陶瓷材料显微结构与性能

1陶瓷烧结过程中影响气孔形成的因素有哪些？

(1)煅烧温度过低、时间过低 (2)煅烧是时原料中的水碳酸盐、硫酸盐的分解或有机物的氧化 (3) 煅烧时炉内气氛的扩散 (4) 煅烧时温度过高，升温过快或窑内

气氛不合适等。

夏炎2.影响陶瓷显微结构的因素有哪些？

参考答案：(1) 原料组成、粒度、配比、混料工艺等

(2) 成型方式、成型条件、制品形状等

(3)干燥制度（干燥方式、温度制度、气氛条件、压力条件等）

(4) 烧成制度（烧成方式、窑炉结构、温度制度、气氛条件、压力条

件等）

3. 提高陶瓷材料强度及减轻其脆性有哪些途径？

参考答案：a.制造微晶、高密度、高纯度的陶瓷。例如，采用热等静压烧结制成

的Si

3N

4

气孔率极低，其强度接近理论值。

b.在陶瓷表面引入压应力可提高材料的强度。钢化玻璃是成功应用这

一方法的典型例子。

c.消除表面缺陷，可有效地提高材料的实际强度。

d.复合强化。采用碳纤维、SiC纤维制成陶瓷/陶瓷复合材料，可有

效地改善材料的强韧性。

e.ZrO

2与增韧。ZrO

2

对陶瓷的强韧化的贡献有四种机理（相变增韧、微裂纹增韧、

裂纹偏转增韧、表面残余应力增韧）罗念

4.影响氧化锆相变增韧的因素是什么？简单叙述氮化硅陶瓷具有的性能及常用的烧结方法。

①晶粒大小。当晶粒尺寸大于临界尺寸易于相变。若晶粒尺寸太小，相变也就难以进行。

②添加剂及其含量使用不同的添加剂， t-ZrO2的可转变最佳晶粒大小、范围也不同。

③晶粒取向。晶粒取向的不同而影响相变导致增韧的机制。

氮化硅陶瓷具有高强度、高硬度、耐磨、耐化学溶液和熔体的腐蚀、高电绝缘体、低热膨胀和优良抗热冲击、抗机械冲击等性能。烧结方法：反应烧结氮化硅、无压烧结氮化硅、重烧结氮化硅、气氛加压氮化硅和热压烧结氮化硅。——李成5.气孔对功能陶瓷性能的影响及降低功能陶瓷中的气孔量的措施？

气孔均可使磁感应强度、弹性模量、抗折强度、磁导率、电击穿强度下降，对畴运动造成钉扎作用，影响了铁电铁磁性。另外，少量气孔亦会严重降低透光性。添加物的引入不仅可阻止二次重结晶，亦可以使气孔由晶界排出。为了降低功能陶瓷中的气孔量，可采用通氧烧结，成型时增大粒子流动性提高生坯密度，研究玻璃相对主晶相的润湿等措施。韦珍海6.瓷轴基本上是一层玻璃体，但从显微结构的角度来看，它可以分成几大类釉层并举例说明其中一种的釉层特点？

参考答案：釉层可为三大类：玻璃釉、析晶釉（或称结晶轴）和分相釉.以玻璃釉为例，玻璃釉一般是无色透明的，由硅酸盐玻璃所组成。釉层除了多少有些釉

泡之外，有时可见少量未熔的残留石英、粘土团块或云母残骸。

7.氧化铍瓷具有哪些特点？

参考答案：氧化铍瓷的主晶相为氧化铍，属于六方晶系。常呈柱状晶形，多为单一晶相。其结构属于纤锌矿型，这是低温型结晶，当温度升到2050℃以上时出现晶形转化，称为四方晶系晶体。在显微镜下，晶相呈无色透明，结晶良好，以自形晶为主，有时会出现双晶现象。

8.正温度系数热敏电阻有哪些主要特性?

(1)电阻-温度特性

(2) 电压-电流特性

(3)电流-时间特性

(4) 电压效应和耐电压特性

9. 陶瓷电阻可分为几种?每种的应用是什么(只需举出一个应用的例子即可) ?

(1)正温度系数热敏电阻,应用于自控温加热、温度测量与控制、过热保护、温度补偿、限流保护等方面。广泛应用于电子工业、医疗卫生、家用电器、机械、能源、生物工程等。

(2)负温度系数电阻, 高精度NTC热敏电阻材料及元件、表面安装用NTC热敏电阻、片式热敏电阻和薄膜热敏电阻。

(3)压敏电阻, 1.过电压保护,2.稳压方面的应用

(4)气敏电阻,主要有SnO2系、ZnO系、Fe2O3系、MgO系、TiO2系, 可用来制成气敏元件，在化工、环保与监测、煤矿、国防、汽车、食品、电子、石油、发电等很多领域，对有害、易燃、易爆等气体实施自动检测，并报警和调控。

(5)湿敏电阻, 应用于湿度测量和控制等很多领域。

(6)光敏电阻 CdS基陶瓷光敏电阻,烧结膜陶瓷光敏电阻,电阻照相用感光材料彩色电视摄像管靶材用光敏材料

甘孔梅

10.导致氧化铝二次重结晶出现有哪些因素？

答案：原料不均匀，成型时所受压力，烧成温度偏高，局部有不均匀的液相存在。

11. 为避免纤维或晶须与陶瓷基体之间发生化学反应，应采取哪些有效措施？

答案：（1）降低烧结温度；

（2）对纤维表面进行各种预处理，使之涂上一层表面层以避免相互之间的化学反应；

（3）添加第三相物质以调整纤维与基体界面的晶界相组成。

梁作洲

12、提高陶瓷材料强度及减轻脆性的途径

a.制造微晶、高密度、高纯度的陶瓷

b.在陶瓷表面引入压力，可提高陶瓷材料的强度

c.消除表面缺陷，可有效的提高材料的实际强度

d.复合强化是发挥陶瓷材料优势的重要途径

e.ZrO

2与增韧。ZrO

2

晶体有三种结构即单斜相、四方相、和立方相

13、陶瓷的主要显微结构有哪些？

答：1、可控气孔率

2、室温力学强度

3、韧性

4、高温下抵抗形变或蠕动的阻力

5、热震阻力

6、硬度、滑动磨耗或摩擦力

7、热导率和热膨胀的控制

8、光学和特殊电、磁学功能

9、抗腐蚀性谢丰蔚14、各厂家多采用下列配方（1#）生产95瓷，求这只这种陶瓷材料的平衡矿物组成。

原料烧Al

2O

3

CaO SiO

2

苏州1#土

配料比% 3.25 1.28 1.95

解：假设烧氧化铝为纯Al

2O

3

，苏州土为纯高岭土，按100kg配料计算。则瓷料

的化学组成为

Al

2O

3

93.5+1.95×0.395=94.27

SiO

2

1.28+1.95×0.465=

2.19 CaO

3.25×0.56=1.8

总计98.26

换算成百分含量：

Al

2O

3

94.27/98.26=96%

SiO

2

2.19/98.26=2.2%

CaO 1.43/98.26=1.46%

15、氧化锆陶瓷的特点是什么？

答：①硬度高

②强度高，任性好

③半导体性

④抗腐蚀

⑤敏感特性

⑥可作生物陶瓷吴小霞

16、陶瓷中玻璃相在在陶瓷显微结构形成时的作用主要是？

(1)在瓷坯中起黏结作用，即把分散的晶相黏结在一起，其本身就成为连续相

(2)起填充气孔空隙的作用，使陶坯致密化而成为整体

(3)降低烧成温度

(4)抑制晶体长大并防止晶体的晶形转变

(5)有利于杂质、添加物的重新分布，或促进某些反应过程的进行。

17、为什么杂质一般会进入玻璃相或存在于晶界中？

(1)因为晶界质点排列不规则，势能较高，因此杂质进入到晶格内引起点阵畸变