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1、第1页/共46页第2页/共46页第3页/共46页第4页/共46页第5页/共46页第6页/共46页第7页/共46页第8页/共46页第一节 陶瓷材料的结构显微结构显微结构:由晶相、气相、玻璃相构成。unfired samplefired sample第9页/共46页largely unmolten phases(Flint SiO2)melting and liquid phasesinteringnew phases crystallising in frozen melt第10页/共46页一、晶相 主要组成相，对其物理、化学、机械性能起决定作用。1.晶相的结合键 主要是离子键和共价键,大多为混
2、合键。以离子键为主的:Al2O3、MgO、ZrO2。以共价键为主的:SiC、BN。键的性质决定了陶瓷具有高熔点、高化学稳定性、高绝缘性、高脆性。第11页/共46页第12页/共46页2.晶相的晶体结构晶相的晶体结构 主要是氧化物结构和硅酸盐结构。(1)氧化物结构氧化物结构:氧离子构成晶格主体，金属离子存在于间隙中。面心立方晶格 密排六方晶格八面体间隙和四面体间隙第13页/共46页(2)硅酸盐结构硅酸盐结构:陶瓷的主要原料。长石:Na2OAl2O3 6SiO2高岭土:Al2O3 2SiO2 H2O 硅氧四面体(SiO4)_第14页/共46页硅酸盐的硅酸盐的5种晶体结构种晶体结构:a.岛状结构:孤立
3、存在，金属离子连接。锆 石英(ZrSiO4)，电学性能好。石英第15页/共46页b.组群状结构组群状结构:镁方柱石(Ca2MgSi2O7)第16页/共46页C.链状结构链状结构:顽火辉石(Mg2Si2O6)(单链)透闪石(Ca2Mg5Si4O11(OH)(双链)具有某些高分子的特性。第17页/共46页D.层状结构层状结构:滑石(Mg2Si4O10(OH)2)白云母(KAl2 AlSi3O10(OH)2)硬度低，可塑性好。层之间以金属离子连接。第18页/共46页E.架状结构架状结构:石英、钾长石(K Si3AlO3)膨胀率小。第19页/共46页石英第20页/共46页3.同素异构转变同素异构转变8
4、7114771713石英磷石英方石英熔融石英16%4.7%5731202200.82%0.2%2.8%石英磷石英方石英第21页/共46页4.实际陶瓷晶体缺陷实际陶瓷晶体缺陷点缺陷、线缺陷、面缺陷。缺陷的作用:a.加速烧结扩散的过程;第22页/共46页b.空位影响电学性能;c.位错影响光学、力学、电学性能。陶瓷位错不易运动，因而受力变形小，脆性高。离子晶体可有微量塑性变形，共价晶体位错运动将使材料断裂。晶粒愈细，强度愈高。第23页/共46页二、玻璃相二、玻璃相来源:原料中的某些晶体物质被烧熔化所致。结构:近程有序，远程无序。作用:粘接，降低烧结温度，抑制晶粒长大，填充空气，增加透光性。第24页/
5、共46页第25页/共46页第26页/共46页第27页/共46页三、气相三、气相定义:陶瓷中的气孔。来源:烧结过程中产生的。作用:对性能有显著影响，降低强度，影响透明性。第28页/共46页 第二节第二节 陶瓷材料性能陶瓷材料性能一、机械性能一、机械性能1.高硬度高硬度第29页/共46页第30页/共46页第31页/共46页第32页/共46页2.高弹性模量高弹性模量第33页/共46页第34页/共46页3.低抗拉强度和高抗压强度低抗拉强度和高抗压强度4.高温强度和低抗热震性高温强度和低抗热震性第35页/共46页二、物理性能和化学性能二、物理性能和化学性能1.热性能热性能2.熔点高高温强度和高温蠕变抗力。热膨胀率小，热导率低，热容量小。第36页/共46页2.电性能电性能 绝缘性能好。压电陶瓷:超声换能器、水声换能器、电声换能器、陶瓷滤波器、陶瓷变压器、陶瓷鉴频器、高压发生器、红外探测器、声表面波器件、电光器件、引燃引爆装置和压电陀螺等。3.磁性能4.光学性能5.化学性能第37页/共46页三、生物学性能三、生物学性能第38页/共46页第39页/共46页四、美术性能第40页/共46页第41页/共46页第42页/共46页金属烤瓷材料金属烤瓷材料第43页/共46页铸造陶瓷材料铸造陶瓷材料第44页/共46页第45页/共46页感谢您的观看！第46页/共46页