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1、了解陶瓷材料的定义、分类，掌握陶瓷材料的结构和性了解陶瓷材料的定义、分类，掌握陶瓷材料的结构和性能。能。教 学 目 标第1页/共13页陶瓷材料的结构和性能1.陶瓷材料的定义陶瓷材料的定义狭义：陶器和瓷器的总称，以粘土作为主要原料，经高温烧制的制品。广义：用天然原料或人工合成的粉状化合物，经过成型和高温烧结而成的无机多相固体材料。第2页/共13页陶瓷材料的结构和性能陶瓷的主要成分是SiO2，加上其它多种氧化物，经高温烧制后形成一种以硅酸盐为主的材料，在几千年的发展过程中，硅酸盐工业取得了很大的发展。在类型上，目前已演化成四个家族：陶瓷、水泥、耐火材料和玻璃。在用途上，可分为普通陶瓷和特种陶瓷。第
2、3页/共13页2.陶瓷材料的晶体结构特征陶瓷材料的晶体结构特征陶瓷材料中以共价键和离子键为主要结合键。以氧化物和硅酸盐为主，其中硅酸盐矿物在自然界中分布极为广泛已知的硅酸盐矿物有600多种，约占已知矿物种的1/4，占地壳岩石圈总质量的85%。在硅酸盐结构中，每个Si原子一般为四个O原子包围，构成SiO4四面体，即硅氧骨干，它是硅酸盐的基本构造单位。陶瓷材料的结构和性能第4页/共13页1）岛状硅氧骨干：硅氧骨干被其它阳离子所隔开，彼此分离犹如孤岛，包括孤立的SiO4 单四面体及Si2O7 双四面体。高分子材料的结构和性能2）环状硅氧骨干：SiO4四面体以角顶联结形成封闭的环，根据SiO4四面体环
3、节的数目可以有三环、四环、六环，环还可以重叠起来形成双环，如六方双环。岛状 三方环 四方环 六方环 第5页/共13页3）链状硅氧骨干：SiO4 四面体以角顶联结成沿一个方向无限延伸的链，其中常见的有单链和双链。高分子材料的结构和性能单链 双链 第6页/共13页4）层状硅氧骨干：SiO4四面体以角顶相连，形成在两度空间上无限延伸的层。层中每一个SiO4四面体以三个角顶与相邻的SiO4 四面体相联结。与两个硅相联结的氧电价饱和，为“惰性氧”或称“桥氧”，SiO4四面体也可有不同的联结方式。高分子材料的结构和性能层状第7页/共13页5）架状硅氧骨干：SiO4四面体四个角顶全部与其相邻的四个SiO4四
4、面体共用，每个氧与两个硅相联系，形成惰性氧，石英（SiO2）族矿物即具此结构。高分子材料的结构和性能石英架状第8页/共13页3.陶瓷材料的性能陶瓷材料的性能高分子材料的结构和性能3）低塑性，陶瓷材料普遍具有脆性，这是限制其使用范围的重要原因。1）高熔点、高硬度和极好的化学稳定性，特别是具有很强的抗氧化能力。2）具有特殊的光学性能，瓷砖、艺术瓷器、珐琅等制品常具有丰富多彩的表面光泽。第9页/共13页1 1、高分子材料也称聚合物材料，是以高分子化合物为基体，、高分子材料也称聚合物材料，是以高分子化合物为基体，再配有其他添加剂（助剂）所构成的材料。再配有其他添加剂（助剂）所构成的材料。课 程 小 结
5、2 2、高分子材料机构较为复杂，工程塑料、树脂、橡胶都是、高分子材料机构较为复杂，工程塑料、树脂、橡胶都是常见的高分子材料。常见的高分子材料。第10页/共13页1 1、高分子材料的结构分类？、高分子材料的结构分类？作业布置2 2、高分子质材料的性能优势有哪些？、高分子质材料的性能优势有哪些？作业作业第11页/共13页高分子材料的结构和性能 高分子材料按来源分为天然高分子材料和合成高分子材料。高分子材料按来源分为天然高分子材料和合成高分子材料。高分子材料是衣、食、住、行和工农业生产各方面都离不开的高分子材料是衣、食、住、行和工农业生产各方面都离不开的材料，其中棉、毛、丝、橡胶等都是最常用的天然高分子材料，材料，其中棉、毛、丝、橡胶等都是最常用的天然高分子材料，塑料、合成橡胶、合成纤维属于合成高分子材料。塑料、合成橡胶、合成纤维属于合成高分子材料。第12页/共13页感谢您的观看。第13页/共13页