特种陶瓷2.6.7章复习资料
特种陶瓷复习
绪论传统陶瓷：即普通陶瓷，主要包括日用器皿、建筑材料等。
指以粘土为主要原料与其他矿物原料经粉碎，混练，成型，烧成等工艺过程制成的各种制品。
如陶器，炻器，瓷器。
特种陶瓷：是一类“采用高度精选的原料，具有能精确控制的化学组成，按照便于控制的制造技术加工的，便于进行结构设计的，具有优异特性的陶瓷”。
传统陶瓷与特种陶瓷的区别：1、什么是特种陶瓷？特种陶瓷有哪些主要类别？请分别列举1-2种，并简述其应用。
2、简述传统陶瓷与特种陶瓷的主要区别有哪些？3、请根据特种陶瓷发展的特点，简述其发展方向。
第一章特种陶瓷粉体制备及其性能表征理想粉体的要求：形状规则一致、粒径均匀且细小、不团聚结块、纯度高、相易控制特种陶瓷粉体特性：1、化学组成精确:最基本的要求，直接决定产品的晶相结构，最终决定其性能2、化学组成均匀性好：匀将导致化学组成的局部偏离，进而产生局部晶相的偏析和显不均微结构的差异，从而造成性能下降，重复性与一致性变差。
3、纯度要高：杂质将严重影响粉体的工艺性能和产品物理性能。
原材料选择、制备加工过程4、球形颗粒：球形颗粒粉体的流动性好，颗粒堆积密度高（理论值为74%），气孔分布均匀，从而在成型和烧结时可对晶粒生长和气孔的排除与分布进行有效的控制，以获得结构均匀、性能优良、一致性好的产品。
（球形）5、适合的颗粒大小：颗粒小、表面活性大。
活性大，降低烧结温度。
易团聚，成型、烧结缺陷。
（不规则）6、尺寸均匀单一：尺寸差异大，造成烧结活性的差异，容易造成烧结后产品内部的结构不一致，产生异常的粗晶粒7、分散好无团聚：理想的粉体是由一次颗粒组成的。
一次颗粒：是指粉体中最基本的颗粒。
二次颗粒：由一次颗粒因静电力、分子引力、表面张力等的作用聚集形成。
团聚：硬团聚和软团聚特种陶瓷颗粒的要求：1、化学组成精确2、化学组成均匀性好3、纯度高4、适当小的颗粒尺寸5、球状颗粒且尺寸均匀单一6、分散性好无团聚粉体：粉体是大量固体粒子的集合，表示物质的一种存在状态，既不同于气体、液体，也不完全同于固体。
特种陶瓷总结
脆性差
高硬度，耐磨 高熔点，耐高温 高强度 高化学稳定性 比重小，约为金属1/3
原因：
化学键差异造成的。 金属：金属键，没有方向性，塑性变形性能好 陶瓷：离子键和共价键，方向性强，结合能大，很难塑性形 变，脆性大，裂纹敏感性强
第一章 粉体性能及制备
特种陶瓷粉体要求
1） 化学成分纯度高，均匀性好 2） 相组成均匀，准确 3） 粒度小于1um，粒度分布范围窄 4） 颗粒形状为球形式自形晶形 5） 团聚程度低 6） 粉体流动性好
绪
论
2、特种陶瓷分类
⑴ 结构陶瓷
以耐高温、高强度、超硬度、耐磨损、抗腐蚀等机械力学性 能为主要特征。
⑵ 功能陶瓷
以电、磁、光、热和力学等性能及其相互转换为主要特征， 在通信电子、自动控制、集成电路、计算机、信息处理等方面 的应用日益普及。
⑶ 陶瓷基复合材料
陶瓷材料的最大缺点是韧性低,使用时会产生不可预测的突 然性断裂,陶瓷基复合材料主要是为了改善陶瓷韧性。
对于固定体 系E是固定的
吸 附 层
扩 散 层
可通过塑化 剂或者解凝 剂调整
当粒子和介质固定时，ζ和扩散层厚度成正比； 而ζ电位的增高，可提高团粒间的斥力，有助于克服范德华力和和 布朗运动，获得良好的悬浮性。
以Al203为例， Al203用盐酸处理后，在粒子表面生成三氯化铝 (AlCl3)，三氯化铝立即水解，生成AlCl2+和AlCl2+离子，犹如Al203 粒子表面吸附了一层阳离子，使其成为一个带正电荷的胶粒，然后 胶粒吸附OH－而形成一个庞大的胶团。
相变增韧对多晶转变有什么要求？
相变增韧的多晶转变要求 ①高温相转变为低温相的体积膨胀要大 ②多晶转变可以通过改变晶体粒度、加入稳定 剂或增加压力等手段使之在室温下不能进行 ③相变速度要快 ④晶体本身要有高强度 ZrO2由四方相到单斜相的变化属于马氏体相变， 满足上述条件，因此不仅用在本身，也在其他 陶瓷有明显的效果。
特种陶瓷-考试重点
普通陶器:即指土陶盆、罐、缸、瓮，以及耐火砖等具有多孔性着色坯体的制品，原料颗粒比较粗。
瓷：用高岭土等烧制成的材料，质硬且脆，比陶质细致，也称瓷器瓷石：主要含石英和绢云母。
由于它是石质,一般是用机器粉碎。
瓷石是天然配好的制瓷原料，在1200-1250℃的温度下可以单独烧成瓷器，这就是所谓的“一元配方”。
高岭土：元代，景德镇发现了高岭土，并将其掺入瓷石中，即所谓的“二元配方”，它提高了原料中铝的含量，使瓷胎可以耐受1280-1300℃的高温，这是提高瓷胎坚固性的必要条件。
陶瓷：以无机非金属物质为原料，在制造或使用过程中经高温（540℃以上）煅烧而成的制品和材料。
狭义：无机非金属材料中的一种类型（水泥、玻璃、陶瓷等）。
广义：一切无机非金属材料及制品统称陶瓷。
特点：1、原料丰富（Clarke value，占地壳总量的70-80%）2、性能优越：(抗压)强度高、耐高温、耐磨损、耐腐蚀、抗氧化等3、与金属、高分子、复合材料呈四足鼎立之势传统陶瓷:由粘土等硅酸盐天然原料为主的坯料制成的日用餐具、耐火材料、水泥、瓶玻璃、卫生洁具等。
近代陶瓷:以Al2O3、ZrO2、TiO2、SiC、Si3N4等人工原料或合成原料为坯料制成的陶瓷。
特种陶瓷:采用高度精选的原料，具有能精确控制的化学组成、严格控制成型及烧结工艺所合成的，达到设计的微观结构和精确的尺寸精度，并具有优异特性的陶瓷。
日本称技术陶瓷结构陶瓷：用于机械结构零件的陶瓷。
功能陶瓷：具有特殊的电、磁、声、光、热、化学及生物功能的陶瓷。
陶瓷材料的结构与性能1、材料的成分、显微组织结构与性能（一体化，正交化试验方法）2、材料的结构受到组成及加工工艺的制约3、显微结构的研究指导材料工艺的制订与优化特种陶瓷的主要研究领域1、优化结构，获得优异性能2、材料的性能评价与可靠性单相多晶体：陶瓷的相组成主要由单一相的多个晶体组成多相多晶体：除了晶相（可能多相）外，还有气孔和玻璃相晶相的结构：晶粒大小(晶粒度)、分布、形态，结晶特性、取向、晶界及表面形态晶相：决定陶瓷基本性能的主导物相。
特种陶瓷整理版
1名词解释特种陶瓷：采用高度精选的原料，具有能精确控制的化学组成，按照便于控制的制造技术加工的，便于进行结构设计，具有优异特性的陶瓷。
粉体颗粒：指在物质的本质结构不发生改变的情况下，分散或细化而得到的固态基本颗粒。
团聚体：由一次颗粒通过表面力吸引或化学键键合形成的颗粒，它是很多一次颗粒的集合体。
胶粒：即胶体颗粒。
胶粒尺寸小于100nm，并可在液相中形成稳定胶体而无沉降现象。
6什么是固相法、气相法、液相法，简述工艺流程固相法就是以固态物质为出发原料，通过一定的物理与化学过程来制备陶瓷粉体的方法。
固相原料——配料——混合——合成——粉碎——粉体气相法是直接利用气体或者通过各种手段将物质变成气体，使之在气体状态下发生物理变化或化学反应，最后在冷却过程中凝聚长大形成粉体的方法。
蒸发-凝聚法（PVD）：原料——高温气化——急冷——粉体蒸发-凝聚法是将原料加热至高温(用电弧或等离子流等加热)，使之气化，接着在电弧焰和等离子焰与冷却环境造成的较大温度梯度条件下急冷，凝聚成微粒状物料的方法。
气相化学反应法(CVD)：金属化合物蒸气——化学反应——粉体气相化学反应法是挥发性金属化合物的蒸气通过化学反应合成所需物质的方法。
液相合成法也称湿化学法或溶液法。
溶液法从均相的溶液出发，将相关组分的溶液按所需的比例进行充分的混合，再通过各种途径将溶质与溶剂分离，得到所需要组分的前驱体，然后将前驱体经过一定的分解合成处理，获得特种陶瓷粉体，可以细分为脱溶剂法、沉淀法、溶胶-凝胶法、水热法等。
溶液制备——溶液混合——脱水——前驱体——分解合成——粉体7常用的气相法有哪些，各有何特点（3个）一种是系统中不发生化学反应的蒸发-凝聚法（PVD），另一种是气相化学反应法(CVD)。
第三章特种陶瓷成型工艺1.简述烧结过程烧结前，陶瓷粉料在外部压力作用下，形成一定形状的、具有一定机械强度的多孔坯体。
在烧结前期，陶瓷生坯中一般含有百分之几十的气孔，颗粒之间只有点接触。
特种陶瓷总结
特种陶瓷试题一、填空1. 陶瓷的断裂方式分为 穿晶断裂 和 沿晶断裂 。
2. 陶瓷的增韧方法有 相变增韧 、 颗粒弥散增韧 、 纤维（晶须）补强增韧 和 纳米陶瓷增强增韧。
3. 理想粉体的特点：形状规则（各向同性）一致 、 粒度均匀且细小 、不结块 、 纯度高 、 能控制相。
4. 特种陶瓷粉体的制备方法：机械法 和 合成法。
5. 混料加料的顺序为：先多后少再多。
6. 烧结温度低于 材料熔点。
7. 烧结过程的驱动力为 粉体过剩的表面能。
8. 烧结的定义：一种或者多种固体粉末经过成型，在加热到一定温度后开始收缩，在低于熔点的温度下变成致密、坚硬的烧结体，这种过程称为烧结。
9. 在热力学上，所谓烧结是指 系统总能量或Gibbs 自由能减少的过程。
10. 烧结，根据物质状态的不同分为 固相烧结 和 液相烧结。
11. 32O Al 有 α-32O Al 、β-32O Al 、γ-32O Al 三种晶相，其中α-32O Al 最稳定。
12. 四方氧化锆多晶体（TZP ）是韧性最好的陶瓷。
13. SiC 俗称 金刚砂，是 共价键化合物，晶相有 α-SiC （六方），β-SiC（立方），其中α-SiC 是 高温稳定相，β-SiC 是低温稳定相。
14. 功能陶瓷 拥有声、光、电、热、磁、化学等的检测、转换、传输、处理和储存能力的陶瓷。
15. 陶瓷根据导电性分为 电绝缘陶瓷、电解质陶瓷、半导体陶瓷、导体陶瓷、超导体陶瓷。
二、简答1.原料煅烧的主要目的是什么？答：①去除原料中易挥发的杂质、化学结合和物理吸附的水分、气体、有机物等，从而提高原料纯度；②使原料颗粒致密化及结晶长大，这样可以减少在以后烧结中的收缩，提高产品的合格率；③完成同质异晶的晶型转变，形成稳定的晶相。
2.简述先进陶瓷材料的制备过程及要求。
答：①粉体的制备：要求使用人工合成的高质量粉体作起始材料。
②陶瓷的成型：要求使用高纯度粉体添加有机添加剂才能适用于干法或湿法成型。
特种陶瓷
3、主晶相和次生相
起网 骨状 主晶相：决定材料基本性能。如：刚 架分 增布 玉瓷中的Al2O3晶体 强， 次生相：对陶瓷性能起重要调节性能。 作 在 用玻 4、晶粒尺寸与异常长大 璃 相 晶粒细化和均匀化，狭窄的粒径 中
分布
三、玻璃相 1、玻璃相
配料中引入的各种杂质组分经 高温烧结的物理、化学反应，形成液相， 冷却时转变为玻璃相（常分布于晶界部位）。
3、力学性能：
—Hall-Petch关系：室温强韧化，要求：晶粒细小而均匀 —晶界滑移、高温蠕变强度降低 —晶粒细小、透光性差
二、晶粒的取向及织构
1、晶粒取向：晶粒在空间的位置与方向 2、织构：取向相同的晶粒，择优取向 —各向异性 如：钢锻造后的流线 3、陶瓷是以晶体为主的多晶体集合体。 —各向同性 4、特种成形工艺，如热压，可能 导致晶粒的择优取向 5、导致组织应力、热应力，变形 开裂
第一章 陶瓷材料显微结构的基本理论 §1.1 基本概念
一、显微结构与相组成
1、单晶体与多晶体
陶瓷：一般为多晶体（单相多晶和多相多晶） 单相多晶体：陶瓷的相组成主要由单一的多个晶相组成 多相多晶体：除了晶相外，还有气孔和玻璃相 2、晶相：晶粒大小、分布、形态，结晶特性、取向、晶界及表 面形态 3、气孔与玻璃相：成分、数量、形态、尺寸、分布
图1-13
三、表面与界面
表面：与真空或本身蒸气接触的面 界面：表面与另一相物质直接接触时， 称为界面（晶界与相界） 1、表面结构与表面能 （一定数量的质点从体内变成表面 原子所需的能量） 2、表面缺陷： 表面凹凸(缺口效应)与微裂纹 3、裂纹扩展，增加新的表面 4、表面施釉，提高表面平整度， 减小表面缺陷
特陶题库及答案案
流延成型：将粉体加入粘合剂混合成浆料，再把浆料放入流延机的料斗中，流经薄膜载体上，形成膜坯。
梯度陶瓷材料：在同一材料内不同方向上由一种功能逐渐连续分布为另一种功能的材料称为梯度材料。
生物活性陶瓷：能在材料界面上诱发特殊生物反应，从而在材料和组织间形成化学键性结合的生物陶瓷。
功能陶瓷：指具有电、磁、光、超导、声、生物、化学（答出7个中的5个）等及其功能转换的陶瓷。
压电陶瓷：由机械能转变为电能或电能转变为机械能的某些陶瓷微裂纹增韧：陶瓷材料中存在许多小于临界尺寸的微纹，这些微裂纹在负载作用下是非扩展性的，但大的裂纹在扩展中遇到这些裂纹时，使扩展裂纹转向，吸收能量，起到提高韧性的作用，称为微裂纹增韧。
反应烧结：通过多孔坯体同气相或液相发生化学反应，从而使坯体质量增加，孔隙减小，并烧结成为具有一定强度和尺寸精度的成品的工艺。
PTC陶瓷：具有正的温度系数的陶瓷材料（或随温度升高，陶瓷材料的电阻率增大的陶瓷材料）热释电陶瓷：因温度而引起表面电荷变化的陶瓷（某些陶瓷）。
表面强化韧化：由于氧化锆四方晶向单斜晶转变产生的体积膨胀，从而使表面产生压应力，起到强化和韧化的作用。
低膨胀陶瓷材料：指膨胀系数的绝对值小于2×10-6/℃的陶瓷材料。
敏感陶瓷材料：当作用于由这些材料制造的元件上的某一个外界条件，如温度、压力、湿度、气氛、电场、光及射线等改变时，能引起该材料某种物理性能的变化，从而能从这种元件上准确迅速地获得有用的信号。
反应烧结：通过多孔坯体同气相或液相发生化学反应，坯体质量增加，孔隙率减小，并烧结成为具有一定强度和尺寸精度的成品的工艺。
压电效应：向压电陶瓷施加机械应力或电场后，在压电陶瓷的表面出现电荷或陶瓷沿极化方向发生形变，这种现象称为压电效应。
PTC效应：正温度系数效应，即陶瓷材料的体积电阻率随温度升高而升高的特性。
具缓变型、突变型等等。
人工极化：人工极化就是在电场作用下使材料内的电畴沿电场方向取向的过程，其结果是材料内部的正负电荷中心产生偏离而出现极化。
特种陶瓷复习资料。。。
绪论陶瓷是以粘土为主要原料以及各种天然矿物经过粉碎混炼、成型和煅烧制得的材料以及各种制品。
传统陶瓷：指硅酸盐类材料，按照性能特点和用途，主要包括日用器皿、建筑材料等。
特种陶瓷：在传统陶瓷的工艺基础上制备出的一系列具有力学、电、磁性、声、光、热或者生物等特殊功能的陶瓷材料。
传统陶瓷与特种陶瓷的区别？1、原材料不同传统陶瓷采用天然矿物而特种陶瓷则使用经人工合成的高质量粉体。
2、结构不同传统陶瓷结构由原材料的多样性决定，显微结构不均匀。
特种陶瓷结构简单明晰，纯度高，均匀细密。
3、制备工艺不同 传统陶瓷可直接用于湿法成型，烧结温度较低，烧成后一般不需加工。
特种陶瓷需添加有机添加剂才能成型，烧结温度较高，烧成后一般尚需加工。
4、性能（用途）不同 传统陶瓷一般限于日用和建筑使用。
特种陶瓷在力学、电、磁、声、光、热、生物等方面使用。
第一章理想粉体的要求：形状规则一致、粒径均匀且细小、不团聚结块、纯度高、相易控制特种陶瓷颗粒的要求：化学组成精确、化学组成均匀性好、纯度高、适当小的颗粒尺寸、球状颗粒且尺寸均匀单一、分散性好无团聚表征粉体的参数： 颗粒大小、颗粒分布、颗粒形态、表面能、填充性、烧结性。
粉体：是大量固体粒子的集合，表示物质的一种存在状态，既不同于气体、液体，也不完全同于固体。
所以许多学者认为，粉体是气、固、液三态之外的第四相。
粉体颗粒：一般是指物质本质结构不发生变化的情况下分散或细化而得到的物质基本颗粒。
第二章模压成型 ：也叫干压成型，即将粉料加少量结合剂，先经造粒，然后将造粒后的粉料置于钢模中，在压力机上加压形成一定形状的坯体。
等静压成型：又叫静水压成型，它是利用液体介质不可压缩性和均匀传递压力性的一种成型方法。
有冷等静压和热等静压两种类型，冷等静压又分为湿式等静压和干式等静压。
模压与等静压工艺对比答：等静压成型与模压成型相比具有以下优点：①素坯密度高、均匀、缺陷少，烧成收缩比一般模压要低。
能压制具有凹形、空心、细长件以及其他复杂形状的零件，而模压成型只能做规则的形状 ②摩擦损耗小，成型压力较低 ③压力从各个方面传递，压坯密度分布均匀、压坯强度高 ④模具成本低廉缺点:尺寸和形状不易精确控制，生产效率低，不易实现自动化。
特种陶瓷
绪论，第一章特种陶瓷是一类“采用高度精选的原料，具有能精确控制的化学组成，按照便于控制的制造加工技术的，便于结构设计的，具有优异性能的陶瓷。
”特种陶瓷与传统陶瓷材料差别体现在1、原材料不同2、结构不同3、制备工艺不同4、性能不同5、应用领域不同。
理想粉体：1、形状规则一致，各向同性。
2、粒径均匀且细小3、不结块4、纯度高5、能控制相。
特种陶瓷粉体应有特性：1、化学组成精确2、化学组成均匀性好3、纯度高4、适当小的颗粒尺寸5、球状颗粒且尺寸均匀单一6分散性好无团聚。
团聚体:团聚体由一次颗粒通过表面力吸引或化学键键合形成的颗粒，是很多一次颗粒的集合体。
团聚原因：1、分子之间的范德华力；2、颗粒间的静电引力；3吸附水分的毛细管力；4、颗粒间的磁引力。
5、颗粒表面不平滑引起的机械纠缠力。
由以上原因形成的团聚体为软团聚体，由化学键键合形成的团聚体为硬团聚体，团聚体的形成使体系能量下降。
粉体颗粒表面能：内部原子在周围原子的均等作用下处于能量平衡的状态；而表面原子只是一侧受到内部原子的引力，另一侧则处于一种具有“过剩能量”的状态，该“过剩能量”就称为表面能。
粉体表面颗粒的“过剩能量”就称为粉体颗粒的表面能。
粉体制备方法一般有两种：1、粉碎法；2、合成法。
粉碎法是由粗颗粒来获取细粉的方法，通常采用机械粉碎（机械制粉），现在已经发展到采用气流粉碎，但是不易制得粒径在1微米以下的微细颗粒。
合成法是由离子，原子，分子通过反应、成核和成长、收集、后处理来获得微细颗粒的方法（化学制粉）。
特点：纯度高，粒度可控，均匀性好，颗粒微细，可以实现颗粒在分子水平上的复合均化。
包括固相法，液相法，气相法。
溶胶凝胶法：用于制备纳米颗粒和薄膜。
它将金属化合物或氢氧化物浓溶液溶胶转变为凝胶，再将凝胶干燥后进行煅烧，然后制得氧化物的方法。
优点：1、在溶液中进行反应，均匀度高；2、化学计量准确，易于改型掺杂；3烧结温度可较大降低；4、制得的粉料粒径小，分布均匀，纯度高。
特种陶瓷复习题
特种陶瓷复习参考题1． 特种陶瓷：采用高度精选的原料，具有能精确控制的化学组成，按照便于进行结构设计及控制制造的方法进行制造、加工的，具有优异特性的陶瓷。
主要包括高温、高强、耐磨、耐腐蚀为特征的结构陶瓷及用以进行能量转换的功能陶瓷和生物陶瓷。
由于不同的化学组分和显微结构而决定其具有不同的特殊性质和功能，如高强度、高硬度、耐腐蚀、导电、绝缘、磁性、透光、半导体以及压电、铁电、光电、电光、声光、磁光、超导、生物相容性等。
由于性能特殊，这类陶瓷要应用于高温、机械、电子、宇航、医学工程等方面，成为近代尖端科学技术的重要组成部分。
2． 说明Al 2O 3陶瓷的晶型，各种晶型的结构。
Al 2O 3同质异晶体主要的三种：α- Al 2O 3，β- Al 2O 3，γ- Al 2O 3。
1300℃以上的高温几乎完全转变为α- Al 2O 3。
γ- Al 2O 3属尖晶石型（立方）结构，氧原子形呈立方密堆积，铝原子填充在空隙中。
β- Al 2O 3是一种Al 2O 3含量很高的多铝酸盐矿物。
其结构由碱金属或碱土金属离子如[]NaO -层和1112[]Al O +类型尖晶石单元交叠堆积而成，氧离子排列成立方密堆积，Na +完全包含在垂直于C 轴的松散堆积平面内。
α- Al 2O 3属三方晶系，单位晶胞是一个尖的菱面体。
3． 说明Al 2O 3的预烧的目的，并说明哪些因素对预烧的影响。
预烧的目的：一是使γ- Al 2O 3全部转变为α- Al 2O 3，减少烧成收缩，二是可以排除Al 2O 3原料中的Na 2O ，提高原料的纯度，从而保证产品的性能。
影响预烧的因素：（1）温度：预烧温度偏低即不完全转变成α- Al 2O 3，且电性能降低；预烧温度过高，粉料发生烧结，不易粉碎，且活性降低。
（2）气氛：1450℃以下，不同气氛中预烧的Al 2O 3，其Na 2O 的含量不同。
4． 简要说明Al 2O 3瓷的生产工艺过程。
特种陶瓷笔记
特种陶瓷有很多种叫法，例如：精细陶瓷、技术陶瓷、现代陶瓷、新型陶瓷等等。
采用高度精选的原料，具有能精确控制的化学组成，按照便于进行结构设计及控制的方法进行制造、加工的，具有优异特性的陶瓷叫特种陶瓷粘土在陶瓷生产中的作用1.粘土的可塑性是陶瓷坯泥赖以成型的基础。
2.粘土使注浆泥料与釉料具有悬浮性与稳定性。
3.粘土一般呈细分散颗粒，同时具有结合性。
4.粘土是陶瓷坯体烧结时的主体。
5.粘土是形成陶器主体结构和瓷器中莫来石晶体的主要来源。
石英在陶瓷生产中的作用1. 石英是瘠性原料，可对泥料的可塑性起调节作用。
2. 在陶瓷烧成时，石英影响陶瓷坏体的体积收缩。
3. 在瓷器中，石英对坯体的力学强度有着很大的影响。
4. 石英对陶瓷釉料的性能有很大影响长石是陶瓷生产中的主要熔剂性原料长石在高温下熔融，形成粘稠的玻璃熔体，是坯料中碱金属氧化物（K2O，Na2O）的主要来源，能降低陶瓷坯体组分的熔化温度，有利于成瓷和降低烧成温度。
长石熔体能填充于各结晶颗粒之间，有助于坯体致密和减少空隙。
在釉料中长石是主要熔剂。
长石作为瘠性原料，在生坯中还可以缩短坯体干燥时间、减少坯体的干燥收缩利变形等。
特种陶瓷分类按特性和用途分：⑴结构陶瓷，⑵功能陶瓷，⑶陶瓷基复合材料特种陶瓷和金属材料相比：优点：1.高硬度，耐磨 2.高熔点，耐高温3. 高强度4.高化学稳定5. 比重小，约为金属1/3 缺点：脆性大原因：化学键差异造成的。
金属：金属键，没有方向性，塑性变形性能好陶瓷：离子键和共价键，方向性强，结合能大，很难塑性形变，脆性大，裂纹敏感性强提高陶瓷韧性的方法1）利用金属的延展性；2）利用晶须或者纤维增韧；3）利用相变增韧；4）纳米陶瓷增韧陶瓷发动机优点①提高发动机热效率。
燃烧室采用陶瓷隔热零件并取消冷却系统后，会降低热量损失，提高热效率②减少辅助功率消耗，发动机结构简化。
采用陶瓷隔热技术，可部分取消或完全取消冷却系统。
③适应多种燃料燃烧；④降低噪声，减少排气污染；⑤减轻质量；⑥资源丰富。
特种陶瓷工艺学
一：一次颗粒与二次颗粒的概念？形成二次颗粒团聚的原因是什么？表示粒度颗粒群的都有哪些？所谓粉体颗粒，是指物体的本质结构不发生改变的情况下，分散或细化而得到的固态基本颗粒。
这种基本颗粒，一般是指没有堆积、絮联等结构的最小单元即一次颗粒。
在实际应用的粉体原料中，往往都是在一定程度上团聚的颗粒，即所谓的二次颗粒。
形成二次颗粒的原因，不外乎以下五种（1）：分子间的范德华力，（2）：颗粒间的静电引力，（3）吸附水分的毛细管力，（4）颗粒间的磁引力，（5）颗粒表面不平滑引起的机械纠缠力。
通常认为：一次颗粒直接与物质的本质两联系，而二次颗粒则往往是作为研究和应用工作中的一种对颗粒的物态描述指标。
颗粒群粒度的表示方法：等体积球相当径，等面积球相当径，等沉降速度相当径，显微镜下测得的颗粒径。
粉体的填充特性：1.等大球的致密填充：最基本的致密排列有两种，立方密堆和六方密堆2.等大球的不规则填充3.异直径球的填充4.加压压密填充二：特种陶瓷的制备方法？粉碎法：机械粉碎合成法：固相法制备粉末（化学合成法，热分解反应法，氧化物还原法）液相法【沉淀法（直接沉淀法）（均匀沉淀法）（共沉淀法）（醇盐水解法）（特殊的沉淀法，溶胶凝胶和凝胶沉淀）】溶剂蒸发法（冰冻干燥法）（喷雾干燥法）（喷雾热分解）气相法。
三：等静压成型的特点？1：可以成行一般方法不能生产的形状复杂、大件及细而长的制品，而且成型质量高；2：可以不断增加操作难度而比较方便地提高成型压力，而且压力效果比其他干法好；3：由于柸体各向受压里均匀，其密度高而且均匀，烧成收缩小，因而不易变形；4：模具制作方便、寿命长、因而不易变形；5可以少用或不用粘结剂。
四：陶瓷烧结过程中的烧制方式有哪些种以及它们的机理？蒸发和凝聚、扩散、粘滞流动与塑性流动、溶解和沉淀。
蒸发和凝聚机理：在高温下具有较高蒸气压的陶瓷系统、在烧结过程中，由于颗粒之间表面曲率的差异，造成各部分的蒸汽压不同，物质从蒸汽压较高的凸面蒸发，通过气相传递，在蒸汽压较低的凹面处凝聚，这样使颗粒间的接触面积增加，颗粒和形状改变，导致胚体逐步致密化。
特种陶瓷整理版
绪论1名词解释特种陶瓷：采用高度精选的原料，具有能精确控制的化学组成，按照便于控制的制造技术加工的，便于进行结构设计，具有优异特性的陶瓷。
结构陶瓷：具有高硬、高强、耐磨、耐蚀、耐高温、润滑性好等性能，可用作机械结构零部件的陶瓷材料。
功能陶瓷：具有声、光、电、热、磁特性和化学、生物功能的陶瓷材料。
2简述特种陶瓷和传统陶瓷的区别①原材料不同。
传统陶瓷以天然矿物，如粘土、石英和长石等不加处理直接使用；而现代陶瓷则使用经人工合成的高质量粉体作起始材料，突破了传统陶瓷以粘土为主要原料的界线，代之以“高度精选的原料”。
②结构不同。
传统陶瓷的组成由粘土的组成决定，不同产地的陶瓷有不同的质地，所以由于原料的不同导致传统陶瓷材料中化学和相组成的复杂多样、杂质成分和杂质相较多而不易控制，显微结构粗劣而不够均匀，多气孔；先进陶瓷的化学和相组成较简单明晰，纯度高，即使是复相材料，也是人为调控设计添加的，所以先进陶瓷材料的显微结构一般均匀而细密。
③制备工艺不同。
传统陶瓷用的矿物经混合可直接用于湿法成型，如泥料的塑性成型和浆料的注浆成型，材料的烧结温度较低，一般为900℃-1400℃，烧成后一般不需加工；而先进陶瓷一般用高纯度粉体添加有机添加剂才能适合于干法或湿法成型，材料的烧结温度较高，根据材料不同从1200℃到2200℃，烧成后一般尚需加工。
在制备工艺上突破了传统陶瓷以炉窑为主要生产手段的界限，广泛采用诸如真空烧结、保护气氛烧结、热压、热等静压等先进手段。
④性能不同。
由于以上各点的不同，导致传统陶瓷和先进陶瓷材料性能的极大差异，不仅后者在性能上远优于前者，而且特种陶瓷材料还发掘出传统陶瓷材料所没有的性能和用途。
传统陶瓷材料一般限于日用和建筑使用，而特种陶瓷具有优良的物理力学性能，高强、高硬、耐磨、耐腐蚀、耐高温、抗热震，而且在热、光、声、电、磁、化学、生物等方面具有卓越的功能，某些性能远远超过现代优质合金和高分子材料。
特种陶瓷复习题
特种陶瓷复习参考题1．特种陶瓷：采用高度精选的原料，具有能精确控制的化学组成，按照便于进行结构设计及控制制造的方法进行制造、加工的，具有优异特性的陶瓷。
主要包括高温、高强、耐磨、耐腐蚀为特征的结构陶瓷及用以进行能量转换的功能陶瓷和生物陶瓷。
由于不同的化学组分和显微结构而决定其具有不同的特殊性质和功能，如高强度、高硬度、耐腐蚀、导电、绝缘、磁性、透光、半导体以及压电、铁电、光电、电光、声光、磁光、超导、生物相容性等。
由于性能特殊，这类陶瓷要应用于高温、机械、电子、宇航、医学工程等方面，成为近代尖端科学技术的重要组成部分。
2．说明Al 2O3 陶瓷的晶型，各种晶型的结构。
Al 203同质异晶体主要的三种：a- AI2O3, 3- AI2O3, Y AI2O3。
1300 C以上的高温几乎完全转变为a- AI2O3。
Y- A I 2 O 3属尖晶石型(立方)结构，氧原子形呈立方密堆积，铝原子填充在空隙中。
3- AI2O3 是一种AI2O3 含量很高的多铝酸盐矿物。
其结构由碱金属或碱土金属离子如[NaO] 层和[ AI11O12 ] 类型尖晶石单元交叠堆积而成，氧离子排列成立方密堆积，Na 完全包含在垂直于C轴的松散堆积平面内。
a- AI2O3属三方晶系，单位晶胞是一个尖的菱面体。
3.说明AI 2O3的预烧的目的，并说明哪些因素对预烧的影响。
预烧的目的：一是使Y AI2O3全部转变为a- AI2O3,减少烧成收缩，二是可以排除AI 2O3 原料中的Na2O，提高原料的纯度，从而保证产品的性能。
影响预烧的因素：(1 )温度：预烧温度偏低即不完全转变成 a AI 2O3，且电性能降低；预烧温度过高，粉料发生烧结，不易粉碎，且活性降低。
(2)气氛：1450 C以下，不同气氛中预烧的AI 2O3,其Na2O的含量不同。
4.简要说明AI 2O3瓷的生产工艺过程。
原料煅烧T磨细T配方T加粘结剂T成型T素烧T修坯T烧结T表面处理。
2022年陶瓷工艺学复习提纲
2022年陶瓷工艺学复习提纲Byhendu绪论：1.名词解释结构陶瓷：具有耐高温、耐热冲击、耐磨擦、耐腐蚀、高硬度、高刚性、高强度、低热膨胀性、隔热等特殊性质，并且在恶劣环境下工作性能也非常稳定，也称为工程陶瓷。
功能陶瓷：主要指在电、热、声、光、磁、弹等营力作用下与之发生直接的或耦合的效应而具有某种特殊功能的陶瓷材料。
纳米陶瓷：是由颗粒尺寸在100纳米以下的粉末制造烧结成的多晶陶瓷。
普通(传统)陶瓷：是指主要以硅酸盐矿物（如黏土、长石、石英等）为主要原料与其它天然矿物原料经过粉碎、混合、成型、高温煅烧等过程而制成的，以多晶聚合体为主的固态物。
特种陶瓷：是指采用高度精选的原料和现代先进技术，精确控制化学组成，按照便于进行结构设计及控制制造的方法进行制造加工的，具有优异特性的陶瓷。
2.普通陶瓷和特种陶瓷在成分、制备工艺、显微结构、性能及用途上的差异。
粉体制方及体化学组成普通陶瓷大多采用石英、长石、粘土等天然硅酸盐化合物。
以机械粉碎法为主，该法获得的粉体粒度较大（一般达到2微米都很难），粉体纯度低，均匀性差，粒度分布范围宽。
常采用注浆法、可塑法、干压法和半干压法等。
普通的高温窑炉。
大多为多晶多显微结构相材料，晶相、玻璃相、气孔和晶界都是其重要组成部分。
具有普通陶瓷所不具有的特殊性能，性能性脆，易碎。
如高硬度、高强度、耐高温、耐腐蚀、超导、铁电、光电、压电、磁性、绝缘、透1光、生物相容性等。
应用常用于日常生活和生产中。
常用于宇航、电子、生物医学、激光等现代高新技术领域。
大多为单相多晶材料，晶相、晶界为其组成部分，玻璃相和气孔近乎于没有。
常采用热压注、等静压、流延法、等离子体镀膜法等。
常采用热压烧结、等静压烧结、气氛烧结等方式。
常采用物理－化学法（例如液相法和气相法），该法获得的粉体粒度小（很容易达纳米级），纯度高（可达99.9999％），化学均匀性好，粒度分布范围窄。
特种陶瓷化学组成不含硅酸盐化合物，基本为化工精制合成的的高纯矿物（例如各种氧化物、碳化物、氮化物、硅化物等）。
陶瓷导论》思考题总汇
10章思考题 章思考题 1）什么是釉？釉的功能有哪些？ ）什么是釉？釉的功能有哪些？ 2）釉的制备工艺流程是什么？ ）釉的制备工艺流程是什么？ 3）釉配方的组成原理是什么？ ）釉配方的组成原理是什么？ 4）如何确定釉的成熟温度？ ）如何确定釉的成熟温度？
11章思考题 章思考题 1）什么是耐火材料？对耐火材料的基本要求是什么？ ）什么是耐火材料？对耐火材料的基本要求是什么？ 2）耐火材料如何分类？ ）耐火材料如何分类？ 3）硅砖的主要成分是什么，其生产所用的原料又是什么？为什么 ）硅砖的主要成分是什么，其生产所用的原料又是什么？ 在烧结过程中会产生膨胀？ 在烧结过程中会产生膨胀？ 4）硅酸铝质耐火材料是如何分类的？ ）硅酸铝质耐火材料是如何分类的？
3章 思考题 章 1）胶凝材料的定义是什么？如何分类？ ）胶凝材料的定义是什么？如何分类？ 2）石膏生产的原料及生产流程是什么？ ）石膏生产的原料及生产流程是什么？ 3）石膏浆体的固化与硬化机制是什么？ ）石膏浆体的固化与硬化机制是什么？ 4）石膏制品的结构特征是什么？ ）石膏制品的结构特征是什么？ 5）石膏制品怕水吗？ ）石膏制品怕水吗？ 6）石灰胶凝材料是如何分类的？ ）石灰胶凝材料是如何分类的？ 7）消石灰粉是如何生产出来的？ ）消石灰粉是如何生产出来的？ 8）石灰浆体的结构是如何演变的？ ）石灰浆体的结构是如何演变的？ 9）消石灰浆体的硬化机制是什么？ ）消石灰浆体的硬化机制是什么？ 10）什么叫水泥？最常用的水泥有哪些？ ）什么叫水泥？最常用的水泥有哪些？ 11）水泥有哪些失效形式？ ）水泥有哪些失效形式？ 12）什么是碱-集料反应，其表现是什么？ ）什么是碱 集料反应 其表现是什么？ 集料反应，
《陶瓷导论》思考题总汇
1章思考题 章思考题 1）陶瓷如何定义？广义定义和狭义定义区别是什么？ ）陶瓷如何定义？广义定义和狭义定义区别是什么？ 2）广义陶瓷有哪些类别? ）广义陶瓷有哪些类别 3）粉末冶金是什么? ）粉末冶金是什么 4）什么是特种陶瓷、传统陶瓷？ ）什么是特种陶瓷、传统陶瓷？ 5）陶瓷的前有哪些晶体结构？常用的氧化铝陶瓷采取哪种晶体结构? ）氧化铝有哪些晶体结构？常用的氧化铝陶瓷采取哪种晶体结构 为什么？ 为什么？ 2）总结氧化铝的制粉方法。 ）总结氧化铝的制粉方法。 3）氧化铝陶瓷的烧结温度大概为多少？为了降低烧结温度通常采 ）氧化铝陶瓷的烧结温度大概为多少？ 用什么掺杂，原理如何？ 用什么掺杂，原理如何？ 4）氧化锆陶瓷通常一定要掺杂，其原因是什么？ ）氧化锆陶瓷通常一定要掺杂，其原因是什么？ 5）氧化锆陶瓷常用的掺杂用什么？写出掺杂形成缺陷反应式。 ）氧化锆陶瓷常用的掺杂用什么？写出掺杂形成缺陷反应式。 6）氧化锆固体电解质形成的条件是什么？ ）氧化锆固体电解质形成的条件是什么？ 7）用氧化锆固体电解质构成氧泵、氧传感器、燃料电池的原理是 ）用氧化锆固体电解质构成氧泵、氧传感器、 什么？ 什么？ 8）应力诱发相变增韧的原理是什么？ ）应力诱发相变增韧的原理是什么？
特种陶瓷工艺学复习资料
【例2】已知坯料的化学组成简表1-2-2。
用原料氧化铝(工业纯、未经煅烧)、滑石(未经煅烧)碳酸钙、苏州高岭土培配制,求出其质量百分组成。
【解】设：氧化铝、碳酸钙的纯度为100%；滑石为纯滑石（3MgO·4SiO2·H2O），其理论组成为MgO31.7%，SiO263.5%，H2O4.8%；苏州高岭土为纯高岭土（Al2O3·2SiO2·2H2O），其理论组成为Al2O339.5%，SiO246.5%，H2O14%。
下面根据化学组成计算原料的质量百分含量：①CaCO3的质量＝1/0.5603=1.78②滑石的质量=1.3/0.317=4.10③高岭土的质量=（4.7-由滑石引入的SiO2质量）/0.465=4.51④工业纯的Al2O3质量=93-由高岭土的引入的Al2O3质量=93-4.51×0.395=91.22⑤引入原料的总质量为： M=1.78+4.10+4.51+91.22=101.61⑥配方用原料的质量百分数：CaCO3=（1.78/M）×100﹪=1.75滑石=（4.1/M）×100﹪=4.03高岭土=（4.51/M）×100﹪=4.44工业纯Al2O3=（91.22/M）×100﹪=89.77总计: 99. 99 ﹪提出问题：假使采用煅烧过的氧化铝和滑石进行配料，计算方法相同。
第一章特种陶瓷粉体的物理性能及其制备粉体----就是大量固体粒子的集合系。
它表示物质的一种存在状态。
粉体是气、液、固三相之外的所谓第四相。
粉体由一个一个固体颗粒组成，所以它仍然具有很多固体的属性，例如物质结构，密度等等。
它与固体之间最直观，也最简单的区别在于：当我们用物轻轻触及它时，会表现出固体所不具备的流动性和变形。
第一节特种陶瓷粉体的基本物理性能一、粉体的粒度与粒度分布1．粉体颗粒粉体颗粒----是指在物质的本质结构不发生改变的情况下，分散或细化而得到的固态基本颗粒。
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3、粉料的制备方法
(包括固相法，液相法和气相法) 液相置备微粉的方法
气象置备微粉的方法
1、系统中不发生化学反应的蒸发-凝聚法又称为物理气相沉积（PVD）
2、气相化学反应法（CVD）
粉体成型的方法
I.干压法
II.冷等静压成型
III.浇注成型
IV.薄片成型
V.挤压成型
VI.注射成型
干压成型的三个阶段
①在压力作用下，颗粒开始移动，形成较为紧密的堆积；
②颗粒发生脆性及弹性变形，此时的压缩曲线呈阶梯状；
③在极限压力作用下，坯体的致密度不再提高。
干压成型的方式
①单向加压
②双向加压
冷等静压的特点
特点：
①可成型形状复杂的大件及细长的制品，成型质量高；
②可较方便地提高成型压力，效果比干压法好；
③素坯体密度高而且均匀，烧成收缩小，不易变形；
④模具制作方便，寿命长，成本较低；
⑤可以少用或不用粘结剂。
烧结原理
烧结的实质是粉末坯体在适当的环境或气氛中受热，通过一系列物理、化学变化，使粉末颗粒间的粘结发生质的变化，坯体强度和密度迅速增加，其他物理、力学性能也得到明显的改善。
一般烧结过程可分为三个阶段：
◆从室温至最高烧成温度时的升温阶段；
◆在高温下的保温阶段；
◆从最高温度降至室温的冷却阶段。
在有些情况下还要包括烧成后的处理阶段。
烧结的方法
第六章
相对介电常数
当在两平板之间插入一种介质（材料）时，电容C将增加，此时电容C 与真空介质时该电容器的电容量C0 的比即为相对介电常数k
k＝C/C0
＝(εA/d)/(ε0A/d)
＝ε/ε0
极化
设想在平行板电容器的两板上，充以一定的电荷，当两板间存在电介质时，两板的电位差总是比没有电介质存在（真空）时低，在介质表面上会出现感应电荷，如图所示。
这些感应电荷部分屏蔽了板上自由电荷所产生的静电场。
这种感应电荷不能自由迁移，称为束缚电荷。
电介质在电场作用下产生感应电荷的现象，称为电极化。
介电损耗
☐任何电介质在电场的作用下，总是或多或少地把部分电能转化为热能而使介质发热。
☐在单位时间内因发热而消耗的能量称为电介质的损耗功率或简称为介质损耗，常用tgδ来表示，其值越大，能量损耗也越大。
☐介电击穿：在一定电压降下电流穿过材料发生短路而使材料失效的过程。
☐介电强度：引起击穿的电压降（单位为V/cm），即单位厚度的绝缘材料在击穿之前能够承受的最高电压
铁电理论(居里-------韦斯定律)
χ—极化率
在居里温度Tc下，材料发生自发极化，所有偶极子都有同一取向，极化率χ无穷大.
χ＝3 Tc ／（T—Tc）
铁电体晶体结构(钙钛矿结构)
铁电体的产生，也就是偶极子的自发定向，与晶体的相变紧密相关。
当晶体从有对称中心的非极化晶格转变为无对称中心的极化晶格时，才会出现铁电性。
如
BaTiO3从顺电体向铁电体的相变即为这种转变的典型。
低介电常数介电陶瓷k小于12
中等介电常数介电陶瓷k大于12
高介电常数介电陶瓷——铁电陶瓷k通常高于1000
第七章
磁导率:
磁性材料的磁导率定义为磁感应强度与磁场强度之比：
材料的磁性
磁化率的分类。