Ch10陶瓷材料

合集下载

ch陶瓷及复合材料解析实用

ch陶瓷及复合材料解析实用
第11页/共38页
1.氧化铝(刚玉,Al2O3)陶瓷
2050℃,抗氧化性好,广泛用作耐火材料 微晶刚玉的硬度极高,红硬性达1200℃ ◆很好的电绝缘和绝热材料,具有很高的电阻率和低的导热率; ◆很好的高温耐火结构材料,其强度和耐热强度均较高
氧化铝热电偶套管
氧化铝陶瓷密封环 第12页/共38页
氧化铝陶瓷喷嘴
性能主要取决于碳纤维的类型、含量和取向等。 一般是单向增强复合材料沿纤维方向强度最高,但横向性能较差,正交增
强可以减少纵、横两向的强度差异。
第34页/共38页
6.4 金属基复合材料
6.4.1 金属陶瓷
➢ 金属陶瓷是金属和陶瓷组成的非均质颗粒增强型复合材料。氧化物金属陶 瓷多以铬为粘接金属。热稳定性和抗氧化能力较好、韧性高。
第20页/共38页
第六章 复合材料
定义:指两种或两种以上的物理、化学性质不同的物质,经一定方法得 到的一种新的多相固体材料。 例:木材;钢筋混凝土;土坯;玻璃纤维挡泥板
最大特点:性能比组成材料的性能优越得多。 由金属、高分子和陶瓷中任两种或几种制备而成。
第21页/共38页
6.1 复合材料的复合原则
第25页/共38页
复合原则:
(1)颗粒相应高度均匀弥散分布在基体中,阻碍分子链 或位错运动。
(2)颗粒大小应适当,颗粒直径为几微米到几十微米。 (3)颗粒的体积含量应在20%以上。 (4)颗粒与基体之间应有一定的结合强度。
第26页/共38页
6.2 复合材料的性能特点
1、高的比强度和比模量是复合材料的突出性能特点。 2、很好的抗疲劳性能,好的抗断裂能力。 3、具有很优越的耐高温性能 4、良好的减摩、耐磨性和较强的减振能力
➢ 增强相,强结合键,陶瓷、玻璃等,脆性大→细纤维 ➢ 高分子基,纤维增强相起到有效阻止基体分子链的运动 ➢ 金属基,纤维增强相的作用就是有效阻止位错的运动

《Ch10陶瓷材料》幻灯片

《Ch10陶瓷材料》幻灯片
(二)按原料分类 普通陶瓷(硅酸盐)、特种陶瓷(人工合成)
(三)按性能和用途分类 日用陶瓷、结构陶瓷、功能陶瓷等。 高强度陶瓷、高温陶瓷、耐磨陶瓷、耐酸陶瓷、半导体陶瓷等。
三、陶瓷的发展
高铝质粘土和瓷 土的应用
釉的发明
原料纯化 陶瓷工艺 的发展
陶器
传统陶瓷
精细陶瓷 (微米级)
§10.1 陶瓷材料概述
最后,随着现代科学技术的飞速发展,使得具 有优良性能的特种陶瓷得到了广泛应用。
§10.2 陶瓷材料的构造和性能
一、陶瓷材料的结构 二、陶瓷材料的性能
一、陶瓷材料的构造
§10.2 陶瓷材料的结构和性能
陶瓷材料是多相材料,一般由晶相、玻璃相和气相组成。其显微 结构由其原料、组成和制造工艺所决定。
一、陶瓷材料的构造
但某些场合,不适合使用烧结金属含油轴承。如:流 体润滑条件下因其孔隙数量大,负荷区的润滑油层通过孔隙 泄漏,承载能力减小。不适于交变荷载(疲劳极限值受限制)
三、粉末冶金材料
§10.3 陶瓷的生产工艺 与粉末冶金
铜基含油轴承
以锡青铜粉末为原料,经过模具压制, 在高温中烧结后整形而成。它
的基体有细微、均布的孔隙,经润滑油真空浸渍后形成含油状态。
高温技术发展 显微结构分析的进步
性能研究的深入 无损评估的成就
陶瓷理论 的发展
纳米陶瓷
陶瓷研究发展的三个阶段
相邻学科的推动
三、陶瓷的发展
§10.1 陶瓷材料概述
1. 新石器时代,我们的祖先就会制作陶器。 然而陶器仅是一种含有较多气孔、质地较 松的未完全烧结制品。
2. 东汉晚期,陶器步入了瓷器阶段,这是陶 瓷技术发展史上十分重要的里程碑。
§10.3 陶瓷的生产工艺 与粉末冶金

直升机陶瓷复合装甲发展现状及新型材料应用前景

直升机陶瓷复合装甲发展现状及新型材料应用前景

直升机陶瓷复合装甲发展现状及新型材料应用前景武岳;王旭东;刘迪;李炯利;郭建强;李文博;张海平;曹振【摘要】目前国外军用武装直升机及运输直升机上均配置了轻质装甲材料.相比之下,国内直升机装甲配置在级别类型、数量、单架机面积等方面都远不如欧美发达国家.随着新一代军用直升机对抗弹生存能力提出了更高的要求,国内外对于新型装甲材料的开发也有了较大的进展.本文综述了国内外武装直升机用复合防弹装甲的发展状况,总结了直升机用复合防弹装甲未来的发展需求,分析了目前复合防弹装甲的抗弹机理、选材原则和材料在被武器打击过程中的吸能方式,并展望了梯度功能材料、微叠层材料、石墨烯改性陶瓷等新材料在军用直升机上的应用前景.为满足我国直升机的自主发展需求,我国对于性能优异的新型先进轻质防护材料的开发需求已刻不容缓.只有开发新型装甲材料才能提高我军直升机的生存能力,满足我国武器装备的作战需求,实现与世界先进直升机水平的同步发展.【期刊名称】《航空材料学报》【年(卷),期】2019(039)005【总页数】11页(P34-44)【关键词】武装直升机;复合装甲;抗弹机理;梯度功能材料;微叠层材料;石墨烯改性陶瓷【作者】武岳;王旭东;刘迪;李炯利;郭建强;李文博;张海平;曹振【作者单位】中国航发北京航空材料研究院铝合金所,北京 100095;北京石墨烯技术研究院有限公司,北京 100094;北京市石墨烯及应用工程技术研究中心,北京100095;中国航发北京航空材料研究院铝合金所,北京 100095;北京石墨烯技术研究院有限公司,北京 100094;北京市石墨烯及应用工程技术研究中心,北京 100095;中国航发北京航空材料研究院铝合金所,北京 100095;北京石墨烯技术研究院有限公司,北京 100094;北京市石墨烯及应用工程技术研究中心,北京 100095;中国航发北京航空材料研究院铝合金所,北京 100095;北京石墨烯技术研究院有限公司,北京100094;北京市石墨烯及应用工程技术研究中心,北京 100095;中国航发北京航空材料研究院铝合金所,北京 100095;北京石墨烯技术研究院有限公司,北京 100094;北京市石墨烯及应用工程技术研究中心,北京 100095;中国航发北京航空材料研究院铝合金所,北京 100095;北京石墨烯技术研究院有限公司,北京 100094;北京市石墨烯及应用工程技术研究中心,北京 100095;中国航发北京航空材料研究院铝合金所,北京 100095;北京石墨烯技术研究院有限公司,北京 100094;北京市石墨烯及应用工程技术研究中心,北京 100095;中国航发北京航空材料研究院铝合金所,北京100095;北京石墨烯技术研究院有限公司,北京 100094;北京市石墨烯及应用工程技术研究中心,北京 100095【正文语种】中文【中图分类】TB3在现有立体化作战模式中,军用直升机利用它独特的空气动力特性,可以不受地形、地物的限制,做到无需起降跑道,垂直上下、空中悬停、贴地飞行,极大地提高了陆军的机动作战能力,军事上有着不可取代的特殊作用[1]。

ch10_Materials_Selection_and_Design_材料选择与设计双语

ch10_Materials_Selection_and_Design_材料选择与设计双语

PREVIOUS
NEXT
RETURN OUTLINE
RETURN
2. Materials selection principles for processing properties
4). Machining properties机械加工性能
主要指切削加工性和磨削加工性,其中切削加工性最重要。一般来说材料 的硬度越高、加工硬化能力越强、切屑不易断排、刀具越易磨损,其切削 加工性能就越差。在钢铁材料中,易切削钢、灰铸铁和硬度处于 180 ~ 230HBS范围的钢具有较好的切削加工性能;而奥氏体不锈钢、高碳高合金 钢 (高铬钢、高速钢、高锰耐磨钢 )的切削加工性能较差。铝、镁合金及部 分铜合金具有优良的切削加工性能。
PREVIOUS NEXT RETURN OUTLINE RETURN
10.1 General principles
General principles for materials selection
1. Mechanical property: serving condition, failure mode 2. Processing property: direct influence to the manufacturing of product 3.Economy: cost performance
PREVIOUS
NEXT
RETURN OUTLINE
RETURN
2. Materials selection principles for processing properties(金属材料) 2).Press working properties 压力加工性能 包括变形抗力,变形温度范围,产生缺陷的可能性及加热、 冷却要求等。一般来说,铸铁不可压力加工,而钢可以压 力加工但工艺性能有较大差异,随着钢中碳及合金元素的 含量增高,其压力加工性能变差;故高碳钢或高碳高合金 钢一般只进行热压力加工,且热加工性能也较差,如高铬 钢、高速钢等;高温合金因合金含量更高,故热压力加工 性能更差。变形铝合金和大多数铜合金,像低碳钢一样具 有较好的压力加工性能。

高分子陶瓷复合材料简介

高分子陶瓷复合材料简介
晶态结构 :线型聚合物固化时可以结晶,但由于分子链运 动较困难,不可能完全结晶。所以晶态聚合物实际为晶区 (分子有规律排列)和非晶区(分子无规律排列)两相结 构,一般结晶度(晶区所占有的重量百分比)只有50%~ 85%,特殊情况可达到98%。在结晶聚合物中,晶区与非 晶区相互穿插,紧密相连,一个大分子链可以同时穿过许 多晶区和非晶区。
(二)晶态高聚物形变与温度的关系
高度结晶的高聚物,具有明确的熔点Tm,温度达到Tm之后, 材料转变为流体,进入粘流态,此时, Tm也就是粘流温度。
形变
若相对分子质量太大,非晶区 的粘流温度Tf高于晶区的熔点 Tm则晶区熔融后将出现高弹 态,直至温度升高Tf到才进入 粘流态。
1
2
温度 Tg Tm Tf
单轴取向
双轴取向 26
非晶态:分子取向 大尺寸(整链);小尺寸(链段) 大尺寸取向 小尺寸取向 27
晶态:聚集态结构变化 机理:晶面滑移为主 片晶折 叠链→伸直链 (微丝结构)
第三节、温度对高聚物结构性能的影响
(一)线型无定形高聚物形变与温度的关系 Tg玻璃化温度 Tf粘流化温度 •塑料的高聚物 Tg要高; Tf 不要 太高, Tg—Tf 范 围不要太大。 •橡胶的高聚物Tg要低; Tf 较高, Tg—Tf 范围要求宽。 28
2
(二)高分子化合物的分类及命名
按材料的性能 和用途分类 按聚合物分子 结构分类
塑料、橡胶、纤维、涂料、胶粘剂、功能高分子等。 碳链聚合物:大分子主链全部由碳原子组成。如,聚乙 烯、聚丙烯、聚氯乙烯等。 杂链聚合物:大分子主链上除碳原子外,还有氧、硫、 氮等元素。如,聚酯、聚醚、聚酰胺、聚胺酯 元素有机聚合物:大分子主链上没有碳原子,由硅、硼、 铝、氧、氮、硫等元素组成,但侧基由有机基团组成。 如,有机硅橡胶、有机硅树脂。

陶瓷材料成分

陶瓷材料成分

陶瓷材料成分
陶瓷材料的成分主要有粘土、高纯白炭酸钙、高纯玻璃釉等。

1、粘土:粘土是陶瓷材料的主要原料,它具有可塑性、耐火性、热稳定性等优点,主要成份是石英、绿泥石、伊犁黏土、钙质黏粒石等,还含有微量的杂质元素。

2、高纯白炭酸钙:高纯白炭酸钙是陶瓷生产中的重要原料,它具有熔点低、耐热性好、肉眼可见的白色特点,主要成份是CaCO3,其含量一般在99%以上。

3、高纯玻璃釉:高纯玻璃釉是陶瓷的重要涂料,它具有抗酸碱、耐洗涤、耐腐蚀性能好等特点,由于它的有机多元素含量很低,无色釉它主要是玻璃分子和镁、硅、钠、铝等元素及水组成。

航空发动机用陶瓷基复合材料研究进展

航空发动机用陶瓷基复合材料研究进展

随着航空发动机性能的不断提高,对于先进材料的需求也日趋迫切。

近年来,各大发动机厂商均加大投入力度,瞄准新一代耐高温材料——陶瓷基复合材料(CMC)。

陶瓷基复合材料(CMC)由于具备低密度、耐高温、抗氧化等特性,成为航空发动机用高温材料的热点。

发动机的高温部件主要包括燃烧室、高/低压涡轮及喷管等,其中高/低压涡轮部件主要包含导向器叶片、转子叶片及涡轮外环。

在应用陶瓷基复合材料之前,这些部件主要采用高温合金,其耐温能力发展变化如图1所示。

从图中可以看出,从20世纪40年代开始,高温合金的耐温能力逐渐提升,尤其是在20世纪40—50年代,锻造高温合金的耐温能力提升明显,之后处于缓慢提升期,基本上每10年增加约35℃。

目前,高温合金的耐温极限维持在1100℃附近,而陶瓷基复合材料的应用将发动机部件的耐温能力提升至1200~1350℃,并且陶瓷基复合材料构件质量通常为镍基高温合金构件质量的1/4~1/3,不仅可以通过提高构件的工作温度提高燃油经济性,还可以通过减轻质量实现燃油经济性的提高。

图1 在拉伸载荷137MPa,持久寿命1000h条件下,材料所能承受的温度极限航空发动机用陶瓷基复合材料目前主要包含两大类:一类是碳化硅纤维增强的碳化硅基复合材料(SiC/SiC复合材料),包括衍生出的SiBCN、SiCN基复合材料等;另一类是氧化物纤维增强的氧化物基复合材料(OX/OX复合材料),主要是氧化铝纤维增强的氧化铝基复合材料。

这两类复合材料的特点有所不同,SiC/SiC复合材料主要特点是密度低(密度为2.1~2.8 g/cm3)、耐高温(1200~1350℃可长时使用),主要应用于发动机高温热端部件,如燃烧室、高/低压涡轮等;OX/OX复合材料长时耐温能力约为1150℃,略低于前者,其密度通常在2.5~2.8 g/cm3,其与SiC/SiC复合材料相比的优势之一是成本相对较低,主要应用于发动机的喷管及小型发动机的高温部位。

八种新型陶瓷材料

八种新型陶瓷材料

八种新型陶瓷材料
随着科技的不断发展,新型陶瓷材料的应用范围也越来越广泛。

下面介绍八种新型陶瓷材料:
1. 氧化锆陶瓷:具有高硬度、高抗压强度、高化学稳定性和良好的耐磨性,适用于制作高强度陶瓷刀具、轴承、气动阀门等。

2. 氧化铝陶瓷:具有高硬度、高密度、高抗压强度和良好的耐磨性,适用于制作切割工具、磨料、电子元件等。

3. 氮化硅陶瓷:具有高硬度、高强度、高温稳定性和耐腐蚀性,适用于制作高温陶瓷刀具、结构陶瓷和电子元件等。

4. 氧化锆纤维增强陶瓷:具有高强度、高韧性和高耐磨性,适用于制作高性能陶瓷刀具、轴承、气动阀门等。

5. 钛酸锶陶瓷:具有高介电常数、高介电损耗和良好的温度稳定性,适用于制作电容器、声波谐振器等。

6. 铝氧化物-氮化硅复合陶瓷:具有高硬度、高抗压强度、高温稳定性和良好的耐磨性,适用于制作高性能陶瓷刀具、轴承、气动阀门等。

7. 氧化锆-氮化硅复合陶瓷:具有高硬度、高抗压强度、高温稳定性和良好的耐磨性,适用于制作高性能陶瓷刀具、轴承、气动阀门等。

8. 碳化硅陶瓷:具有高硬度、高抗压强度、高温稳定性和良好的耐磨性,适用于制作高性能陶瓷刀具、轴承、气动阀门等。

- 1 -。

ch团厌瓷法

ch团厌瓷法

CH团厌瓷法是一种用于制备陶瓷材料的工艺方法。

它采用CH气体作为还原剂,将金属氧化物还原成金属,再通过高温烧结制备陶瓷材料。

该方法具有制备温度低、制备时间短、材料性能优异等优点,因此在陶瓷材料制备领域得到了广泛应用。

在CH团厌瓷法的具体操作中,需要将金属氧化物粉末和CH气体混合,然后在高温下进行还原反应。

还原反应生成的金属粉末在高温下进行烧结,最终得到陶瓷材料。

该方法的优点在于制备温度低,可以避免高温下材料的分解和相变,同时制备时间短,可以降低生产成本。

CH团厌瓷法可以用于制备各种陶瓷材料,如氧化铝、氧化锆、碳化硅等。

这些陶瓷材料具有优异的力学性能、化学稳定性和高温性能,因此在航空航天、汽车、能源等领域得到了广泛应用。

总的来说,CH团厌瓷法是一种制备陶瓷材料的先进工艺方法,具有广阔的应用前景和重要的研究价值。

陶瓷衬垫产品知识点总结

陶瓷衬垫产品知识点总结

陶瓷衬垫产品知识点总结一、材料陶瓷衬垫一般采用氧化铝陶瓷、氧化铝陶瓷泥、碳化硅陶瓷等材料制成。

这些陶瓷材料具有高硬度、耐磨、耐高温、耐腐蚀的特点,适用于各种恶劣环境下的工作条件。

1.氧化铝陶瓷氧化铝陶瓷是一种由氧化铝粉末经过成型、烧结等工艺制成的陶瓷材料。

它具有硬度高、抗压强度大、耐磨损能力强的特点,适合用于破碎、研磨等颗粒物料的输送系统中。

2.氧化铝陶瓷泥氧化铝陶瓷泥是一种由氧化铝粉末与粘结剂等混合制成的浆料,经过成型、干燥、烧结等工艺制成的陶瓷材料。

它不仅具有氧化铝陶瓷的耐磨性能,还具有较好的粘结性和塑性,能够适用于各种形状的衬垫制作。

3.碳化硅陶瓷碳化硅陶瓷是一种由碳化硅粉末经过烧结等工艺制成的陶瓷材料。

它具有硬度高、耐磨损能力强、耐高温等特点,适用于高温、高速、高粘度等条件下的工作环境。

以上这些材料都具有高硬度、耐磨、耐高温、耐腐蚀等特点,能够满足不同工作条件下的需求。

二、特点陶瓷衬垫具有以下特点:1.耐磨性能好:采用高硬度的陶瓷材料制成,具有良好的耐磨性能,能够有效保护设备的工作部件,延长设备的使用寿命。

2.耐高温性能好:陶瓷材料具有良好的耐高温性能,能够在高温工作环境下保持稳定的性能,不易变形、破裂。

3.耐腐蚀性能好:由于采用了耐腐蚀的陶瓷材料制成,能够在酸、碱等腐蚀性介质中长期工作,不易发生损坏。

4.安装简便:陶瓷衬垫一般采用螺栓固定在设备上,安装简便,能够有效保护设备不受损坏。

5.维护成本低:由于具有较长的使用寿命和良好的耐磨、耐腐蚀性能,维护成本较低,能够有效降低设备的维护成本。

三、适用范围由于陶瓷衬垫具有高耐磨、耐腐蚀、耐高温等特点,适用范围广泛,主要包括以下几个方面:1.矿山行业:用于破碎、研磨、输送等设备的保护和支撑。

2.冶金行业:用于高温、高速、高粘度等条件下的设备的保护和支撑。

3.水泥行业:用于储料、破碎、研磨等设备的保护和支撑。

4.电力行业:用于煤粉输送、灰渣排放等设备的保护和支撑。

林州钾砂页岩生产釉面发泡陶瓷砖试验

林州钾砂页岩生产釉面发泡陶瓷砖试验

(
2)球磨。将发泡陶瓷基料投入专用球磨机中,球
磨时间大 约 6h,控 制 水 分 在 42% ~46% ,细 度 在 1.
2%~1.
6% ,比重在 1.
50~1.
54,粘度在 30~50s(涂 4 粘度计法),泥浆合格过 20 目震动筛,得 发 泡 陶 瓷 基
料泥浆;将过渡料投入专用球磨机中,球 磨 时 间 大 约 8
速)、泥 浆 水 分、比 重、细 度 (
250 目 筛 余),粉 料 性 能 包
括粉料水份、颗粒级配、粉料流动性、粉料堆积密度,坯
体性能包括坯体含水率、坯体针密度、青坯坯体抗折强
度和白坯抗折强度,烧 成 性 能 包 括 烧 结 温 度、吸 水 率、
收缩率、烧失率、烧白 度 和 瓷 体 抗 抗 折 强 度,其 中 泥 浆
范围见表 6。
1.
2.
2 配方试验
配方试验内容包 括 发 泡 陶 瓷 基 料、底 釉 料 和 哑 光
表 6 以二龙山霞石为主体原料的发泡陶瓷透明釉料取值范围
(% )
透明釉料。发泡陶瓷基料以牛岭山钾砂页岩为主体原
料,以信阳 膨 润 土 为 次 要 原 料,林 州 钠 长 石 为 辅 助 原
二龙山
透明微
因素
白熔块、硅灰石和信阳膨润土为辅助原料,用来调整底
1
底釉料以林州钾长石 为 主 体 原 料,以 佛 山 某 公 司 产 锆
表 7 正交实验设计表
3
作为球磨减水剂使用甲基纤维素钠作为增稠剂。发泡
陶瓷底釉料组成范围见表 5。发泡陶瓷 透 明 釉 料 以 二
膨润土(
B)
80
6
70
2
釉料的膨胀系数、烧结温度和高温粘度,以三聚磷酸钠

《结构陶瓷ch》PPT课件

《结构陶瓷ch》PPT课件
Ch.3 非氧化物陶瓷 Non-oxidation Ceramics
3.1 概述
• 非氧化陶瓷包括金属的碳化物陶瓷、氮化物、硅 化物和硼化物等陶瓷的总称。它们和氧化物陶瓷 的区别在于:
①非氧化物陶瓷一般为共价键结构,因此难熔、难 烧结;
②非氧化物陶瓷在自然界存在很少,需要人工合;
③非氧化物陶瓷的发展历史相对较短;
• 坯体在隔绝空气条件下用电炉在2400℃以上高温 下进行烧结,经“蒸发和凝聚”使SiC颗粒再结晶 而形成的一种高温结构陶瓷材料。
• 烧前和最终密度保持不变, 在晶体之间形成固态 SiC 结合(α- SiC结合类 ) 。
• 特点:纯度高、无中间结合相,良好的导电导热 和高温性能(≥1900℃ )。缺点:气孔率高(20 ℃ )、强度低。
14
液相烧结
• 加入一定数量的烧结助剂,在较低的温度下实现 SiC的致密化;
• 采用Y2O3、Al2O3为烧结助剂,选熔点较低的YAG (Y3Al5O12)为基本的配方组元,1850℃就可烧 成高性能SiC陶瓷。
2021/3/19
非氧化物陶瓷
15
再结晶SiC
• 将高纯度(≥99.5%)碳化硅粗粉和高活性碳化硅 微粉混合,注浆成型制成坯体密度很高的SiC 成 型件,
• 这种方法需要加入过量碳以确保SiO2的完全反应, 但反应在≥1550℃时生成SiC。残留的C在氮化后 600 ℃煅烧可排除。
2021/3/19
非氧化物陶瓷
40
起始原料SiO2和C →混合 →氮化烧成→脱碳处理→ Si3N4粉末
• 本工艺方法的特点:
– 高纯、超细原料SiO2和C 来源丰富,易于廉价获得; – 反应产物是疏松的粉末,无须像硅粉氮化那样经过粉碎处理,从而避免

陶瓷原料硅酸锆

陶瓷原料硅酸锆

陶瓷原料硅酸锆简介陶瓷是一种非金属无机材料,由多种原料混合制成,经过成型和高温烧结而成。

而硅酸锆是一种常用的陶瓷原料,它具有优异的物理和化学性质,被广泛应用于陶瓷工业。

本文将详细探讨硅酸锆的来源、性质以及在陶瓷制品中的应用。

来源硅酸锆的主要来源是氧化锆。

氧化锆是天然矿石锆石的主要成分,可以通过矿石的提纯和化学反应得到。

经过一系列矿石加工和冶炼工艺,锆石中的氧化锆可以被提取出来,然后经过进一步的处理和加工得到纯度较高的硅酸锆。

物理性质硅酸锆是一种白色结晶体,具有良好的透明度和光泽。

以下是一些硅酸锆的物理性质: - 密度:硅酸锆的密度较高,约为6.0-6.2 g/cm³。

- 熔点:硅酸锆的熔点较高,约为2500°C。

- 硬度:硅酸锆的硬度较高,约为7.5-8.0(莫氏硬度)。

- 热膨胀系数:硅酸锆的线膨胀系数较低,使其在高温下具有较好的稳定性。

化学性质硅酸锆具有优秀的化学稳定性,耐酸碱侵蚀,不易氧化和变色。

以下是一些硅酸锆的化学性质: - 酸碱稳定性:硅酸锆在常见的酸和碱环境中具有良好的稳定性,不会发生溶解或腐蚀。

- 氧化性:硅酸锆在高温下会发生氧化反应,但在常温下不易氧化。

- 颜色稳定性:硅酸锆具有良好的颜色稳定性,即使在高温下也不会出现显著的色彩变化。

应用领域硅酸锆在陶瓷工业中有广泛的应用。

由于其良好的物理和化学性质,硅酸锆可以用于制备各种类型的陶瓷制品。

以下是一些常见的硅酸锆应用领域:1. 陶瓷瓷砖硅酸锆可以用作陶瓷瓷砖的添加剂,用于提高瓷砖的硬度、耐磨性和光泽度。

硅酸锆的添加可以增加瓷砖的密度和强度,使其更耐用和易清洁。

2. 陶瓷瓷器硅酸锆可以用于制备高档陶瓷瓷器。

将硅酸锆添加到瓷器原料中,可以提高瓷器的白度和透明度,使其更具质感和观赏性。

3. 陶瓷骨料硅酸锆可以用作陶瓷骨料,添加到陶瓷基体中增强其机械性能。

硅酸锆的添加可以提高陶瓷的抗压强度、抗弯强度和热伸缩性,使其更耐用和稳定。

  1. 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
  2. 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
  3. 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
许多高性能陶瓷几乎都是不含玻璃相的结晶态陶瓷。 工业陶瓷力求气孔小、数量少,并分布均匀。
2020/5/3
一、陶瓷材料的结构
§10.2 陶瓷材料的结构和性能
烧结体自由表面 SEM照片
相同区域的Bi元 素特征X射线相
ZnO-Bi2O3陶瓷的组织形态
2020/5/3
二、陶瓷材料的性能
§10.2 陶瓷材料的结构和性能
收了相邻学科的先进技术而发展起来的一门
综合而又相对独立的学科。这一阶段先进陶
瓷被称为微米级先进陶瓷。
氮20化20/5/硅3 陶瓷轴承
超声波雾化器用 压电陶瓷晶片
金属陶瓷阀门
三、陶瓷的发展
§10.1 陶瓷材料概述
5. 20世纪90年代,陶瓷研究进入了第三个阶 段——纳米陶瓷阶段。
所谓纳米陶瓷,是指显微结构中物相具有纳 米(nm)级尺度的陶瓷材料,它包括晶粒 尺寸、晶界宽度、第二相分布、气孔尺寸、 缺陷尺寸等均在纳米量级的尺度上。
2. 坯料成型
将坯料装入模具内,通过一定方法制成具有一定形状、尺寸和密度的生坯。
成型方法:可塑性成型、注浆成型、压制成型(其中又有干压成型、热压成 型、注射成型、冷等静压成型、热等静压成型、爆炸成型)等。
3. 制品烧结
干燥后的生坯加热到高温,通过一系列的物理化学变化,获得所要求的性能。 有常压烧结、热压烧结、反应烧结、气氛加压烧结和热等静压烧结等。
与金属材料不同,陶瓷材料的化学键大都为离子键和共价 键,因而使其具备了一些独特的性能。
(一)力学性能 1. 硬度极高(一般为1000 ~ 5000 HV),耐磨性极高。 2. 弹性模量高、刚度大,是各种材料中最高的。 3. 强度:抗拉强度很低,抗弯强度稍高,而抗压强度很高。 4. 塑性、韧性低,脆性大,在室温下几乎没有塑性,难以进行 塑性加工。
1. 减摩材料 制滑动轴承、垫圈、密封圈等。 2. 结构材料 制齿轮、凸轮、连杆、轴承、离合器、垫圈等。 3. 多孔材料 用于过滤、分离、磷化、阻尼、渗透、热交换等。 4. 摩擦材料 制刹车片、制动片、离合器片、变速箱摩檫片等。
2020/5/3
三、粉末冶金材料
粉末冶金滑动轴承
§10.3 陶瓷的生产工艺与 粉末冶金
§10.3 陶瓷的生产工艺与 粉末冶金
粉末注射成形(PIM)技术优势: (1)可成形复杂结构的零件; (2)尺寸精度高; (3)与PM相比,微观组织均匀,密度高,性能好; (4)低成本; (5)材料非常广泛。
但最小质量0.1g,最大质量800g。
现代烧结技术 “三高一低”(高强度、高性能、高精度、低成本) “三耐”(耐磨损、耐高温、耐腐蚀)
4. 后加工处理
2020/5/3
§10.3 陶瓷的生产工艺与
一、陶瓷生产与粉末冶金生产的工艺
粉末冶金
中南大学粉末冶金国家重点实验室视频
粉末冶金压机
2020/5/3
粉末冶金V形混粉机
二、粉末注射成形(PIM)
§10.3 陶瓷的生产工艺与 粉末冶金
2020/5/3
注射成形工艺流程
二、粉末注射成形(PIM)
2020/5/3
二、陶瓷材料的性能
§10.2 陶瓷材料的结构和性能
(二)物理、化学性能
1. 熔点很高,大多在2000℃以上,具有很高的耐热性能。
2. 线膨胀系数小,导热性和抗热振性较差,受热易破裂。
3. 化学稳定性高,抗氧化性优良,对酸、碱、盐具有良好的 耐腐蚀性。
4. 大多数陶瓷具有高电阻率,少数具有半导体性质;许多陶 瓷具有特殊性能,如光学性能、电磁性能等。
2020/5/3
三、粉末冶金材料
§10.3 陶瓷的生产工艺与 粉末冶金
干摩擦轴承:无润滑轴承/不从外部补加润滑油(脂)的轴承。 ①塑料类,最多的是PTFE系轴承,μ=0.04(小) ②金属类 ③陶瓷类
2020/5/3
三、粉末冶金材料
§10.3 陶瓷的生产工艺与 粉末冶金
(二)粉末冶金工具材料 包括各种硬质合金、粉末高速钢、精细陶
填充晶相间的空隙,提高致密度,降低烧结温度,抑制晶粒长大等。 玻璃相对陶瓷的机械强度、介电性能、耐热性等是不利的,不能成为 陶瓷的主导组成部分,一般含量为20~40%。
3. 气相(气孔):是陶瓷组织内部残留下来未排除气体,通常以气孔
形式出现。根据气孔含量,可将陶瓷分为致密陶瓷、无开孔陶瓷和多 孔陶瓷。除多孔陶瓷外,气孔都是不利的,它降低了陶瓷的强度和导 热性能,也常常是造成裂纹的根源,应尽量减少制品中的气孔含量。
2020/5/3
三、陶瓷的发展
§10.1 陶瓷材料概述
3. 随着科学技术的进步与发展,由瓷器又衍 生出许多种类的陶瓷。
日用陶瓷、工业陶瓷与水泥、玻璃、耐火 材料、搪瓷、磨料制品等统称为硅酸盐制 品。人们一般将这一类陶瓷制品成为传统 陶瓷或普通陶瓷。
2020/5/3
三、陶瓷的发展
§10.1 陶瓷材料概述
2020/5/3
§10.3 陶瓷的生产工艺与 粉末冶金
2020/5/3
注塑机 真空烧结炉
三、粉末冶金材料
§10.3 陶瓷的生产工艺与 粉末冶金
粉末冶金材料包括金属材料及其合金、一些陶瓷材料及复合材料等。
按用途分: 机器零件材料、工具材料、高温材料、电工材料、磁性材料等。
(一)粉末冶金机器零件材料
三、粉末冶金材料
§10.3 陶瓷的生产工艺与 粉末冶金
2020/5/3
粉末冶金多孔过滤材料
三、粉末冶金材料
§10.3 陶瓷的生产工艺与 粉末冶金
含油轴承的定义,美Oilless Bearing
欧洲Selflubricating Bearing 不是轴承含有油,不是使用时不需要补加润滑油。而是 已经含有一定量的润滑油,使用时不需要经常补加润滑油或 只需少量地补充润滑油。 特点:含有的微孔有利于磨合;位于微孔中的润滑油可 在摩擦表面形成油膜,在启动期间和在摩擦组件的各种条件 下都能保证边界润滑。 又称“自润滑轴承”。
但某些场合,不适合使用烧结金属含油轴承。如:流体 润滑条件下因其孔隙数量大,负荷区的润滑油层通过孔隙泄 漏,承载能力减小。不适于交变荷载(疲劳极限值受限制)
2020/5/3
三、粉末冶金材料
§10.3 陶瓷的生产工艺与 粉末冶金
铜基含油轴承
以锡青铜粉末为原料,经过模具压制, 在高温中烧结后整形而成。它
高温技术发展 显微结构分析的进步
性能研究的深入 无损评估的成就
陶瓷理论 的发展
2020/5/3
纳米陶瓷
陶瓷研究发展的三个阶段
相邻学科的推动
三、陶瓷的发展
§10.1 陶瓷材料概述
1. 新石器时代,我们的祖先就会制作陶器。 然而陶器仅是一种含有较多气孔、质地较 松的未完全烧结制品。
2. 东汉晚期,陶器步入了瓷器阶段,这是陶 瓷技术发展史上十分重要的里程碑。
的基体有细微、均布的孔隙,经润滑油真空浸渍后形成含油状态。
2020/5/3
三、粉末冶金材料
与铸造轴承合金比: ①可精确调节减摩性能; ②材料利用率高,无切削损失; ③节能; ④环境无污染或最小 ⑤可用黑色金属取代昂贵的有色金属。
生产过程(右图)
§10.3 陶瓷的生产工艺与 粉末冶金
用途:如事务机器(打印机、复印机、传真机等相关轴承)
2020/5/3
一、陶瓷材料的结构
§10.2 陶瓷材料的结构和性能
1. 晶相:是陶瓷材料的主要组成相,有化合物或固溶体。晶相可分为
主晶相(对陶瓷材料的性能起决定性作用,主要有硅酸盐、氧化物、 非氧化物三种)、次晶相和三晶相。晶相的结构、数量、形态和分布, 决定了陶瓷的主要特点和应用。
2. 玻璃相:是一种低熔点的非晶态固相,其作用是粘接非晶态晶相,
其次,陶瓷又是制造美术陈设器皿的最耐久最 富于装饰性的材料,在我国外贸中占有一定的 地位。
2020/5/3
四、陶瓷在现代化建设中的作用
§10.1 陶瓷材料概述
再次,陶瓷又是一个原料来源丰富,传统技艺 悠久,具有坚硬、耐用及一系列优良性质的材 料,在建筑、电力、电子、化学、冶金工业等 ,甚至农业和农产品加工中都大量应用。








2020/5/3
二、陶瓷材料的分类
§10.1 陶瓷材料概述
(一)按化学成分分类 1. 氧化物陶瓷(Al2O3、ZrO2、MgO等) 2. 碳化物陶瓷(SiC、B4C、WC等) 3. 氮化物陶瓷(Si3N4、TiN、BN等) 4. 硼化物陶瓷(TiB2、ZrB2等) 5. 复合瓷、金属陶瓷和纤维增强陶瓷等(3Al2O3·2SiO2(莫来石) 等)
2020/5/3
三、陶瓷的发展
§10.1 陶瓷材料概述
TiO2陶瓷薄膜AFM照片
纳米陶瓷是当前陶瓷 材料研究中的一个十 分重要发展趋向,它 将促使陶瓷材料从工 艺到理论、从性能到 应用提高到一个崭新 阶段。
2020/5/3
四、陶瓷在现代化建设中的作用
§10.1 陶瓷材料概述
首先,陶瓷是人民日常生活中听不可缺少的日 用品,几千年来一直是人类用以生活的主要餐 具、茶具和容器。
第十章 陶瓷材料
§10.1 陶瓷材料概述 §10.2 陶瓷材料的结构和性能 §10.3 陶瓷的生产工艺与粉末冶金 §10.4 常用陶瓷材料
2020/5/3
§ 10.1 陶瓷材料概述
2020/5/3
一、陶瓷材料的概念
§10.1 陶瓷材料概述
传统的陶瓷材料是粘土、石英、长石等硅酸盐类材料,而现代陶瓷 材料是无机非金属材料的统称。其原料已不再是单纯的天然矿物材料, 而是扩大到人工化合物(如Al2O3、SiO2、ZrO2等)。
一、陶瓷生产与粉末冶金生产的工艺 二、粉末注射成形工艺 三、粉末冶金材料
相关文档
最新文档