(精品)6 陶瓷成型.ppt

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1、6陶瓷成型陶瓷成型Anhui University of TechnologyAnhui University of TechnologyAnhui University of TechnologyAnhui University of Technology2023/4/111Anhui University of TechnologyAnhui University of TechnologyAnhui University of TechnologyAnhui University of Technology一、陶瓷材料的基础知识一、陶瓷材料的基础知识陶瓷成型陶瓷成型1 1、粉末的物理性能

2、粉末的物理性能2 2、陶瓷粉体的制备方法陶瓷粉体的制备方法二二陶瓷原料的制备陶瓷原料的制备三、陶瓷材料成型三、陶瓷材料成型1 1、陶瓷的概念陶瓷的概念2 2、陶瓷的分类陶瓷的分类3 3、我国陶瓷技术发展我国陶瓷技术发展4 4、陶瓷材料的力学性能陶瓷材料的力学性能5 5、典型的陶瓷材料特性典型的陶瓷材料特性1 1、成型方法分类、成型方法分类 2 2、注浆成型、注浆成型3 3、干压成型、干压成型 4 4、流延成型、流延成型5 5、轧模成型、轧模成型 6 6、注射成型、注射成型7 7、其它、其它2023/4/112Anhui University of TechnologyAnhui Univers

3、ity of TechnologyAnhui University of TechnologyAnhui University of Technology1.1.陶瓷的概念陶瓷的概念 传统上，传统上，“陶瓷陶瓷”是是指所有以粘土为主要原料与其它天然矿指所有以粘土为主要原料与其它天然矿物原料经过粉碎、混炼、成型、烧结等过程而制成的各种制品。物原料经过粉碎、混炼、成型、烧结等过程而制成的各种制品。传统陶瓷包括常见的日用陶瓷制品和建筑陶瓷、电瓷等。传统陶瓷包括常见的日用陶瓷制品和建筑陶瓷、电瓷等。日用陶瓷餐具日用陶瓷餐具建筑陶瓷地砖建筑陶瓷地砖电瓷电瓷一、陶瓷材料的基础知识一、陶瓷材料的基础知识20

4、23/4/113Anhui University of TechnologyAnhui University of TechnologyAnhui University of TechnologyAnhui University of Technology广义的陶瓷概念：广义的陶瓷概念：用陶瓷生产方法制造的无机非金属固体材料和用陶瓷生产方法制造的无机非金属固体材料和制品的通称。制品的通称。德国陶瓷协会：德国陶瓷协会：“陶瓷是化学工业或化学生产工艺的一个分支，陶瓷是化学工业或化学生产工艺的一个分支，包括陶瓷材料和器物的制造或进一步加工成陶瓷制品包括陶瓷材料和器物的制造或进一步加工成陶瓷制品(元件

5、元件)。陶。陶瓷材料属于无机非金属材料，最少含瓷材料属于无机非金属材料，最少含3030结晶体。一般是在室温结晶体。一般是在室温中将原料成型，通过中将原料成型，通过800800以上的高温处理，以获得这种材料的典以上的高温处理，以获得这种材料的典型性质。有时也在高温下成型，甚至可经过熔化及析晶等过程。型性质。有时也在高温下成型，甚至可经过熔化及析晶等过程。”美国和日本等国：美国和日本等国：CeramicsCeramics是包括各种硅酸盐材料和制品在内的是包括各种硅酸盐材料和制品在内的无机非金属材料的通称，不仅指陶瓷，还包括水泥、玻璃、搪瓷无机非金属材料的通称，不仅指陶瓷，还包括水泥、玻璃、搪瓷等材

6、料。等材料。2023/4/114Anhui University of TechnologyAnhui University of TechnologyAnhui University of TechnologyAnhui University of Technology 传统陶瓷的主要原料传统陶瓷的主要原料：取之于自然界的硅酸盐矿物：取之于自然界的硅酸盐矿物(如粘土、如粘土、长石、石英等长石、石英等)，所以传统陶瓷可归属于硅酸盐类材料和制品，所以传统陶瓷可归属于硅酸盐类材料和制品。因此，陶瓷工业可与玻璃、水泥、搪瓷、耐火材料等工业因此，陶瓷工业可与玻璃、水泥、搪瓷、耐火材料等工业同属同属“硅

7、酸盐工业硅酸盐工业”的范畴。的范畴。粘土矿物高岭石粘土矿物高岭石钾长石钾长石石英石英2023/4/115Anhui University of TechnologyAnhui University of TechnologyAnhui University of TechnologyAnhui University of TechnologyA A超声波雾化器用超声波雾化器用压电陶瓷晶片压电陶瓷晶片 氧化锆陶瓷氧化锆陶瓷金属陶瓷阀门金属陶瓷阀门 氧化物陶瓷、压电陶瓷、金属陶瓷等的生产过程基本上还氧化物陶瓷、压电陶瓷、金属陶瓷等的生产过程基本上还是是原料处理原料处理、成形成形、烧结烧结这种传统的

8、陶瓷生产方法，但原料已这种传统的陶瓷生产方法，但原料已不再使用或很少使用粘土等传统陶瓷原料，而已扩大到不再使用或很少使用粘土等传统陶瓷原料，而已扩大到化工原化工原料料和和合成矿物合成矿物，甚至，甚至是非硅酸盐是非硅酸盐、非氧化物非氧化物原料，组成范围也原料，组成范围也延伸到无机非金属材料的范围中，并且出现了许多新的工艺。延伸到无机非金属材料的范围中，并且出现了许多新的工艺。2023/4/116Anhui University of TechnologyAnhui University of TechnologyAnhui University of TechnologyAnhui Univer

9、sity of Technology2.2.陶瓷的分类陶瓷的分类 按陶瓷概念和用途来分类按陶瓷概念和用途来分类 陶瓷陶瓷普通陶瓷普通陶瓷特种陶瓷特种陶瓷日用陶瓷日用陶瓷(包括艺术包括艺术陈列陶瓷陈列陶瓷)建筑卫建筑卫生陶瓷生陶瓷 化工陶瓷化工陶瓷 化学瓷化学瓷 电瓷电瓷及其它及其它工业用陶瓷工业用陶瓷 结构陶瓷结构陶瓷 功能陶瓷功能陶瓷 2023/4/117Anhui University of TechnologyAnhui University of TechnologyAnhui University of TechnologyAnhui University of Technology

10、不同形状的特种结构陶瓷件不同形状的特种结构陶瓷件结构陶瓷结构陶瓷是作为结构部件的特种陶瓷。由单一或复合的氧化物是作为结构部件的特种陶瓷。由单一或复合的氧化物或非氧化物组成，主要是指发挥其机械、热、化学等性能的一或非氧化物组成，主要是指发挥其机械、热、化学等性能的一大类新型陶瓷材料。大类新型陶瓷材料。用于耐磨损、高强度、耐热、耐热冲击、硬质、高刚性、低热膨胀性和隔热等结构陶瓷材料。2023/4/118Anhui University of TechnologyAnhui University of TechnologyAnhui University of TechnologyAnhui Uni

11、versity of Technology电子绝缘件电子绝缘件氧化锆陶瓷光学导管氧化锆陶瓷光学导管功能陶瓷功能陶瓷是指在电、磁、声、光、热、生物是指在电、磁、声、光、热、生物-化学等方面具备化学等方面具备的许多优异性能的陶瓷。的许多优异性能的陶瓷。在自动控制、仪器仪表、电子、通讯、能源、交通、冶金、化工、精密机械、航空航天、国防等部门均发挥着重要作用。2023/4/119Anhui University of TechnologyAnhui University of TechnologyAnhui University of TechnologyAnhui University of Tec

12、hnology 陶瓷、金属、高分子材料并列为当代三大固体材料。陶瓷、金属、高分子材料并列为当代三大固体材料。之间的主要区别在于化学键不同。之间的主要区别在于化学键不同。金属：金属：金属键金属键 高分子：高分子：共价键共价键（主价键）（主价键）+范德瓦尔键范德瓦尔键（次价键）（次价键）陶瓷：陶瓷：离子键和共价键离子键和共价键。普通陶瓷普通陶瓷，天然粘土为原料，混料成形，烧结而成。，天然粘土为原料，混料成形，烧结而成。工程陶瓷工程陶瓷：高纯、超细的人工合成材料，精确控制化：高纯、超细的人工合成材料，精确控制化学组成。如氮化硅、碳化硅、氧化铝、氧化锆、氮化硼、氧化锆学组成。如氮化硅、碳化硅、氧化铝、

13、氧化锆、氮化硼、氧化锆增韧陶瓷（增韧陶瓷（ZTCZTC）等。）等。工程陶瓷的性能：工程陶瓷的性能：耐高温、耐磨、耐腐蚀、绝缘、抗蠕变性能好；耐高温、耐磨、耐腐蚀、绝缘、抗蠕变性能好；硬度高，弹性模量高，塑性韧性比金属差得多；对缺陷很敏硬度高，弹性模量高，塑性韧性比金属差得多；对缺陷很敏感；强度可靠性差。感；强度可靠性差。小结：小结：2023/4/1110Anhui University of TechnologyAnhui University of TechnologyAnhui University of TechnologyAnhui University of Technology3

14、3 我国陶瓷技术发展我国陶瓷技术发展 “ChinaChina”意为意为“中国中国”；“chinachina”意为意为“瓷瓷器器”80008000年前年前：陶器出现陶器出现 新石器时代：新石器时代：出现彩陶出现彩陶仰韶文化仰韶文化 新石器时代晚期：新石器时代晚期：龙山文化龙山文化殷商时代殷商时代汉代以后汉代以后唐代及以后唐代及以后2023/4/1111Anhui University of TechnologyAnhui University of TechnologyAnhui University of TechnologyAnhui University of Technology陶器出现

15、陶器出现 裴李岗文化时期的陶器（距今约裴李岗文化时期的陶器（距今约80008000年）。出土于河南省郑年）。出土于河南省郑州市新郑市裴李岗村。出土的陶器主要以州市新郑市裴李岗村。出土的陶器主要以泥质红陶泥质红陶和和夹砂红陶夹砂红陶为为主，红陶在中国出现最早，烧成温度主，红陶在中国出现最早，烧成温度900900左右。左右。2023/4/1112Anhui University of TechnologyAnhui University of TechnologyAnhui University of TechnologyAnhui University of Technology 仰韶文化时期陶

16、器仰韶文化时期陶器 19721972年河南省郑州市大河村出土年河南省郑州市大河村出土彩陶双连壶彩陶双连壶 2023/4/1113Anhui University of TechnologyAnhui University of TechnologyAnhui University of TechnologyAnhui University of Technology 山东历城县龙山镇出现了山东历城县龙山镇出现了“黑陶黑陶”。所以这。所以这个时期称为个时期称为“龙山文化龙山文化”时期，又称时期，又称“黑陶文化黑陶文化”。龙山文化时期出土的黑陶（距今约龙山文化时期出土的黑陶（距今约46004600

17、40004000年）年）龙山黑陶龙山黑陶在烧制技术上有了显著进步，它广泛采用了轮制技术，在烧制技术上有了显著进步，它广泛采用了轮制技术，因此，器形浑圆端正，器壁薄而均匀，将黑陶制品表面打磨光因此，器形浑圆端正，器壁薄而均匀，将黑陶制品表面打磨光滑，乌黑发亮，薄如蛋壳，厚度仅滑，乌黑发亮，薄如蛋壳，厚度仅1mm，人称，人称“蛋壳陶蛋壳陶”。2023/4/1114Anhui University of TechnologyAnhui University of TechnologyAnhui University of TechnologyAnhui University of Technolog

18、y 殷商时代的陶器从殷商时代的陶器从无釉到有釉无釉到有釉，是制陶技术上的重大成就。，是制陶技术上的重大成就。为从陶过渡到瓷创造了必要的条件，这一时期釉陶的出现是我国为从陶过渡到瓷创造了必要的条件，这一时期釉陶的出现是我国陶瓷发展过程中的陶瓷发展过程中的“第一次飞跃第一次飞跃”。商代早期陶器（河南荥阳出土）商代早期陶器（河南荥阳出土）商代几何纹白陶瓿商代几何纹白陶瓿 陶器向瓷器过渡陶器向瓷器过渡陶瓷发展经历了三个阶段陶瓷发展经历了三个阶段2023/4/1115Anhui University of TechnologyAnhui University of TechnologyAnhui Uni

19、versity of TechnologyAnhui University of Technology西汉（公元前西汉（公元前206206公元公元2424年）年）19751975年河南省三门峡市出土年河南省三门峡市出土北齐武平六年（公元北齐武平六年（公元575575年）年）19711971年河南省安阳县范粹墓出土年河南省安阳县范粹墓出土彩彩绘绘陶陶甗甗黄黄釉釉舞舞乐乐扁扁壶壶 汉代以后：汉代以后：釉陶逐渐发展成瓷器釉陶逐渐发展成瓷器，无论从，无论从釉面和胎质来看，瓷器的出现无疑是釉陶的釉面和胎质来看，瓷器的出现无疑是釉陶的“第二次飞跃第二次飞跃”。在浙江出土的在浙江出土的东汉越窑青瓷是迄今为止

20、我国发掘的最早瓷器东汉越窑青瓷是迄今为止我国发掘的最早瓷器，距今已有距今已有17001700年。当时的釉具有半透明性，而胎还是欠致密的。年。当时的釉具有半透明性，而胎还是欠致密的。这种这种“重釉轻胎倾向重釉轻胎倾向”一直贯穿到宋代的五大名窑一直贯穿到宋代的五大名窑(汝、定、官、汝、定、官、越、钧越、钧)。2023/4/1116Anhui University of TechnologyAnhui University of TechnologyAnhui University of TechnologyAnhui University of Technology 唐代越窑的青瓷、邢窑的白瓷、宋

21、代景德镇湖田、湘湖窑的唐代越窑的青瓷、邢窑的白瓷、宋代景德镇湖田、湘湖窑的影青瓷都享有盛名。到元、明、清朝代，彩瓷发展很快，影青瓷都享有盛名。到元、明、清朝代，彩瓷发展很快，釉色从釉色从三彩发展到五彩、斗彩三彩发展到五彩、斗彩，一直发展到，一直发展到粉彩粉彩、珐琅彩珐琅彩和低温、高温和低温、高温颜色颜色釉釉。唐三彩钧瓷景德镇陶瓷唐代：唐代：“第三次飞跃第三次飞跃”是瓷器由是瓷器由半透明半透明釉发展到半透明胎釉发展到半透明胎。2023/4/1117Anhui University of TechnologyAnhui University of TechnologyAnhui Universit

22、y of TechnologyAnhui University of Technology我国的陶瓷发展经历了三个阶段，取得三个重大突破：我国的陶瓷发展经历了三个阶段，取得三个重大突破：三个阶段三个阶段：a.a.陶器陶器 b.b.原始瓷器原始瓷器(过渡阶段过渡阶段)c.c.瓷器瓷器三个重大突破三个重大突破：a.a.原料的选择和精制原料的选择和精制 b.b.窑炉的改进和烧成温度的提高窑炉的改进和烧成温度的提高 c.c.釉的发现和使用。釉的发现和使用。近近3030年来，特种陶瓷飞速发展。年来，特种陶瓷飞速发展。2023/4/1118Anhui University of TechnologyAnh

23、ui University of TechnologyAnhui University of TechnologyAnhui University of Technology4 4 陶瓷材料的力学性能陶瓷材料的力学性能4.1 4.1 弹性变形弹性变形 （1 1）弹性模量大）弹性模量大 E E值大，值大，是金属材料的是金属材料的2 2倍以上。倍以上。共价键结构有较高的抗晶格畸变、阻碍位错运动的阻力。共价键结构有较高的抗晶格畸变、阻碍位错运动的阻力。晶体结构复杂，滑移系很少，位错运动困难。晶体结构复杂，滑移系很少，位错运动困难。（2 2）弹性模量呈方向性；）弹性模量呈方向性；压缩模量高于拉伸弹性模

24、量。结构不均匀性；缺陷。压缩模量高于拉伸弹性模量。结构不均匀性；缺陷。（3 3）气孔率）气孔率，弹性模量，弹性模量 陶瓷材料的陶瓷材料的弹性变形弹性变形、塑性变形塑性变形与与断裂断裂2023/4/1119Anhui University of TechnologyAnhui University of TechnologyAnhui University of TechnologyAnhui University of Technology 4.2 4.2 塑性变形塑性变形 （1 1）室温下，绝大多数陶瓷材料塑性变形极小。）室温下，绝大多数陶瓷材料塑性变形极小。（2 2）10001000以上，

25、大多数陶瓷材料可发生塑性变形（主滑以上，大多数陶瓷材料可发生塑性变形（主滑移系运动）。移系运动）。（3 3）陶瓷的超塑性）陶瓷的超塑性 是微晶超塑性。是微晶超塑性。晶界滑动，晶界液相流动。晶界滑动，晶界液相流动。存在条件：超细等轴晶，第二相弥散分布，晶粒间存在液存在条件：超细等轴晶，第二相弥散分布，晶粒间存在液相或无定形相。相或无定形相。如含化学共沉淀法制备的含如含化学共沉淀法制备的含Y Y2 2O O3 3的的ZrOZrO2 2粉体，在粉体，在12501250烧结烧结后，应变速率后，应变速率 =400%=400%。利用陶瓷的超塑性，可以对陶瓷进行超塑加工。利用陶瓷的超塑性，可以对陶瓷进行超塑

26、加工。超塑加工扩散焊接：新的复合加工方法。超塑加工扩散焊接：新的复合加工方法。2023/4/1120Anhui University of TechnologyAnhui University of TechnologyAnhui University of TechnologyAnhui University of Technology 以各种以各种缺陷缺陷（表面或内部）为裂纹源，从最（表面或内部）为裂纹源，从最薄弱处裂纹扩展，瞬时脆断。薄弱处裂纹扩展，瞬时脆断。陶瓷的主要断裂机制：解理。且容易从穿晶陶瓷的主要断裂机制：解理。且容易从穿晶变为沿晶断裂。变为沿晶断裂。4.3 4.3 断裂断裂2

27、023/4/1121Anhui University of TechnologyAnhui University of TechnologyAnhui University of TechnologyAnhui University of Technology5.1 5.1 结构陶瓷结构陶瓷氧化物陶瓷（氧化物陶瓷（AlAl2 2O O3 3、ZrOZrO2 2、MgOMgO等）等）碳化物陶瓷（碳化物陶瓷（SiCSiC、B B4 4C C、WCWC等）等）氮化物陶瓷（氮化物陶瓷（SiSi3 3N N4 4、TiNTiN、BNBN等）等）新型碳化物陶瓷（新型碳化物陶瓷（C C3 3N N4 4等）

28、等）硼化物陶瓷（硼化物陶瓷（TiBTiB2 2、ZrBZrB2 2等）等）复合陶瓷（复合陶瓷（3Al3Al2 2O O3 32SiO2SiO2 2(莫来石莫来石)等）等）按按按按成分成分成分成分分分分分 类类类类5 5 典型的陶瓷材料特性典型的陶瓷材料特性2023/4/1122Anhui University of TechnologyAnhui University of TechnologyAnhui University of TechnologyAnhui University of Technology 晶体结构晶体结构晶体结构晶体结构 氧化铝有十多种同素异构体，但常见的主要有三种：

29、氧化铝有十多种同素异构体，但常见的主要有三种：-Al-Al2 2O O3 3、-Al-Al2 2O O3 3 、-Al-Al2 2O O3 3。-Al-Al2 2O O3 3属于尖晶石型（立方）结构，高温时不稳定，属于尖晶石型（立方）结构，高温时不稳定，在在16001600转变为转变为-Al-Al2 2O O3 3。-Al-Al2 2O O3 3 属于六方系，稳定属于六方系，稳定性好，在熔点性好，在熔点2050 2050 之前不发生晶型转变。之前不发生晶型转变。q 氧化铝陶瓷氧化铝陶瓷 AlAl2 2O O3 3少量少量SiOSiO2 2。根据根据AlAl2 2O O3 3含量可分为刚玉含量可

30、分为刚玉-莫来瓷（莫来瓷（7575瓷，瓷，w wAlAl2 2O O3 3=75%=75%）和刚玉瓷（和刚玉瓷（9595瓷，瓷，9999瓷）。瓷）。2023/4/1123Anhui University of TechnologyAnhui University of TechnologyAnhui University of TechnologyAnhui University of Technology 制备方法制备方法制备方法制备方法：原料煅烧原料煅烧配料配料球磨球磨成形成形烧结烧结 性能与应用性能与应用性能与应用性能与应用：1 1）高高强强度度、高高温温稳稳定定性性：装装饰饰瓷瓷，喷喷

31、嘴嘴、火火箭箭、导导弹弹的导流罩的导流罩 ；2 2）高高硬硬度度、高高耐耐磨磨性性：切切削削工工具具，模模具具，磨磨料料，轴轴承承，人造宝石；人造宝石；2023/4/1124Anhui University of TechnologyAnhui University of TechnologyAnhui University of TechnologyAnhui University of Technology 3 3）低低的的介介电电损损耗耗、高高电电阻阻率率、高高绝绝缘缘性性：火火花花塞塞，电电路路基基板板，管座；管座；4 4）熔熔点点高高、抗抗腐腐蚀蚀：耐耐火火材材料料，坩坩埚埚，炉炉管

32、管，热热电电偶偶保保护护套套等；等；5 5）离子导电性：）离子导电性：太阳能电池材料和蓄电池材料等。太阳能电池材料和蓄电池材料等。6 6）生物相容性：）生物相容性：还可用于制作人工骨骼和人造关节等。还可用于制作人工骨骼和人造关节等。2023/4/1125Anhui University of TechnologyAnhui University of TechnologyAnhui University of TechnologyAnhui University of Technology 晶体结构晶体结构晶体结构晶体结构q 氧化锆陶瓷氧化锆陶瓷m-ZrOm-ZrO2 2：单斜晶系（单斜晶系（

33、11701170）t-ZrOt-ZrO2 2：四方晶系（四方晶系（117011702370 2370）c-ZrOc-ZrO2 2：立方晶系（立方晶系（237023702715 2715）备注：备注：氧化锆熔点为氧化锆熔点为2715 2715。2023/4/1126Anhui University of TechnologyAnhui University of TechnologyAnhui University of TechnologyAnhui University of Technology 性能与应用性能与应用性能与应用性能与应用1 1）热热导导率率小小，化化学学稳稳定定性性好好、耐

34、耐腐腐蚀蚀性性高高：可可用用于于高高温温绝绝缘缘材材料料、耐耐火火材材料料，如如熔熔炼炼铂铂和和铑铑等等金金属属的的坩坩埚埚、喷喷嘴嘴、阀阀心心、密密封器件等：封器件等：2 2）硬硬度度高高，耐耐磨磨性性好好：可可用用于于制制造造切切削削刀刀具具、模模具具、剪剪刀刀、高高尔夫球棍头等。尔夫球棍头等。3 3）具具有有敏敏感感特特性性：可可做做气气敏敏元元件件，还还可可作作为为高高温温燃燃料料电电池池固固体体电解隔膜、钢液测氧探头等。电解隔膜、钢液测氧探头等。2023/4/1127Anhui University of TechnologyAnhui University of Technolog

35、yAnhui University of TechnologyAnhui University of Technologyq 碳化硅陶瓷碳化硅陶瓷 以以SiCSiC为为主主要要成成分分的的陶陶瓷瓷。具具有有很很高高的的高高温温强强度度，在在14001400时时抗抗弯弯强强度度仍仍保保持持在在500500600MPa600MPa，工工作作温温度度可可达达17001700；有有很很好好的的热热稳稳定定性性、抗抗蠕蠕变变性性、耐耐磨磨性性、耐耐蚀蚀性性，良良好好的的导导热热性性、耐辐射性。耐辐射性。制制作作火火箭箭尾尾喷喷管管喷喷嘴嘴、浇浇注注金金属属的的浇浇道道口口、轴轴承承、轴轴套套、密密封封阀

36、阀片片、轧轧钢钢用用导导轮轮、内内燃燃机机器器件件、热热电电偶偶保保护护套套管管、炉炉管管、核燃料包封材料等。核燃料包封材料等。2023/4/1128Anhui University of TechnologyAnhui University of TechnologyAnhui University of TechnologyAnhui University of Technologyq 氮化硅陶瓷氮化硅陶瓷 以以SiSi3 3N N4 4为主要成分的陶瓷。为主要成分的陶瓷。氮氮化化硅硅陶陶瓷瓷具具有有很很高高的的硬硬度度，摩摩擦擦系系数数小小，耐耐磨磨性性好好，抗抗热热振振性性大大大大高高

37、于于其其它它陶陶瓷瓷。它它具具有有优优良良的的化化学学稳稳定定性性，能能耐耐除除氢氢氟氟酸酸、氢氢氧氧化化钠钠外外的的其其他他酸酸和和碱碱性性溶溶液液的的腐腐蚀蚀，以以及及抗抗熔熔融融金金属属的的侵蚀。它还具有优良的绝缘性能。侵蚀。它还具有优良的绝缘性能。用用于于制制造造切切削削刀刀具具、高高温温轴轴承承、泵泵密密封封环环、热热电电偶偶保保护护套套、缸套、活塞顶、电磁泵管道和阀门等。缸套、活塞顶、电磁泵管道和阀门等。2023/4/1129Anhui University of TechnologyAnhui University of TechnologyAnhui University of

38、 TechnologyAnhui University of Technology 5.2 5.2 功能陶瓷功能陶瓷q 铁电陶瓷铁电陶瓷 有有些些陶陶瓷瓷的的晶晶粒粒排排列列是是不不规规则则的的，但但在在外外电电场场作作用用下下，不不同同取取向向的的电电畴畴开开始始转转向向电电场场方方向向，材材料料出出现现自自发发极极化化，在在电电场场方方向向呈呈显显一一定定电电场场强强度度，这这类类陶陶瓷瓷称称为为铁铁电电陶陶瓷瓷，广广泛泛应应用用的的铁铁电电材材料有钛酸钡、钛酸铅、锆酸铝等。料有钛酸钡、钛酸铅、锆酸铝等。铁铁电电陶陶瓷瓷应应用用最最多多的的是是铁铁电电陶陶瓷瓷电电容容器器，还还可可用用于于

39、制制造造压压电电元件、热释电元件、电光元件、电热器件等。元件、热释电元件、电光元件、电热器件等。2023/4/1130Anhui University of TechnologyAnhui University of TechnologyAnhui University of TechnologyAnhui University of Technologyq 压电陶瓷压电陶瓷 铁铁电电陶陶瓷瓷在在外外加加电电场场作作用用下下出出现现宏宏观观的的压压电电效效应应，称称为为压压电电陶陶瓷瓷。目目前前所所用用的的压压电电陶陶瓷瓷主主要要有有钛钛酸酸钡钡、钛钛酸酸铅铅、锆锆酸酸铝铝、锆锆钛酸铅等。钛酸

40、铅等。压压电电陶陶瓷瓷在在工工业业、国国防防及及日日常常生生活活中中应应用用十十分分广广泛泛。如如压压电电换换能能器器、压压电电马马达达、压压电电变变压压器器、电电声声转转换换器器件件等等。利利用用压压电电效效应将机械能转换为电能或把电能转换为机械能的元件称为换能器。应将机械能转换为电能或把电能转换为机械能的元件称为换能器。2023/4/1131Anhui University of TechnologyAnhui University of TechnologyAnhui University of TechnologyAnhui University of Technologyq 氧化锆固

41、体电解质陶瓷氧化锆固体电解质陶瓷 ZrOZrO2 2中中加加入入CaOCaO、Y Y2 2O O3 3等等后后，提提供供了了氧氧离离子子扩扩散散的的通通道道，所所以以为为氧氧离离子子导导体体。氧氧化化锆锆固固体体电电解解质质陶陶瓷瓷主主要要用用于于氧氧敏敏传传感感器器和和高高温燃料电池的固体电解质温燃料电池的固体电解质。q 生物陶瓷生物陶瓷 氧氧化化铝铝陶陶瓷瓷和和氧氧化化锆锆陶陶瓷瓷与与生生物物肌肌体体有有较较好好的的相相容容性性，耐耐腐腐蚀蚀性性和和耐耐磨磨性性能能都都较较好好，因因此此常常用用于于生生物物体体中中承承受受载载荷荷部部位位的的矫矫形整修，如人造骨骼等。形整修，如人造骨骼等。

42、2023/4/1132Anhui University of TechnologyAnhui University of TechnologyAnhui University of TechnologyAnhui University of Technology 导导电电性性介介于于导导电电和和绝绝缘缘介介质质之之间间的的陶陶瓷瓷材材料料。主主要要有有钛钛酸酸钡钡陶陶瓷瓷，具具有有正正电电阻阻温温度度系系数数，应应用用非非常常广广泛泛。如如用用于于电电动动机机、收收录录机机、计计算算机机、复复印印机机、变变压压器器、烘烘干干机机、暖暖风风机机、电电烙烙铁铁、彩彩电电消消磁磁、燃燃料料的的发发热

43、热体体、阻阻风风门门、化化油油器器、功功率率计、线路温度补偿等。计、线路温度补偿等。q 半导体陶瓷半导体陶瓷2023/4/1133Anhui University of TechnologyAnhui University of TechnologyAnhui University of TechnologyAnhui University of Technology 5.3 5.3 陶瓷耐火材料陶瓷耐火材料 陶陶瓷瓷耐耐火火材材料料的的重重要要性性能能指指标标是是：低低温温强强度度、高高温温强强度度、体密度、孔隙率等。体密度、孔隙率等。酸性耐火材料（以酸性耐火材料（以SiO2SiO2、Al2

44、O3Al2O3为主）为主）碱性耐火材料（如碱性耐火材料（如MgOMgO、CaOCaO等）等）分类分类分类分类陶瓷耐火材料陶瓷耐火材料一般是指耐火度在一般是指耐火度在1580以上的陶瓷。它包括天以上的陶瓷。它包括天然矿石及按照一定的目的要求经过一定的工艺制成的各种产品。然矿石及按照一定的目的要求经过一定的工艺制成的各种产品。具有一定的高温力学性能、良好的体积稳定性，是各种高温设具有一定的高温力学性能、良好的体积稳定性，是各种高温设备必需的材料。备必需的材料。2023/4/1134Anhui University of TechnologyAnhui University of Technolog

45、yAnhui University of TechnologyAnhui University of Technology5.4 5.4 玻玻 璃璃主主 要要原原 料料反应反应条件条件玻璃窑中发生的主要反应玻璃窑中发生的主要反应成分成分纯碱纯碱石灰石石灰石石英石英高高 温温NaNa2 2COCO3 3+SiO+SiO2 2=Na=Na2 2SiOSiO3 3+CO+CO2 2CaCOCaCO3 3+SiO+SiO2 2 =CaSiO=CaSiO3 3+CO+CO2 2 NaNa2 2SiOSiO3 3 CaSiO CaSiO3 3 SiO SiO2 2 玻璃是介于结晶态和无定型态之间的一种物质

46、状态，称为玻玻璃是介于结晶态和无定型态之间的一种物质状态，称为玻璃态物质。璃态物质。2023/4/1135Anhui University of TechnologyAnhui University of TechnologyAnhui University of TechnologyAnhui University of Technology种种 类类特特 性性用用 途途普通玻璃普通玻璃再再高温下易软化高温下易软化窗窗玻璃、玻璃瓶、玻璃杯等玻璃、玻璃瓶、玻璃杯等石英玻璃石英玻璃膨胀系数小，耐酸碱，强膨胀系数小，耐酸碱，强度大，滤光度大，滤光化学仪器，高压水银灯，紫外灯，化学仪器，高压水银灯，

47、紫外灯，光导纤维，压电晶体等光导纤维，压电晶体等光学玻璃光学玻璃透光性能好，有折光和色透光性能好，有折光和色散性散性眼镜片，照相机，显微镜，望远镜眼镜片，照相机，显微镜，望远镜用凸凹透镜等光学仪器用凸凹透镜等光学仪器玻璃纤维玻璃纤维耐耐腐蚀，不怕烧，不导电，腐蚀，不怕烧，不导电，不吸水，隔热，吸声，防不吸水，隔热，吸声，防蛀虫蛀虫太空飞行员的衣服，玻璃钢等太空飞行员的衣服，玻璃钢等钢化玻璃钢化玻璃耐耐高温，耐腐蚀，强度大，高温，耐腐蚀，强度大，质轻，抗震裂质轻，抗震裂运动器材，微波通讯器材，汽车，运动器材，微波通讯器材，汽车，火车窗玻璃等火车窗玻璃等几种玻璃的特性和用途几种玻璃的特性和用途20

48、23/4/1136Anhui University of TechnologyAnhui University of TechnologyAnhui University of TechnologyAnhui University of Technology石英玻璃石英玻璃2023/4/1137Anhui University of TechnologyAnhui University of TechnologyAnhui University of TechnologyAnhui University of Technology钢化玻璃钢化玻璃普通玻璃普通玻璃2023/4/1138Anhui

49、 University of TechnologyAnhui University of TechnologyAnhui University of TechnologyAnhui University of Technology玻璃纤维玻璃纤维2023/4/1139Anhui University of TechnologyAnhui University of TechnologyAnhui University of TechnologyAnhui University of Technology1 1 粉末的物理性能粉末的物理性能2 2 陶瓷粉体的制备方法陶瓷粉体的制备方法二二 陶瓷原

50、料的制备陶瓷原料的制备2023/4/1140Anhui University of TechnologyAnhui University of TechnologyAnhui University of TechnologyAnhui University of Technology1 1 粉末的物理性能粉末的物理性能q 粉末的分类粉末的分类颗颗颗颗 粒粒粒粒 （100 m100 m100 m100 m）粉粉粉粉 体体体体 （1 1 1 1100m100m100m100m）超细粉体超细粉体超细粉体超细粉体 （0.10.10.10.11m1m1m1m）纳米粉体纳米粉体纳米粉体纳米粉体 （0.1m