第十八章工程讲义陶瓷材料

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陶瓷材料ppt

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六.当今世界陶瓷材料发展状况
七.总结
二.陶瓷材料的特性
陶瓷材料具有耐高温、耐腐蚀、耐磨损、 绝缘、原料丰富、成本低廉等诸多优点而 被人一直关注。现在,陶瓷材料、金属材 料、高分子材料被称为三大主要固体材料。
耐高温
耐磨
耐腐蚀
绝缘
耐腐蚀
正因为陶瓷材料的优良性能,使得其成为当今社 会的极其重要的材料
三.陶瓷材料的应用
3.1 陶瓷材料的功能 陶瓷材料广泛应用的功能:机械功能、电学功能、生物功能、 化学功能、光学功能。 其次随着对陶瓷材料的深入研究,发现了跟多特殊功能,如 核功能、磁性功能、粘结功能、除臭功能等等。
金 属 陶 瓷 刀 具
陶瓷轴承
3.3 电学性能 大多数陶瓷材料有较高的电阻率、较小的介电常数和介 电损耗,因此它可以用作绝缘材料。少数的陶瓷材料可以 用作半导体材料,而且已经成为无线电技术和高新技术领 域不可或缺的材料。有的陶瓷材料还具有超导特性,具有 超导特性的陶瓷已经成为高温超导材料中的重要组成部分。
陶瓷绝缘材料
陶瓷半导体材料
磁悬浮列车上用的超导材料
3.4 生物功能
陶瓷材料的生物功能主要表现在可以修复或替换人体的某 些组织、器官或增强脏器功能的方面。比如人造腔膜、心 脏起搏器用电池板等。另外,有的陶瓷材料还具有人体感 知功能。
生物陶瓷填充用
四.陶瓷材料在机械中的应用
五.我国陶瓷材料的现状
工程材料——陶瓷材料
姓名: 专业:机械工程
一.什么是陶瓷材料
• 陶瓷材料是人类应用最早的材料之一。它 是一种天然或人工合成的粉状化合物,经 过成型或高温烧结,由金属元素和非金属 的无机化合物构成的多相固体材料。
• 1.1常见的陶瓷原料有粘土、石英、钾钠长 石等 。

工程材料与成形技术基础第二节陶瓷材料

工程材料与成形技术基础第二节陶瓷材料

(3)气相 气相是指陶瓷中的气体。陶瓷中气孔主要是坯 料各成分在加热过程中单独或相互发生物理、化学 作用所生成的孔隙。这些孔隙除了大部分被玻璃相 填充外,还有少部分残留下来变成气孔。根据气孔 数量和分布,陶瓷分致密陶瓷、无开口孔陶瓷和多 孔陶瓷。 除了多孔陶瓷外,气孔的存在对陶瓷性能是不 利的,它降低陶瓷的强度,是造成裂纹的根源。它 还会使介电损耗增大。普通陶瓷气孔率为5%~10%, 特种陶瓷气孔率小于5%,金属陶瓷则要求气孔率低 于0.5%。

氧化物是大多数典型陶瓷特别是特种陶瓷的主 要组成和晶体相。氧化物结构的结合以离子键为 主,通常以AmXn表示其分子式,A表示与氧结合 的正离子,m表示其数量,X表示氧离子,n表示其 数量。大多数氧化物中氧离子的半径大于阳离子 的半径。(结构特点,P59)最简单的AX型MgO结 构中,尺寸较大的氧离子构成面心立方结构,镁 离子与之相间排列,填满八面体间隙,属于此类 结构的氧化物还有CaO、FeO、CoO、MnO、NiO等。 非氧化物是指不含氧的碳化物、氮化物、硼 化物和硅化物等。它们是特种陶瓷的主要组成和 晶体相,主要由共价键结合,也有一定的金属键 和离子键。
第二节 陶瓷材料
陶瓷材料是人类最早利用的非天然材料。陶器 8千年到1万年,最早瓷器2000多年东汉越窑青瓷。 传统概念的陶瓷是指以黏土为主和其他天然矿物原 料经过拣选、粉碎、混炼、成型、锻烧等工序而成 的制品。如今出现多种新型陶瓷品种,采用碳化物、 氮化物、硼化物等,陶瓷的概念大大扩展,广义上 成为无机非金属材料的统称。

(2)玻璃相 陶瓷烧结时,各组成物和杂质因物理化学反 应会形成少量液相,粘度很大,故冷却凝固时, 原子难以规则排列成晶体,而仍保持无规则排列 的非晶态结构,称为玻璃相。一种无定形不规则 空间网形成的玻璃骨架,分布在晶体颗粒之间, 起粘结晶体、填充晶粒间空隙、抑制晶粒长大的 作用。 不同陶瓷玻璃相的质量分数不同。日用陶瓷 玻璃相的质量分数较高,高纯度氧化物陶瓷(如 氧化铝瓷)中玻璃相的质量分数较低。 玻璃相对陶瓷的强度、介电性能、耐热耐火 性能是不利的,不能成为陶瓷的主导组成,因此 工业陶瓷须控制玻璃相的体积分数,一般为 20%~40%。

建筑陶瓷材料讲解PPT

建筑陶瓷材料讲解PPT
质地和烧结程度分类: 普通陶瓷制品质地按其致密程度(吸水率大小)可分为三类: 陶质制品、炻(shí)质制品和瓷质制品。
产品种类 粗陶 陶器 颜色 有色 白色或象 多孔坚硬 牙色 有色 白色 致密坚硬 较低 >10 4~8 1~3 <1 质地
烧结 吸水率 程度 /%
主要产品 砖、瓦、陶管 釉面内墙砖、美术 (日用)陶瓷、卫生洁具 外墙面砖、地砖 外墙面砖、地砖、 锦砖、陈列品 锦砖、茶具、美术陈列品
建 筑 琉 璃 制 品
• 琉璃制品是用难熔黏土经制坯、干燥、素烧、施釉、 釉烧而成。建筑琉璃制品质地致密,表面光滑,不 易污染,经久耐用,色彩绚丽,造型古朴,是具有 我国民族传统特色的建筑材料,常用色彩有金黄、 翠绿、宝蓝等色。 • 主要制品有琉璃瓦、琉璃砖、琉璃兽、以及琉璃花 窗、栏杆等各种装饰制件,还有陈设用的建筑工艺 品,如琉璃桌、绣墩、鱼缸、花盆、花瓶等。建筑 琉璃制品主要用于仿古建筑、园林建筑或纪念性建 筑。
• 釉面砖色泽柔和,典雅,朴实大方,表面光滑且容 易清洗,热稳定性好,防潮、防火、耐酸碱。 • 主要用作厨房、浴室、卫生间、实验室、精密仪器 车间和医院等室内墙面、台面等作饰面材料。 • 但由于釉面砖属多孔精陶,吸水率较大(国家规定其 吸水率小于21%),且吸水后将产生膨胀,所以不能 用于室外。
墙 地 砖
• 墙地砖包括建筑物外墙装饰贴面用砖和室内外地面 装饰铺贴用砖,由于目前这类砖的发展趋向为墙地 两用,故称为墙地砖。 • 陶瓷墙地砖主要有彩色釉面陶瓷墙地砖、无釉陶瓷 墙地砖以及劈离砖、彩胎砖、麻面砖、渗花砖、玻 化砖等新型墙地砖。
• 釉面内墙砖、外墙面砖、地砖目前执行的技术标准 是《陶瓷砖》(GB/T 4100—2006)。根据不同用 途的陶瓷砖选择不同的技术要求,具有技术要求可 参见《陶瓷砖》(GB/T 4100—2006)。

陶瓷材料的应用PPT课件

陶瓷材料的应用PPT课件
••••••
2021
13
2. 按使用的原材料分类:
可将陶瓷材料分为普通陶瓷和特种陶瓷。 ❖ 普通陶瓷以天然的岩石、矿石、黏土等材料作
原料。 ❖ 特种陶瓷采用人工合成的材料作原料。
2021
14
3. 按性能和用途分类:
结构陶瓷
a.主要用于制造结构零部件; b.力学性能要求:强度、韧性、硬度、模量、耐磨性及高
温性能等。
功能陶瓷
a.主要用于制造功能器件; b.物理性能要求:电、磁、热、光及生物等物理性能。
结构/功能一体化陶瓷材料 对力学和物理性能均有要求
陶瓷球阀
2021
透明陶瓷灯
15
✓功能陶瓷
按特性分类,功能陶瓷可分为:
电子陶瓷:如绝缘陶瓷、介电陶 瓷、铁电陶瓷、压电陶瓷、磁性 陶瓷、导电陶瓷、超导陶瓷等;
(Microstructure)和性能(Properties)之间的关 系。
陶瓷材料学是材料科学与工程的一部分,亦是研究材 料的合成与制备、组成与结构、性能与使用效能四者 关系与规律的科学;
• 功能材料—以材料独特的物理性能、化学 性能等为基础而形成的一类材 料。
从物理化学属性来分,可分为:
• 金属材料 • 无机非金属材料 • 高分子材料 • 复合材料
陶瓷材料是除金属和高聚物以外的无机非 金属材料通称。
工业上应用的典型的传统陶瓷产品如陶瓷 器、玻璃、水泥等。随着现代科技的发展, 出现了许多性能优良的新型陶瓷。
等静压成型;又称静水压成 型,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。
优点
胚体密度高 制品密度接近理论密度 不易变形
缺点
设备投资成本高 不易自动化 生产效率不高

工程材料复习

工程材料复习

复习思考题第一章:1.试述铸造成型的实质及其优点。

2.合金的流动性决定于哪些因素?合金流动性不好对铸件品质有何影响?3.何谓合金的收缩?影响合金收缩的因素有哪些?4.冒口补缩的原理是什么?冷铁是否可以补缩?其作用与冒口有何不同?某厂铸造一批哑铃,常出现如图1-22所示的明缩孔,你有什么措施可以防止,并使铸件的清理工作量最小?5.何谓同时凝固原则和定向凝固原则?试对图1-23所示阶梯形试块铸件设计浇注系统和冒口及冷铁,使其实现定向凝固。

第二章:1、影响铸件中石墨化过程的主要因素是什么?相同化学成分的铸铁件的力学性能是否相同?2、什么是孕育铸铁?它与普通灰铸铁有何区别?如何获得孕育铸铁?3、可锻铸铁是如何获得的?为什么它只宜制作薄壁小铸件?4、球墨铸铁是如何获得的?为什么球墨铸铁是“以铁代钢”的好材料?球墨铸铁可否全部代替可锻铸铁?5、识别下列牌号的材料名称,并说明其各组成部分的含义:ZL107,ZCuSn3Zn11pb4,ZCuA19Mn2,ZCuZn38.第三章:1、壳型铸造与普通砂型铸造有何区别?它适合于什么零件的生产?2、金属型铸造有何优越性及局限性?3、试述熔模铸造的主要工序,在不同批量下,其压型的制造方法有何不同?4、试确定图3-29所示零件在单件、小批生产条件下的造型方法。

5、试比较气化模铸造与熔模铸造的异同点及应用范围。

6、低压铸造的工作原理与压力铸造有何不同?为何铝合金常采用低压铸造?第四章:1、试确定图4-25所示铸件的浇注位置及分型面。

2、何谓铸件的浇注位置?它是否就是指铸件上的内浇道位置?3、试述分型面与分模面的概念。

分模两箱造型时,其分型面是否就是其分模面?4、浇注系统一般由哪几个基本组元组成?各组元的作用是什么?5、冒口的作用是什么?冒口尺寸是怎样确定的?6、何谓封闭式、开放式、底注式及阶梯式浇注系统?他们各有什么优点?第五章:1、试述结构斜度与起模斜度的异同点。

2、在方便铸造和易于获得合格铸件的条件下,图5-22所示铸件结构有何值得改进之处?怎样改进?3、铸造一个直径为1500mm的铸铁顶盖,有如图5-23所示的两个设计方案,试问哪个便于铸造,并简述理由。

陶瓷材料PPT课件

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生物陶瓷
具有良好的生物相容性、力学性能和耐腐蚀性,用于人工关节、 牙齿等医疗器械。
陶瓷涂层
通过喷涂、浸渍等工艺在金属基体上形成陶瓷涂层,提高医疗器 械的耐磨性和耐腐蚀性。
陶瓷生物传感器
利用陶瓷材料的压电、热电等效应,制作生物传感器,用于生物 体内生理参数的实时监测。
07
总结与展望
本次课程重点内容回顾
生物医用陶瓷材料的研究 与应用
生物医用陶瓷材料在人体植入 、修复和替代等方面具有广阔 的应用前景,未来将继续研究 和开发具有更好生物相容性和 力学性能的生物医用陶瓷材料 。
环保型陶瓷材料的研究与 开发
随着环保意识的提高,未来将 继续研究和开发低污染、低能 耗、可回收利用的环保型陶瓷 材料。
感谢您的观看
多功能化与智能化
发展具有多种功能(如骨修复、药物缓释等)和智能化的生物医用 陶瓷材料。
复合陶瓷材料设计思路
增强增韧机制
通过引入第二相、晶须等 增强增韧元素,提高复合 陶瓷材料的力学性能。
多功能化设计
实现复合陶瓷材料的多功 能化,如力学、热学、电 学等性能的协同提升。
结构与性能调控
通过微观结构设计、界面 优化等手段,调控复合陶 瓷材料的性能。
原料处理
原料需经过破碎、筛分、除铁、陈腐等处理,以保证原料的粒度、纯度及均匀性 。
成型方法及设备简介
成型方法
陶瓷成型方法主要有压制成型、注浆成型、可塑成型等。
设备简介
成型设备包括压机、注浆机、真空练泥机等,可实现陶瓷坯 体的自动化、连续化生产。
烧结过程控制及优化
烧结温度与时间
烧结温度和时间直接影响陶瓷的 致密化程度和性能,需根据原料
分类
按照化学成分可分为氧化物陶瓷 、非氧化物陶瓷;按照程

第十八章零件毛坯的选择

第十八章零件毛坯的选择

第十八章零件毛坯的选择第一节毛坯的种类用于零件成形的金属材料,一般先要制成与成品零件的形状、尺寸相近的毛坯件,通过切削加工完成最终的成形,把这个毛坯件称为零件的毛坯。

不同的加工方法,选用具有适宜的结构工艺性的材料。

不同的用途,需要一定的毛坯形状和毛坯的质量等要求。

因此,常用机器零件的毛坯,可以根据材制造方法、形状特征及用途等进行分类。

按制造方法不同,常用的毛坯有铸件、锻造和冲压件、型材件和焊接件四种。

按形状特征和用途不同,常可分为轴类零件、套类零件、轮盘类零件、箱座类零件四类。

一、按制造方法分类1、铸件毛坯铸铁、非铁金属以及碳的质量分数为0.45~0.5 %的钢,由于具有良好的铸造工艺性能,均可用铸造方法获得铸件毛坯。

铸造生产,一次成型,工艺灵活性大,不受零件尺寸形状和重量的限制,应用十分广泛。

铸铁件主要用于受力不大或以承压为主的零件,以及要求减振、耐磨零件等。

如机床床身、立柱,大型水压机机身、底座等零件,采用铸铁件毛坯主要是因为其具有良好的承压能力和减振性,而煤粉锅炉的粉煤制造设备——球式磨煤机中所用的铸铁球,则是利用了铸铁件具有良好的耐磨性。

非铁金属铸件应用,如照相机壳体、发动机壳体、阀体等,受力不大但形状相对复杂。

铸钢件则是应用在工作环境恶劣、承受载荷类型复杂的场合,如在选矿机上应用的铸钢链条。

2、锻造和冲压件毛坯适宜于锻造方法加工的材料包括非合金钢、合金钢和非铁金属合金。

非合金钢因为化学成分与组织结构都比较简单,塑性好、变形抗力小、锻造温度范围较宽,被广泛应用。

而合金钢因导热性差、热应力过大,因在晶界处存在的较多低熔点杂质,加热时易过烧,以及碳化物偏析等因素,应用受到限制。

非铁金属及合金导热性好,但锻造温度范围很狭窄,并且韧性较差,锻造时易产生折叠和裂纹。

用作制造冲压件的材料主要是塑性较好薄板件。

如低碳钢、压力加工铝合金、压力加工黄铜、青铜等材料。

锻件所用的原材料,除大型锻件直接用钢锭外,其余均用型材作锻件的原材料。

陶瓷材料简要介绍资料.pptx

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碳化硅陶瓷
碳化硅陶瓷在碳化物陶瓷中应用最广泛。其密度为 3.2×103kg·m-3,弯曲强度和抗压强度分别为200~250MPa 和1000~1500MPa,硬度为莫氏9.2。
特点:热导率高,而热膨胀系数小。 应用:常用于制作加热组件、石墨表面保护层及砂轮和 磨料等。
第41页/共44页
碳化硅陶瓷用于制造火箭喷嘴、 浇注金属的喉管、热电偶套管、炉 管、燃气轮机叶片及轴承,泵的密 封圈、拉丝成型模具等。
性能:Al2O3含量越高,性能越好, 氧化铝陶瓷的性能
牌号
85瓷 96瓷 99瓷
Al2O3 (%)
85 96 99
相对 密度 3.45 3.72
3.90
硬度 抗压强 (莫氏) 度Mpa
9
1800
9
2000
9
2500
抗拉强 度Mpa
150 180 250
第26页/共44页
应用
化学稳定性:A12O3陶瓷与大多数熔融金属不发生反映,只 有Mg, Ca,Zr和Ti在一定温度以上对其有还原作用;热的硫 酸能溶解A12O3,热的HCl, HF对其也有一定腐蚀作用。 可作为耐酸泵叶轮、泵体、泵盖、轴套,输送酸的管道 内衬和阀门
P<PC(左)和P>PC(右)时压痕
(以PC作为可是压痕产生裂纹的临界负荷)
2024/9/30
19
第20页/共44页
压痕法
K IC
1
Ha 2
H
E
2
5
0.055
• lg8.4
a c
KIC是断裂韧性 φ为一常数,约等于3
HV是维氏硬度
a为压痕对角线长度的一半
c为表面裂纹长度的一半
第21页/共44页

陶瓷基础知识的讲义

陶瓷基础知识的讲义
陶瓷基础知识
主要内容
第一讲 陶瓷的概念 第二讲 陶瓷的组织结构与性能 第三讲 陶瓷的生产工艺原理 第四讲 陶瓷的加工技术 第五讲 石英及石英玻璃的简介
第一讲 陶瓷的概念
一、研究陶瓷的目的。
随着科学的进步,无机非金属材料研究取得了很大的发展,新技术、 新材料正日益改变着人们的生活。70年代人们把材料与能源、信息称 为现代技术的三大支柱。 我们都知道 ,陶瓷是一种材料(用来制造器 件、构件和其它可供使用物质的总称),是人类生活和现代化建设中不 可缺少的一种材料。陶瓷、金属、高分子材料则是当代固体材料中的三 大支柱。
1、注浆成型法
注浆成型适用于制造大型的、形状复杂的、薄壁的产品。有两种形式: 一种是石膏模注浆成型,另一种是热压铸成型。
A、石膏模注浆成型:石膏模中进行注浆的成型方法(分实心与空心)
对浆料性能的要求:流动性要好,以便充满模型;稳定性要好,长期稳 定不易沉淀与分层;触变性要小,脱模后坯料不会受外力变软;含 水 量尽可能小,减少成型时间与干燥收缩;渗透性要好,料浆中的水分容 易通过形成坯层,被模壁吸收,使泥层不断加厚;脱模性要好,坯体容
300-800
氧化铝
400000
1500
碳化钛
390000
3000
金刚石
1171000
6000-10000
陶瓷的硬度为1000-5000HV
C、强度:陶瓷的强度不高,因为其晶界上存在有晶粒间的局部分离 或空隙,如空位、气孔、析出物,晶界上原子间键被拉长,键强度 被削弱,同时相同的电荷离子的靠近产生斥力,可能造成裂纹,所 以,消除晶界上不良作用,是提高陶瓷强度的基本途径。
2、广义:由于近代无机非金属材料的发展,陶瓷的概念不仅包 括了硅酸盐材料、氧化物,连单晶硅这种无机材料也属于这个范畴。 其定义为“经高温处理工艺所合成的无机非金属材料”。实际上是 各种无机非金属材料的通称。

陶瓷材料ppt

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它具有优良的 综合力学性能 和耐高温性 能。另TZN, BN、AI问筹 氮化物陶瓷的 应用也日趋广 泛。最近刚刚 出现C3N4, 可望其性能超 过Si3O4 。
硼化物陶瓷的 应用并不很 广泛,主要是 作为深加剂或 第二相加入其 它陶瓷基体中, 以达到改善性 能的目的。 常用的有 Ti,Zr等。
陶瓷的分类—按性能与用途分类
陶瓷材料的特点
高硬度
高焰点
高化学 稳定性
决定了它具有 良好的耐蚀性
决定了它具有 优异的耐磨性
决定了它具有 杰出的耐热性
陶瓷的性能
特性
力学特性
热特性
电特性
化学特性
陶瓷的性能
1.力学特性:陶瓷材料是工程材料中刚度最好、硬度最高的材料,其硬 度大多在1500HV以上。陶瓷的抗压强度较高,但抗拉强度较低,塑 性和韧性很差。 2.热特性:陶瓷材料一般具有高的熔点(大多在2000℃以上),且在高 温下具有极好的化学稳定性;陶瓷的导热性低于金属材料,陶瓷还是 良好的隔热材料。同时陶瓷的线膨胀系数比金属低,当温度发生变化 时,陶瓷具有良好的尺寸稳定性。 3.电特性:大多数陶瓷具有良好的电绝缘性,因此大量用于制作各种电 压(1kV~110kV)的绝缘器件。铁电陶瓷(钛酸钡BaTiO3)具有较 高的介电常数,可用于制作电容器,铁电陶瓷在外电场的作用下,还 能改变形状,将电能转换为机械能(具有压电材料的特性),可用作 扩音机、电唱机、超声波仪、声纳、医疗用声谱仪等。少数陶瓷还具 有半导体的特性,可作整流器。
4.化学特性:陶瓷材料在高温下不易氧化,并对酸、碱、盐 具有良好的抗腐蚀能力。
5.陶瓷材料还有独特的光学性能,可用作固体激光器材料、 光导纤维材料、光储存器等,透明陶瓷可用于高压钠灯管 等。磁性陶瓷(铁氧体如:MgFe2O4、CuFe2O4、 Fe3O4)在录音磁带、唱片、变压器铁芯、大型计算机记 忆元件方面的应用有着广泛的前途。

材料科学概论之陶瓷材料PPT课件

材料科学概论之陶瓷材料PPT课件

化合物
LiF MgO Al2O3 SiO2 Si3N4 SiC
Si
电负性
3.0 2.3 2.0 1.7 1.2 0.7
0
离子键比例 /%
89
73
63
51
30
11
0
共价键比例 /%
11
27
37
49
70
89
100
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静思笃行 持中秉正
(2)陶瓷材料的显微结构
• 陶瓷材料由晶相、玻璃相、气相组成。 • 晶相是陶瓷材料的主要组成相,决定陶瓷材料的物
功能陶瓷:
利用其电、磁、声、光、催化、生物化学等功 能,其中最主要的是绝缘材料、电介质材料、 压电材料、磁性材料、半导体材料和透光性陶 瓷等电子材料、具有生物化学功能的生物医用 材料、抗菌陶瓷材料等。
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静思笃行 持中秉正
新型陶瓷材料
随着近代科学技术的飞速发展,陶瓷已成为 人类生活和现代化建设中不可缺少的材料之一 。陶瓷的概念也已远远超出古老的传统陶瓷的 范畴。
绝缘陶瓷
介电陶瓷
压电陶瓷
半导体陶瓷
超导陶瓷
磁性陶瓷
光功能陶瓷
机敏陶瓷
智能陶瓷
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静思笃行 持中秉正
结构陶瓷 氧化物陶瓷 氧化铝陶瓷 氧化锆陶瓷 氧化铍
非氧化物陶瓷 氮化物
碳化物陶瓷
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静思笃行 持中秉正
功能陶瓷
装置瓷
高铝瓷
镁质瓷
电容器陶瓷
非铁电电容器陶瓷
反铁电电容器陶瓷
铁电电容器陶瓷
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静思笃行 持中秉正
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静思笃行 持中秉正

工程材料与成形工艺基础 课件说明 各章思考题及思考题答案_OK

工程材料与成形工艺基础 课件说明 各章思考题及思考题答案_OK

• 答:参見教材P33。
• 4-12.什么是回火?回火工艺的分类、目的、组织与应用是什么?
• 答:参見教材P27。
• 4-13. 什么叫调质处理?调质处理获得什么组织?
• 答:参見教材P34。
• 4-14. 什么叫表面热处理?常用的表面热处理有哪些?
• 答:参見教材P34。
• 4-15.什么叫火焰加热表面淬火?目的是什么?有哪些特点?用于什么场合?
《工程材料与成形工艺基础》 课件
课件主编:赵海霞 付平 技术支持:张丽敏 主 审:孟庆东
化学工业出版社
1
《工程材料与成形工艺基础》
• 开本:16开 • 定价:28.00元 • 2008年9月化学工业出版社出版 • 编辑联系方式 化学工业出版社 机械电气分社 王清颢(hao) 地址:北京东城区青年湖南街13号
胜(各章学习指导;试题庫)。 另外,张丽敏、滕腾也参加了课件中部分图、表的校正,汇总等工作。 课件由孟庆东教授审阅。在编写过程中得到各位编者所在学校领导、老师的大力支持,参阅、借用了许多
同类课件的资料,在此一一表示衷心的感谢。 编者企望电子课件能对采用此教材的师生的教与学有所邦助。但由于编者水平有限,经验不足,加之时间
的目的及适用范围。
• 10.表面热处理的概念。
15
思考题与习题
• 4-1.什么是热处理?热处理的目的是什么? • 答:参見教材P27。 • 4-2.马氏体与贝氏体转变有哪些异同点? • 答:参見教材P31。 • 4-3.试述影响C曲线形状和位置的主要因素。 • 答:参見教材P30。 • 4-4.马氏体的硬度主要取决于什么?说明马氏体具有高硬度的原因。 • 答:参見教材P31-32。 • 4-5.珠光体、贝氏体和马氏体的组织和性能有什么区别? • 答:参見教材P30-32。 • 4-6.什么是残余奥氏体?它会引起什么问题? • 答:参見教材P27。 • 4-7.什么是退火热处理?常用的退火分为哪几种?各有何特点? • 答:参見教材P27。

陶瓷材料陶瓷材料简介 ppt课件

陶瓷材料陶瓷材料简介 ppt课件
第四个里程碑
隋唐时期北方白釉瓷的突破
烧结温度达到1300℃以上
铁含量高于1%就是青色,少于1%就是白色
第五个里程碑
宋代到清代彩色釉瓷、彩绘瓷 和雕塑陶瓷的辉煌成就
自东汉晚期,浙江就烧制 透明和单色的青釉瓷,随 后,从透明到呈乳浊状和 呈现各种纹样是在工艺和 艺术上的一次飞跃。
唐代出现的唐三彩是另一 个飞跃;元代以后又有多 种元素被引入彩釉中,这 是又一次飞跃。
材料呈蓝色,是由于它反射(激发跃迁),是由 于其与波长的光由于各种原因被吸收了。
③、是玻璃还是陶瓷
反常现象二:可机械加工
可用标准金属加工工具和设备进行车、铣、刨、磨 、钻、锯 切和攻丝等加工。
③、是玻璃还是陶瓷
微晶玻璃制备工艺
整体析晶法:
可沿用任何一种玻璃的成形方法,如吹制、压制、拉制、压延、离心浇 注、重力浇注等,适合自动操作和制备形状复杂的制品。(需要加晶核 剂)
③、是玻璃还是陶瓷
反常现象一:有的微晶玻璃不透明
在光照条件下: 黑色的材料容易吸热 金属材料容易吸热 为什么?
③、是玻璃还是陶瓷
透不过的光去了哪里 1、转化为晶格振动(晶格热容) 2、将电子激发到高能级(电子热容)。金 属的能级连续,所以各种能量的光子来者不 拒,以至于不透明。 3、反射
③、是玻璃还是陶瓷
为了控制冷却过程中的非均匀形核: 一要提高合金的纯度,减少杂质;二 要采用高纯惰性气体保护,尽量减少 含氧量。
①、玻璃
腓尼基人
生活在今天地中海东岸
Na2CO3·NaHCO3·2H2O
①、玻璃
3000多年前,洲腓尼商船载 着块状的 Na2CO3·NaHCO3·2H2O。 由于海水落潮,商船搁浅了, 于是船员们纷纷登上沙滩。有 的船员还抬来大锅,搬来木柴, 并用几块“天然苏打”作为大 锅的支架,在沙滩(碳酸钙、 二氧化硅)上做饭。

陶瓷材料课件

陶瓷材料课件

烧结时生坯在高温下发生一系列物理化学变化(水的蒸发,硅
酸盐分解,有机物及碳化物的气化,晶体转型及熔化),并使生坯
体积收缩,强度、密度增加,形成致密、坚硬的具有某种显微结构 的烧结体。
常压烧结
烧结
热压烧结
热等静压
2018/12/1 Anming Li, Dept of MSE,hpu 4
材料科学与工程学院
陶瓷作为新型的刃具和耐磨零件。
陶瓷硬度的测定方法:维氏硬度HV(最常用)、显微硬度Hm、洛氏硬 度HR、莫氏硬度。
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Anming Li, Dept of MSE,hpu
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3)强度:
由化学键所决定,室温下陶瓷几乎不产生滑移和位错运动。
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Anming Li, Dept of MSE,hpu
2018/12/1
Anming Li, Dept of MSE,hpu
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材料科学与工程学院
ⅱ.成型工艺: 成型工艺
干 压 成 型 冷等静压成型 热等静压成型
a:干压成型:单轴向压制成型。
密度、应力不均匀,易产生分层,压力高时尤为明显。
适用范围:形状简单、横截面积大,但高度小的样品。
b:冷等静压成型:
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a.晶相:一般由离子键或共价键结合而成,结构形式主要有两种:
即氧化物结构和硅酸盐结构。
b. 陶瓷晶体中的缺陷:同金属一样,存在点(空位,间隙原
子)、线(位错)和面缺陷(晶界,亚晶界),这些缺陷也影响性 能,包括一些物理性能,例如光学性能,电学性能等。
2018/12/1
Anming Li, Dept of MSE,hpu

陶瓷材料基础知识

陶瓷材料基础知识

精细陶瓷 高纯、人工 合成原料
Dept. of MSE, CQU
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Dept. of MSE, CQU
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陶瓷材料的发展趋势
复合化:利用加和及乘积效应,开发出单一材料中不存在的 新功能获由于单一材料性能的综合功能材料。
多功能化:将功能性与结构性相结合,如集低介电常数、高 绝缘、高导热性、高机械强度、微型化于一体的基片材料。 多功能材料的发展对促进产品向轻、小、薄的发展提供了基 础。 低维化:低维材料是低于三位材料的总称。零维的是超微粒 子,包括团聚体、那你材料和亚微米材料;一维材料包括晶 须、纤维、以及纳米丝和纳米管;二维材料主要为薄膜材料
CERAMICS MATERIALS
COLLEGE OF MATERIAL SCIENCE AND ENGINEERING CHONGQING UNIVERSITY
重庆大学材料科学与工程学院
第一章 陶瓷材料基础知识
现代陶瓷材料的基本概念 陶瓷材料的发展历史及现状 陶瓷的分类 陶瓷的结构 陶瓷的显微组织 陶瓷的相变
(a) CsCl型结构
属立方晶系简单立方点阵。Cs+和 Cl-半径之比为 0.169nm/0.181nm=0.933, Cl-离子构 成正六面体,Cs+在其中心, Cs+和 Cl-的配位数均为8,多面体共面连接, 一个晶胞内含Cs+和Cl-各一个。
属于这种结构的还有CsBr、CsI。
图1-2 CsCl结构的立方晶胞
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1.3 陶瓷的分类
陶瓷的种类繁多,根据陶瓷的化学组成、性能特点 以及用途等不同,可将陶瓷分为传统陶瓷和先进陶 瓷两大类。 传统陶瓷
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过程:制粉→ 压制成型→烧结→后处理等
3)金属陶瓷硬质合金(金属陶瓷的一种)
WC(TiC,TaC) + Co,Ni,Mo;
基体
粘结剂
4)性能特点: 高的硬度、高的热硬性、高的耐磨性(高速钢); 抗压强度高,抗弯强度低,弹性模量高。耐蚀性好,热 膨胀系数比钢低; 缺点:脆性大,导热性好,不能用于切削的方法加工。
玻璃相 35—60% 气相 1—3%
性能特点:质地坚硬,不氧化、不生锈、耐高温; 成 型性好,成本低。强度低,绝缘性、耐高温性不如其 它陶瓷。 应用:生活中常用的各类陶瓷制品;电瓷绝缘子,耐 酸、碱的容器和反应塔管道,纺织机械中的导纱零件。
2、特种陶瓷 (1)氧化铝陶瓷 组织:AL2O3 主晶相,还有少量SiO2; 性能:硬度高; 耐高温(抗氧化性能,高的蠕变抗
精品
第十八章工程陶瓷 材料
一、陶瓷材料的定义及制备工艺
1、定义:陶瓷是无机高分子材料,用天然的或人工
合成粉状化合物通过成型、高温烧结而制成的多晶固
体材料。
2、陶瓷材料的制备工艺
制粉 → 压坯 → 烧结 → 成品
二、陶瓷材料的组织结构 1、晶相:主要组成相由离子键或 共价键结合而成,决定陶瓷的高熔点、 高耐热性、高化学稳定性、高绝缘性、 高脆性等性能: 。
热稳定性、抗蠕变、耐腐蚀性能好; 应用:高温结构材料; 火箭尾喷管的喷嘴;高温轴承;
热交换器,核燃料包封材料。
(4)氮化硼陶瓷: 主要成分:BN; 晶体结构:六方结构,与石墨相似,称“白石墨”。 性能特点:耐热性、导热性好;热稳定好,抗热振性
好;核反应堆中吸收热中子的属氧化物或碳化物 +添加适量的金属粉末 (AL2O3 ,ZrO2 ,TiC, WC 等+ Co,Ni,Cr,Fe,Mo,等) 2)制备:粉末冶金
蠕变抗力高,热膨胀系数小,抗热振性能最好。化学稳
定性好(除氢氟酸外),优异的绝缘性能。
应用:用于耐磨、耐高温、耐腐蚀、且形状复杂、尺寸
精度高的陶瓷制品,如高温轴承、燃气轮机转子叶片。
热电偶套管、石油化工泵的密封环(动密封) ;切削
刀具。
(3)碳化硅陶瓷: 主要成分:SiC 制备:反应烧结;热压烧结; 性能特点:高温强度高,导热性好。耐放射元素辐射;
5)分类,编号,应用:
①钨、钴类:YG3,YG6 ,YG8 成分:WC + Co (数字为Co的含量) 应用:制造的刀具可以切削脆性材料,如铸铁、一
些有色金属和胶木等
谢谢观看
2、玻璃相:非晶态固体,将晶相粘结在一起,降低烧 结温度,抑制晶相晶粒长大和填充气孔。
3、气相:气孔(5%-10%)。 对性能的不利影响:增加脆性、降低强度、电击穿 强 度降低,绝缘性能降低。对性能的有利影响:提高吸 振性,使陶瓷密度减小。 三、陶瓷的性能
1、力学性能:
硬度极高:(> 1500HV)
高弹性模量;高脆性;高的抗压强度;
低的抗拉强度;低的塑性、韧性;抗热振性能较低。
2、物理化学性能 高熔点 (Tm > 2000°C)(高温强度、高温蠕变抗力) 低的热膨胀系数、热导率,良好的绝缘性。 特殊的光、电、磁性能:如压电性能、激光性能等 结构稳定,化学稳定高。 四、陶瓷的分类及应用 (按用途分 ) 1、普通陶瓷: 由粘土、长石、石英为原料配制,烧结而成。 组织:主晶相 莫来石25—30% , 次晶相SiO2 ;
力);耐腐蚀,绝缘性好; 脆性大,抗热振性差→ 缺点
应用:内燃机火花塞;火箭导弹的导流罩;用于制造 耐磨零件,如轴承,纺织机上的导纱器等;用于冶炼 金属的坩埚;合成纤维喷嘴,和各种切削刀具等。
(2)氮化硅陶瓷
主要成分:Si3N4 制备有两种方法:热压烧结;反应烧结
性能特点:硬度高,摩擦系数小,极优异的耐磨材料。
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