，放在显微镜下观察，可看到陶瓷材料通常是由三种不同的相组成，即晶体相、玻璃相和气相。晶体相是陶瓷材料中最主要的组成相，尤其是主晶相——决定陶瓷的物理化学性能。例如：Al2O3刚玉瓷，晶体组成结构紧密，具有机械强度高，耐高温，耐腐蚀性能。BaTiO3，PbT

6、iO3瓷：晶体在居里点附近有很大的介电常数，可组成性能优良的介电陶瓷。2009-12-1材料制备技术（1）陶瓷的晶体结构晶体结构主要取决于原子间化学键的结合类型。氧化物结构通常以离子键结合：AmXn，一般，r氧>r阳。结构特点：以大直径的氧离子作为骨架，组成六方或面心立方紧密堆积点阵，小直径的阳离子处于骨架的间隙处。最简单的氧化物型——AX型如：MgO，NaCl，MnO，CaO等。AX2和AX3型——有较多的阳离子空位加上外场，可发生阳离子的定向迁移，故这类氧化物具有导电性。2009-12-1材料制备技术

7、（a）氧化物结构MgO晶体结构2009-12-1材料制备技术（b）硅酸盐结构硅酸盐结构基本特点：基本结构单元——硅氧四面体[SiO4]，离子键和共价键的混合键结合。每个氧最多只能被两个硅氧四面体所共有。[SiO4]中Si-O-Si的结合键的键角一般为145°。[SiO4]可孤立，也可相互连接成链状、平面及三维网状结构，故有无机高聚物之称。硅氧四面体[SiO4][SiO4]的作用——链接。2009-12-1材料制备技术硅酸盐结构的分类——根据[SiO4]在空间的不同结合方式分类。岛状硅酸盐结构：未饱和的[S

8、iO4]与R（Mg2+，Ca2+，Fe3+，Mn4+等）结合。链状硅酸盐结构：[SiO4]之间通过共用顶角连结成长链，既可以是单链也可以是双链的结构形式，链上未饱和的O2-靠金属阳离子饱和，并且把链和链连结在一起。层状硅酸盐结构：[SiO4]之间彼此以顶角连结成位于一个平面上的六元环，再相互连成无限大的平面结构。层与层之间是范德华力结合，易滑移。骨架状硅酸盐结构：由[SiO4]构成的三维无限骨架状结构，层之间的两个不饱和氧被一