陶瓷热学及高温性能的资料共34页
陶瓷加热知识点总结高中
陶瓷加热知识点总结高中一、陶瓷加热技术的基本概念1.1 陶瓷加热的定义陶瓷加热是指利用陶瓷材料的特性，将电能、燃气、光能等形式的能源转变为热能的过程。
陶瓷加热技术在工业生产、民用生活、科研实验等领域都有广泛的应用，因其具有高温稳定性、耐腐蚀、节能环保等特点而备受青睐。
1.2 陶瓷材料的特性陶瓷材料一般具有以下特点：1）高温稳定性：陶瓷材料能在高温环境下保持其结构和性能不变。
2）耐腐蚀性：陶瓷材料对酸碱性物质具有较好的耐腐蚀性。
3）绝缘性：陶瓷材料能有效隔离电磁波和热辐射，具有优良的绝缘性能。
4）耐磨性：陶瓷材料具有很好的耐磨性，适合制作耐磨零部件。
5）抗拉强度低：陶瓷材料一般具有很高的抗压强度，但抗拉强度较低。
6）质地脆硬：陶瓷材料一般具有较高的硬度和脆性，容易出现断裂。
1.3 陶瓷加热的工艺陶瓷加热技术主要包括以下几种加热方式：1）电阻加热：利用陶瓷电加热元件将电能转化为热能。
2）辐射加热：利用陶瓷辐射源产生的红外线、紫外线等辐射能将物体加热。
3）电磁感应加热：利用陶瓷感应加热元件在交变磁场中产生涡流将物体加热。
4）等离子弧加热：利用等离子弧产生的高温将物体加热。
5）微波加热：利用陶瓷微波源将微波能量传输到物体中将其加热。
6）超声波加热：利用陶瓷超声波换能器将机械能转化为热能将物体加热。
二、陶瓷电阻加热技术2.1 陶瓷电阻加热元件陶瓷电阻加热元件是将陶瓷材料制成的发热体，通过电流加热而达到加热目的。
陶瓷电阻加热元件一般包括导电层、绝缘层和发热层三部分。
导电层通常采用金属或金属化陶瓷材料，绝缘层采用陶瓷材料，发热层采用电阻性能优良的陶瓷材料。
2.2 陶瓷电阻加热原理当陶瓷电阻加热元件通电时，电能会通过导电层输送到发热层，使其发生电阻加热，产生热量。
导电层的设计和性能对陶瓷电阻加热的性能具有重要影响，一般选择导电性能优良、热膨胀系数与陶瓷基体接近的金属或金属化陶瓷材料。
2.3 陶瓷电阻加热的应用陶瓷电阻加热技术广泛应用于热电工业、陶瓷烧结、化工生产等领域。
耐高温陶瓷材料
耐高温陶瓷材料耐高温陶瓷材料是指具有优良的耐高温性能和热稳定性能的陶瓷材料。
耐高温陶瓷材料在高温环境下具有极高的耐热稳定性和抗热震性，能够在极端的高温条件下保持其原有的物理性能和化学性质，不产生明显的变形和损坏。
耐高温陶瓷材料主要包括氧化铝陶瓷，氮化硼陶瓷，碳化硅陶瓷等。
其中，氧化铝陶瓷是最常见的耐高温陶瓷材料之一。
其主要成分是Al2O3，具有优异的耐高温性能、良好的绝缘性和耐腐蚀性。
氧化铝陶瓷可以在1500℃以下长时间稳定工作，能够在高温环境中承受高温气体、高温溶液和高温气体腐蚀。
氮化硼陶瓷是一种具有优异耐高温性能和抗腐蚀性能的陶瓷材料。
其主要成分是BN和Si3N4，具有低密度、高硬度和高热导率等优点，可以在高温环境中长时间稳定工作。
碳化硅陶瓷是一种具有极高硬度、耐高温、耐腐蚀性能的陶瓷材料。
它主要由碳化硅和二硅化硅组成，常温下具有高硬度和优良的强度，能够在1400℃以上长时间稳定工作。
耐高温陶瓷材料具有许多优点。
首先，它们具有良好的耐高温性能，可以在极端的高温环境下正常工作。
其次，它们具有良好的耐热稳定性，不会因高温引起变形和裂纹。
再次，它们具有优异的抗热震性能，可承受高温急剧变化的温度和压力。
此外，耐高温陶瓷材料还具有良好的化学稳定性和耐腐蚀性，能够在酸碱等恶劣环境中长期稳定工作。
耐高温陶瓷材料在许多工业领域得到广泛应用。
它们常用于高温炉窑、航空航天、电子器件、化学工业等领域。
例如，氧化铝陶瓷常用于高温炉窑的炉具、炉内陶瓷管、炉门等部件，以及航天器件的高温绝缘陶瓷和耐高温结构陶瓷。
氮化硼陶瓷常用于高温炉窑的耐高温线圈和耐高温绝缘材料。
碳化硅陶瓷则常用于化学装置中的耐腐蚀陶瓷泵、阀门和管道等。
总之，耐高温陶瓷材料具有优异的耐高温性能和热稳定性能，被广泛应用于高温环境下的工业生产和科学研究中。
随着科技的进步和工业的发展，将会有更多新型的耐高温陶瓷材料被开发出来，为各行业的高温应用提供更好的选择。
文档2—— 陶瓷的高温烧成
试验七陶瓷的高温烧成一、目的意义陶瓷的高温制备过程称为“烧成”。
通过实验测定坏体的烧结温度和烧结温度范围，可以了解在烧成时的安全程度，可为选择窑炉和确定窑炉的温度要求，拟订合理的烧成温度曲线提供依据。
因此，测定坏体的烧结温度和烧结温度范围对陶瓷材料科研和生产具有重要的意义。
测定坏体的烧结温度和烧结温度范围的方法有将试样置于不同温度下进行焙烧法、高温透射投影法和高温显微镜法等几种。
本实验采用第一种。
本实验的目的：1.按照确定的材料配方和所用原料的化学成分进行坯料计算和制备坯料；2.进一步了解陶瓷烧成温度和温度制度对材料性能的影响；3.掌握实验室常用高温实验仪器、设备的使用方法；4.通过实验学会分析材料的烧成缺陷，制定合理的烧成温度制度。
二、基本原理陶瓷材料在烧成过程中，随着温度的升高，将发生一系列的物理化学变化。
例如，原料的脱水和分解，原料之间新化合物的生成，易熔物的熔融等。
随着温度的逐步升高，新生成的化合物量不断变化，液相的组成、数量和粘度也不断变化，坏体的气孔率逐渐降低，坏体逐渐致密，直至达到最大值，此种状态称为“烧结”。
坏体在烧结时的温度称为“烧结温度”。
陶瓷材料的烧结过程将成型后的可密实化的粉末，转化为一种通过晶界相互联系的致密晶体结构。
陶瓷生坏经过烧结后，其烧结物往往就是最终产品。
陶瓷材料的质量与其原料、配方以及成型工艺、陶瓷制品的性能、烧结过程等都有很大关系。
因此，一般建筑卫生瓷的烧结除了要通过控制烧结条件，以形成所需的物相和防止晶粒异常长大外，还要严格控制高温下生成的液相量。
液相量过少，制品难以密实；液相量过多，则易引起制品变形，甚至产生废品。
烧结后若继续加热，温度升高，坏体会逐渐软化（烧成工艺上称为过烧），甚至局部熔融，这时的温度称为“软化温度”。
烧结温度和软化温度之间的温度范围称为“烧结温度范围”。
三、实验器材1.天平2.坩埚钳，石棉手套，护目镜。
3.高温电阻炉（最高温度1350℃）。
陶瓷材料的耐火性能研究
陶瓷材料的耐火性能研究陶瓷是一种重要的材料，在现代社会中有着广泛的应用。
它的特点是耐高温、耐腐蚀、绝缘性良好等。
其中，陶瓷材料的耐火性能是其最重要的特点之一。
本文将探讨陶瓷材料的耐火性能，并介绍一些相关的研究成果。
一、耐火性能的评价指标陶瓷材料的耐火性能主要指其在高温环境下能否保持其原有的形态和性能。
为了评价陶瓷材料的耐火性能，研究者们提出了一系列的指标。
首先是耐高温性能。
该指标表示材料能够承受的最高温度。
一般来说，可以通过热重分析仪等设备来测定材料的热失重情况，从而确定其耐高温性能。
其次是热膨胀系数。
热膨胀系数是指材料在温度变化时体积膨胀的程度。
陶瓷材料的热膨胀系数通常较低，因此能够在高温环境中保持稳定的形状。
此外，还有导热性能、导电性能、低温热震等指标也都与陶瓷材料的耐火性能有关。
二、耐火性能的影响因素陶瓷材料的耐火性能受多种因素影响。
首先是材料的成分。
陶瓷材料一般由氧化物、非氧化物和悬浊剂等组成。
其中，氧化物通常具有良好的耐火性能，而非氧化物则影响材料的导电性和导热性。
因此，合理选择材料的成分对于提高陶瓷材料的耐火性能至关重要。
其次是材料的微观结构。
微观结构的变化会影响材料的物理性质，例如导热性能和导电性能。
因此，通过改变材料的制备工艺，合理控制材料的微观结构，可以提高陶瓷材料的耐火性能。
再次是材料的加工工艺。
不同的加工工艺会使陶瓷材料的微观结构发生变化，从而影响其耐火性能。
例如，采用高温烧结工艺可以减少材料的孔隙率，提高其密度，从而提高其耐火性能。
三、耐火性能的研究进展近年来，对陶瓷材料的耐火性能进行研究的学者们做出了许多重要的发现。
一方面，他们通过改变陶瓷材料的成分，控制其微观结构，从而提高其耐火性能。
例如，通过添加含铝的化合物，可使陶瓷材料具有更高的熔点，增强其耐高温性能。
此外，研究者还发现，通过控制陶瓷材料的晶粒尺寸和形态，可以减少材料在高温下的粒界迁移，从而提高其抗高温蠕变性能。
高温陶瓷
1300℃：高温釉，古御窑、釉下彩、釉里红等色，均为高温釉
1200℃：中温釉，古民窑常用技法
1000℃：低温釉，日常餐具常以低温烧成，成本低廉，易于批量生产
950℃：釉中彩，常用于釉中青花嵌金二次烧结的专用技法
900℃：浮雕金，在1300℃高温釉面，以千足金水施以浮雕金技法，国际标准含量12%-18%，不易氧化，历久如新。
与低温陶瓷区分方法
听声音可以简单区分，高温的瓷化程度好，声音清脆。但根本是还是看吸水率的大小，高温烧结的陶瓷吸水率小。
吸水率测法：
1、用专门的仪器测（抽真空浸水）。
2、在沸水中煮2小时。
3、重，得m0，实验后称重得m1，吸水率为(m1-m0)/m0
每种测法所得数据略有不同，但只要两种瓷片是用同一种方法测得，结果不有可比性。
800℃以下：称色料，器表类瓷非瓷，类釉非釉，称之为色料。
500℃：玻璃金烧成温度，与玻璃质辅料混合烧制，金层含量约5%-9%，易氧化，不耐磨。
400℃-600℃：烤花仿釉，当代常以色料喷涂、印花处理俗称烤花玻璃涂料，施于透明白釉，仿红黄瓷器及金边诸色均可乱真。
高温陶瓷是一种通俗的称谓，在专业与日用领域分别有不同的含义：
专业领域：
熔融温度在氧化硅熔点(1728℃)以上的陶瓷材料的总称。
特种陶瓷的重要组成部分，有时也作为高温耐火材料的组成部分。
按材料主要化学组成可分为高温氧化物陶瓷(如Al2O3、ZrO、MgO、CaO、ThO2、Cr2O3、SiO2、BeO、3Al2O3·2SiO2等)，碳化物陶瓷，硼化物陶瓷，氮化物陶瓷及硅化物陶瓷等。通常具有耐高温，高强度，高硬度，良好的电性能、热性能和化学稳定性。氧化物高温陶瓷大都在氧化气氛，真空等状态烧结，非氧化物高温陶瓷常用热压或特定气氛下(如氩、氮)烧结。近来也有采用热等静压及微波等方法烧结。对薄膜等，还可采用气相沉积等方法制取。可作为高温结构材料，用于宇航、原子能、电子技术、机械、化工、冶金等许多部门，是现代科学和技术不可缺少的高温工程材料，品种繁多，用途极为广泛。
先进陶瓷材料培训课件：结构陶瓷的力学性能、热学性能、抗热震性、陶瓷材料的断裂过程
表1 -1 典型结构陶瓷材料的熔点和硬度
材料 熔点/oC
Al2O3 2050
硬度 (HV)
2000
材料
TiC
熔点/oC 3160
硬度(HV) 3200
MgO 2800 1220
ZrO2 2667 1700
BeO 2550 1520
B4C 2450
SiC
ZrC
2800(分解) 3540
4950
2550
（1-1）
E为弹性模量，是材料原子间结合力的反映。由上可知，陶
瓷材料的弹性模量比金属的大很多。
陶瓷材料形变的另一特点是：压缩时的弹性模量大大高于拉
伸时的弹性模量，即E压>>E拉。 陶瓷材料压缩时还可以产生少量的压缩塑性变形。金属材料
，即使是很脆的铸铁，其抗拉强度也有抗压强度的1/3～1/4。但
陶瓷材料的抗拉强度通常不到抗压强度的1/10。
(2) 结构微细化、纳米化 从20世纪80年代开始，纳米结构 陶瓷的研究受到高度重视。当致密陶瓷的晶粒尺寸由微米细化 到纳米级时，其晶界数量呈几何级数增加，应力可通过晶界的 滑移作用而消失，使纳米陶瓷在一定的温度和应变速率条件下 表现出超塑性，为陶瓷材料在高新技术领域中发挥更大的作用， 获得更广泛的应用奠定了基础。目前纳米陶瓷粉末的制备技术 已取得很大进展，用共沉淀法、溶胶-凝胶法和化学气相沉积 法制备纳米陶瓷粉末的技术已趋于成熟，纳米粉末正获得日益 广泛的应用市场。
之间满足如下关系：
E＝1000K Tm /Va
(1-2)
式中Va为原子体积或分子体积，K为体积弹性模量。
致密度 弹性模量随材料致密度的增加而迅速增）
(1-3)
式中Eo为气孔率为0时的弹性模量；f1和f2为由气孔形状
热力学--热力学在陶瓷材料研究中的应用 ppt课件
利用Cp和Gibbs-Helmholtz方程求ΔG 若C = a + bT − cT −2 则： 则：
∴
ppt课件
10
由已知的ΔH值求得ΔH0， 如298K时：
0 H0 H298 a(298) b(298)2 c(298)1
0 积分常数 I 可用已知298K时的 G298 带入前式求得
0 D
利用化学反应等温方程
GD G RT ln
0 D
' '2 [ Si ] ( MnO ) ' '2 SiO2 [ Mn ]
GD 1250 36.381823 0.3 0.132 8.3141823ln 11.52 27311 J
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' PO 2
P
0
0.21
0.792.5 393.15T 8.314T ln 则： G1 -2886048 3.75 0 . 21 2886048 436.91T
当
T
288604 6606 K 436 .91
时△G皆小于零
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埋碳条件下
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2
20世纪60年代MIT首先开设材料热力学课程 将热力学直接结合材料专业。 内容包括：热力学第一定律 热力学第二定律 平衡态理论 相平衡 相律 一级相变 二级相变 溶液热力学 相图热力学等
ppt课件
3
目的：掌握热力学理论，进行材料热力学研究 内容：陶瓷材料研究中热力学应用 判据、方法；典型应用
则dF ≤ 0 或ΔF ≤ 0
陶瓷材料的耐高温特性
陶瓷材料的耐高温特性陶瓷材料是一类在高温环境下表现出色的材料，具有优异的耐高温特性。
在工业生产和科学研究中，陶瓷材料被广泛应用于高温工艺和高温环境下的设备制造。
本文将从陶瓷材料的特性、应用领域以及未来发展趋势等方面进行探讨。
一、陶瓷材料的特性1. 高温稳定性：陶瓷材料具有优异的高温稳定性，能够在高温环境下保持结构稳定，不易发生变形或熔化。
这使得陶瓷材料在高温工艺中能够承受高温热量而不失效。
2. 耐腐蚀性：陶瓷材料具有良好的耐腐蚀性，能够抵抗酸碱等化学介质的侵蚀。
在一些腐蚀性环境下，陶瓷材料比金属材料更具优势。
3. 绝缘性能：陶瓷材料是优秀的绝缘材料，能够有效阻止电流的传导，具有良好的绝缘性能。
这使得陶瓷材料在高温电气设备中得到广泛应用。
4. 轻质高强：相比金属材料，陶瓷材料具有更轻的重量和更高的强度，能够减轻设备的负荷并提高设备的使用寿命。
二、陶瓷材料的应用领域1. 高温炉具：陶瓷材料被广泛应用于高温炉具的制造，如炉膛、隔热板等部件。
其耐高温特性能够确保炉具在高温环境下长时间稳定运行。
2. 化工设备：在化工生产中，陶瓷材料常被用于制造耐腐蚀的反应器、管道等设备，能够有效抵抗化学介质的侵蚀。
3. 电子元器件：陶瓷材料在电子领域有着重要应用，如陶瓷电容器、陶瓷绝缘子等，其绝缘性能和耐高温特性能够确保电子设备的稳定运行。
4. 航空航天：在航空航天领域，陶瓷材料被广泛应用于制造发动机部件、导弹外壳等，其轻质高强的特性能够提高飞行器的性能。
三、陶瓷材料的未来发展趋势1. 多功能复合材料：未来陶瓷材料将向多功能复合材料发展，结合不同材料的优点，实现更多领域的应用需求。
2. 纳米陶瓷材料：纳米技术的发展将推动陶瓷材料向纳米级别发展，提高其性能和稳定性。
3. 可持续发展：陶瓷材料的制备过程将更加注重环保和可持续发展，减少能源消耗和环境污染。
4. 智能陶瓷材料：未来陶瓷材料将更加智能化，具有感知、响应等功能，满足智能制造的需求。
高温陶瓷材料的制备及性能评价
高温陶瓷材料的制备及性能评价高温陶瓷材料是一类能够在极高温度下保持优异性能的材料。
它们具有许多出色的特性，如高强度、高硬度、良好的耐磨性和耐腐蚀性等。
这些性能使得高温陶瓷材料在许多领域得到广泛应用，如航空航天、汽车、电子、能源等。
制备高温陶瓷材料的方法有多种，其中最常见的是烧结法。
烧结法利用高温将粉末材料加热到临界温度，使其颗粒间发生熔结并形成致密的陶瓷体。
这种方法可以生产出高质量的陶瓷材料，并且可根据需要进行不同形式的成型和设计。
在制备过程中，粉末材料的选择对于最终的材料性能起着关键作用。
一般来说，高温陶瓷材料的主要成分是氧化物，如氧化铝、氧化锆、氧化钛等。
这些氧化物具有优异的化学稳定性和热稳定性，适用于高温环境。
除了粉末材料的选择，制备过程中的烧结条件也是影响材料性能的重要因素。
合适的烧结温度和时间可以促进粉末颗粒之间的结合，并消除内部缺陷，从而提高材料的强度和致密性。
此外，添加适量的添加剂可改善材料的烧结性能，如增加材料的塑性和流动性。
制备完成后，高温陶瓷材料的性能评价是确保材料质量和可靠性的关键环节。
常用的性能评价指标包括密度、硬度、抗弯强度、热膨胀系数和导热性等。
材料密度是一个重要的指标，它直接影响材料的强度和韧性。
通过测量材料的质量和体积，可以计算出材料的密度。
高密度的陶瓷材料具有更好的机械性能和抗磨性。
硬度是材料抵抗外部力量侵蚀的能力的指标。
通常使用维氏硬度计或洛氏硬度计来测量高温陶瓷材料的硬度。
高硬度材料具有更好的耐磨性和抗刮擦能力。
抗弯强度是衡量材料在受力时的抗拉强度的指标。
通过在两个支点上施加力并测量断裂弯曲的力，可以确定材料的抗弯强度。
高抗弯强度的材料对外部力的抵抗能力更强。
热膨胀系数是材料在温度变化时线性膨胀或收缩的程度的指标。
高温陶瓷材料应具有较低的热膨胀系数，以避免在温度变化时产生内部应力和裂纹。
导热性是材料传导热量的能力的指标。
高温陶瓷材料通常具有较低的导热性，这使其在高温环境下能够有效地保持冷却性能。
高温陶瓷材料的研究与应用
高温陶瓷材料的研究与应用近年来，随着科技的不断进步，高温陶瓷材料在各个领域中的研究与应用愈发受到重视。
高温陶瓷材料以其出色的性能，为工业、航空航天、能源等领域带来了巨大的进展和创新。
本文旨在讨论高温陶瓷材料的研究进展以及广泛的应用。
一、高温陶瓷材料的定义和特性高温陶瓷材料，是指在高温下具有稳定性和优异性能的无机非金属材料。
其独特的特性主要体现在以下几个方面：1. 高温稳定性：高温陶瓷材料在极高的温度下依然能够保持其结构和性能的稳定，且不会熔化或氧化。
2. 良好的机械性能：高温陶瓷材料具有较高的硬度、强度和韧性，能够承受高温、高压下的复杂力学环境。
3. 优异的化学稳定性：高温陶瓷材料表面不易与其他物质发生化学反应，具有良好的抗腐蚀性和氧化性能。
4. 优秀的绝缘性能：高温陶瓷材料具有良好的绝缘性能，能够有效隔绝电热传导和电磁波传导。
5. 耐磨性：高温陶瓷材料表面平整光滑，能够有效防止磨损和摩擦。
二、高温陶瓷材料的研究进展1. 材料组成与结构设计：高温陶瓷材料的性能取决于其化学成分和微观结构。
目前，研究者通过调控材料组成和结构设计，实现了高温陶瓷材料性能的提升。
例如，采用复相结构设计的陶瓷材料在高温下具有更好的稳定性和机械性能。
2. 表面涂层技术：为了提高高温陶瓷材料的热稳定性和耐腐蚀性，研究者引入了表面涂层技术。
通过在材料表面形成陶瓷涂层，不仅可以增加材料的热障效应，还可以有效防止材料与外界环境发生作用，延长材料的使用寿命。
3. 多相复合材料的研究：将不同性质的高温陶瓷材料进行组合，形成多相复合材料，可以充分发挥各材料的优点，并实现性能的优化。
例如，氧化铝与氮化硅的复合材料，在高温条件下既具有较高的导热性能，又保持了良好的机械性能。
三、高温陶瓷材料的应用1. 航空航天领域：高温陶瓷材料在航空航天领域具有广泛的应用前景。
例如，在航空发动机中，高温陶瓷材料可以承受高温高压环境，用于制造喷嘴和涡轮叶片等关键部件，提高发动机的热效率和性能。
陶瓷高温膨胀带
陶瓷高温膨胀带
陶瓷材料的高温热膨胀性能是指在高温下，材料在长度、体积和密度上的变化情况。
由于陶瓷材料的结晶性质和结构特点，其热膨胀性能常常呈现出与金属材料截然不同的行为。
一般来说，陶瓷材料在高温下会发生膨胀，如果膨胀系数过大，容易导致材料在高温条件下产生变形、开裂等问题。
因此，了解陶瓷材料的热膨胀性能是至关重要的。
以下是部分陶瓷的热膨胀系数：
1. 氧化铝瓷（Al₂O₃含量96%）：25～300℃为6.7，25～700℃为7.7。
2. 氧化铝瓷（Al₂O₃含量99.5%）：25～300℃为6.8，25～700℃为8.0。
3. 普通电瓷（SiO₂·Al₂O₃）：25～300℃为9.0，25～700℃为9.0。
4. 莫来石瓷（2SiO₂·3Al₂O₃）：25～300℃为4.0，25～700℃为4.0。
5. 氧化镁瓷（MgO）：25～300℃为10.0，25～700℃为13.0。
各种陶瓷材料热学参数
氮化铝AIN陶瓷结构和成份氮化铝AIN陶瓷结构和成份主要是以氮化铝(AIN)为主晶相的陶瓷。
AIN晶体以〔AIN4〕四面体为结构单元共价键化合物，具有纤锌矿型结构，属六方晶系。
化学组成AI 65.81%，N 34.19%，比重3.261g/cm3，白色或灰白色，单晶无色透明，常压下的升华分解温度为2450℃。
为一种高温耐热材料。
热膨胀系数（4.0-6.0）X10（-6）/℃。
多晶AIN热导率达260W/(m.k)，比氧化铝高5-8倍，所以耐热冲击好，能耐2200℃的极热。
此外，氮化铝具有不受铝液和其它熔融金属及砷化镓侵蚀的特性，特别是对熔融铝液具有极好的耐侵蚀性。
性能：AIN陶瓷的性能与制备工艺有关。
如热压烧结AIN陶瓷，其密度为3 .2一3 .3g/cm3，抗弯强度350一400 MPa(高强型900 MPa)，弹性模量310 GPa，热导率20-30W.m(-1).K(-1)，热膨胀系数5.6x10(-6)K(-1)(25℃一400℃)。
机械加工性和抗氧化性良好。
性能指标(1)热导率高(约320W/m·K)，接近BeO和SiC，是A l2O3的5倍以上；(2)热膨胀系数(4.5×10-6℃)与Si(3.5-4×10-6℃)和GaAs(6×10-6℃)匹配；(3)各种电性能(介电常数、介质损耗、体电阻率、介电强度)优良；(4)机械性能好，抗折强度高于A l2O3和BeO陶瓷，可以常压烧结；(5)光传输特性好；(6)无毒；应用：氮化铝耐热、耐熔融金属的侵蚀，对酸稳定，但在碱性溶液中易被侵蚀。
AIN新生表面暴露在湿空气中会反应生成极薄的氧化膜。
利用此特性，可用作铝、铜、银、铅等金属熔炼的坩埚和烧铸模具材料。
由于AIN陶瓷具有高导热、高绝缘性，可作为半导体的基体材料，其热阻与氧化被陶瓷相当，比氧化铝陶瓷低很多，可用作散热片、半导体器件的绝缘热基片，提高基片材料散热能力和封装密度，可用于双列直插式封装、扁平封装。
陶瓷热学及高温性能
（2）温度对热导率的影响
随温度升高，大多数陶瓷热导率下降。但在一定温度时，热导率趋于恒定或开始增大；
cvl
在相当宽的温度范围和和温度成反比，
但有些氧化物如MgO、Al2O3在1300 ℃ 以上，l值增大
对于玻璃，热容是主要影响因素，热导率一般随温度升高而增大。
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对于SiC和Si3N4材料，其高温强度较高。
但对于SiC、莫来石和氮 化硅，在脆性-延性转变 温度附近，其弯曲强度 有回升，这种想象与陶 瓷中粘滞效应有关，即 在接近转变温度时，玻 璃相强度尚未下降而粘 度正好减少到可以松弛 裂纹尖端的集中应力， 提高了对裂纹扩展的抵 抗力，这时微裂纹的影 响达到最小。
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陶瓷的高温强度
高温环境会降低陶瓷的大部分性能，如强度、硬度、热传导等。 结构陶瓷耐温性能比较好，通常在800℃以下，温度对陶瓷强度影响不大。
离子键陶瓷与共价键陶瓷相比，前者的耐高温性要差些。
强度对缺陷的敏感程度在低温区和高温区有很大变化，产证这种材料性能变化 的高低温分界线成为脆性-延性转换温度。该温度和陶瓷化学组成、价键类型、微观 结构、晶界相组成有关。
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有载荷长期使用温度与无载荷短期使用温度差别很大
共价键结合的非 氧化物陶瓷出现 蠕变的温度通常 在1600 ℃左右或 以上。离子键结 合的氧化物陶瓷 出现蠕变的温度 通常在1000 ℃左 右。
近年发展起来的ZrB2和HfB2为代表的超高温陶瓷，其使用温度可达 到2000 ℃甚至更高。
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1.2 陶瓷的热膨胀
物体的体积或长度随温度的升高而增大的现象称为热膨胀，这是由于受热时物 体结构内原子振动的幅度随温度升高而加大所导致的，符号α，单位为1/℃.
陶瓷材料高温制备实验精品PPT课件
3. 陶瓷实验流程
烧成曲线的制定
根据经验公式计算出最高烧结温度后，制定烧成 曲线。参考数据如下：
地砖和仿花岗岩玻化砖
T烧 = 1200～1280℃；
釉面砖
T烧 = 1200～1280℃；
低温快烧的釉面砖 T烧 = 1000～1080℃；
耐热瓷
T烧= 1280～1320℃；
6．烧成 上述5种产品种的烧成温度基本一致，但最高烧成温度不同。 因为各地原料的成分不同，每种产品的烧成温度都有波动。
需经烧成实验确定。
3. 陶瓷实验流程
二. 烧成制度的制定
烧成制度包括温度制度、气氛制度和压力制度。对一个特定 的产品而言，制定好温度制度（建立温度与时间的关系）和控制 好烧成气氛是关键。压力制度起保证前两个制度顺利实施的作用。 三者之间互相协调构成一个合理的烧成制度。
3. 陶瓷实验流程
4．压制成形 为方便性能测试，可分别压制成条、片的试样。
条状试样，3克 / 条 ，成型压力 20 ～ 30 KN . 压制成形后立即对试
样编号，用游标卡尺量尺 寸并记录。
3. 陶瓷实验流程
5．干燥 将试样放入100～105℃的烘箱中烘8～10小时（也可自然干
燥2～3天）后，取出，放入干燥器。 试样冷却后，量取干燥后的尺寸并记录，计算 干燥收缩率 。
写在最后
成功的基础在于好的学习习惯
The foundation of success lies in good habits
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谢谢大家
荣幸这一路，与你同行
It'S An Honor To Walk With You All The Way
讲师：XXXXXX XX年XX月XX日
超高温陶瓷及其应用资料
超高温陶瓷及其应用超高温陶瓷及其应用讲座小结超高温陶瓷（UHTCs：Ultra High Temperature Ceramics）是指能在1800℃以上温度下使用的陶瓷材料。
这类陶瓷材料有望用于航天火箭的发动机部件，太空往返飞行器和高超音速运载工具的防热系统，先进核能系统用抗辐照结构材料和惰性基体材料，以及金属高温熔炼和连铸用的电极、坩埚和相关部件等。
目前，针对超高温陶瓷的主要研究内容包括：微结构调控与强韧化、抗氧化－耐烧蚀－抗热震性能的提升、抗辐照性能的改善等。
超高温陶瓷材料最早的研究从1960’s年代开始。
当时在美国空军的支持下，Manlab开始了超高温陶瓷材料的研究，研究对象主要是ZrB2和HfB2及其复合材料。
研发的80vol%HfB2 -20vol%SiC复合材料能基本满足高温氧化环境下持续使用的需要，但采用的热压工艺对部件制备有很大的限制。
到1990’s ，NASA Ames 实验室也开始了相关研究。
与此同时，美国空军从1960’s年代开始进行尖锐前缘飞行器及其热防护系统的分析和设计，经过三十多年的研究，取得了很大进展。
Ames 实验室及其合作伙伴开展了系统热分析、材料研发和电弧加热器测试等一系列研究工作，并于1990’s年代进行了两次飞行实验（SHARP-B1 、SHARP-B2）。
其中，SHARP-B2 的尖锐翼前缘根据热环境的不同分为三部分，分别采用的是ZrB2 /SiC/C 、ZrB2/SiC和HfB2/SiC 材料，展示了基于二硼化铪和二硼化锆为主体的一类超高温陶瓷材料作为大气层中高超声速飞行器热防护系统材料的应用前景。
2003年2 月1 日，美国航天飞机发生了“哥伦比亚”号的爆炸惨剧，为了保障未来的航天飞机具有更可靠的飞行安全性，美国航天宇航局（NASA）在“哥伦比亚”号失事后迅速启动了相关的研究计划，其中就包括研究新一代超高温陶瓷，用于航天飞机的阻热材料。
研究计划目的在于开发出熔点高于3000℃的超高温陶瓷材料，主要是 ZrB2、HfB2以及它们的复合材料，作为航天飞机的新型阻热材料。
陶和瓷的烧制温度
陶和瓷的烧制温度摘要：一、陶和瓷的烧制温度概述二、陶器的烧制温度三、瓷器的烧制温度四、高级陶瓷材料的烧制温度五、陶壶烧制温度六、印纹硬陶的烧制温度七、紫砂壶的烧制温度正文：一、陶和瓷的烧制温度概述陶和瓷都是常见的陶瓷材料，它们的烧制温度对材料性质和质量有很大影响。
一般来说，烧制温度越高，制品的硬度和密度越大，但也可能导致变形和开裂。
常见的陶瓷材料如瓷器、陶器、瓷砖等的烧制温度在1000 到1400 之间，而高级陶瓷材料如氧化铝、碳化硅等的烧制温度则更高。
二、陶器的烧制温度陶器的烧制温度一般在700～1000 摄氏度之间。
因制胎材料的关系，陶器的烧制温度有所不同。
例如，印纹硬陶的烧制温度比正常陶器较高，达到了1150-1200 摄氏度左右。
紫砂壶的烧制温度也在1100-1200 摄氏度之间。
三、瓷器的烧制温度瓷器的烧制温度一般在1200 摄氏度以上。
瓷器是用高岭土在1300-1400 度的温度下烧制而成。
烧制温度对瓷器的色泽、质感和质量有很大影响。
四、高级陶瓷材料的烧制温度高级陶瓷材料如氧化铝、碳化硅等的烧制温度更高，一般在1400 摄氏度以上。
这些材料具有更高的硬度、强度和耐磨性，广泛应用于工业和科技领域。
五、陶壶烧制温度陶壶的烧制温度一般在700-900 摄氏度之间，具体温度取决于所使用的陶土和制作工艺。
烧制温度对陶壶的色泽、质感和质量有很大影响。
六、印纹硬陶的烧制温度印纹硬陶的烧制温度比正常陶器较高，远超普通陶器烧制1000 摄氏度以下，达到了1150-1200 摄氏度左右。
因此敲击胎体有铿锵之声，有的陶器表面还有透明釉状体。
七、紫砂壶的烧制温度紫砂壶在高氧高温状况下烧制而成，一般采用平焰火接触，烧制温度在1100-1200 摄氏度间。
陶瓷耐火温度
陶瓷耐火温度陶瓷是一种具有优异耐火性能的材料，其能够在高温下保持稳定的物理和化学性质。
陶瓷材料的耐火温度是指其能够承受的最高温度，超过该温度会导致陶瓷材料发生熔化、破裂或失去原有的性能，因此耐火温度是评价陶瓷材料耐火性能的重要指标之一。
陶瓷材料的耐火温度取决于其组成成分、结构和制备工艺等因素。
常见的陶瓷材料包括氧化物陶瓷、非氧化物陶瓷和复合陶瓷等。
其中，氧化物陶瓷如氧化铝、氧化锆等具有较高的耐火温度，可达到1500℃以上；非氧化物陶瓷如碳化硅、氮化硅等的耐火温度更高，可达到2000℃以上；复合陶瓷则可以通过调控不同材料的组合和相互作用，进一步提高耐火温度。
陶瓷材料的耐火温度与其晶体结构和熔点密切相关。
晶体结构稳定的陶瓷材料具有较高的耐火温度，因为其分子之间的键合力较强，难以被高温破坏。
同时，陶瓷材料的熔点也是评价其耐火温度的重要指标之一，熔点越高，耐火温度也就越高。
陶瓷材料的制备工艺也会影响其耐火温度。
通常情况下，陶瓷材料的制备过程中需要进行高温烧结或热处理，以提高材料的致密性和结晶度。
合理选择制备工艺和烧结温度，可以有效提高陶瓷材料的耐火温度。
除了耐火温度，陶瓷材料还具有许多其他优异的性能。
首先，陶瓷材料具有优异的化学稳定性，能够耐受酸碱等腐蚀介质的侵蚀。
其次，陶瓷材料具有优异的机械性能，如硬度高、抗拉强度大等，能够承受较大的力学载荷。
此外，陶瓷材料还具有良好的绝缘性能、无磁性和耐磨性等特点。
陶瓷材料的耐火性能使其在许多领域得到广泛应用。
在钢铁冶炼、电力、化工等高温工业中，陶瓷材料被用作耐火材料，用于制造耐火砖、耐火涂料、耐火纤维等。
此外，陶瓷材料还被广泛应用于航空航天、电子器件、医疗器械等领域，用于制造高温炉具、电子陶瓷、人工关节等。
陶瓷材料具有优异的耐火性能，其耐火温度取决于其组成成分、结构和制备工艺等因素。
陶瓷材料的耐火性能使其在各个领域得到广泛应用，为人们的生产和生活带来了巨大的便利。