第六章陶瓷材料

合集下载

陶瓷材料概述范文

陶瓷材料概述范文陶瓷材料是一种非金属无机材料，其主要成分为氧化物、非氧化物和组合材料。

陶瓷材料具有许多独特的性质，如高温耐性、耐腐蚀性、绝缘性、硬度高等，因此被广泛应用于工业、冶金、化工、电子、建筑等领域。

陶瓷材料根据其结构与用途可分为三类：普通陶瓷、特种陶瓷和结构陶瓷。

普通陶瓷是最基本的一种陶瓷材料，由黏土和瓷石等原料烧结而成。

普通陶瓷具有较低的价格和良好的加工性能，广泛应用于建筑材料、制陶工业、机械工业等。

常见的普通陶瓷有砖瓦、瓷器等。

特种陶瓷是一类性能优良、用途特殊的陶瓷材料。

特种陶瓷的特点是高温稳定性、耐磨性和电绝缘性能的提高。

根据其化学成分和结构特点，特种陶瓷可分为氧化物陶瓷、非氧化物陶瓷和复合陶瓷。

氧化物陶瓷包括金刚石（碳化硅）陶瓷、氧化铝陶瓷、氧化锆陶瓷等，主要用于高温热工业、电子工业、机械制造业等。

非氧化物陶瓷主要包括硼化硅陶瓷、氮化硼陶瓷等，具有高硬度、耐磨性、导热性能等，广泛应用于航空航天、电子、光学等领域。

复合陶瓷由两种或多种不同材料组成，具有更加优良的性能，例如碳化硅纤维增强碳化硅（C/C）复合陶瓷材料广泛应用于高温结构部件。

结构陶瓷是一类性能优异的陶瓷材料，具有高强度、低密度和良好的耐磨性能。

结构陶瓷主要用于制造高压磨料工具、轴承等机械结构部件。

常见的结构陶瓷有氮化硼陶瓷、氧化铝陶瓷等。

陶瓷材料还具有许多其他特殊的性能，如生物相容性、超导性、光学透明性等。

在现代科技的发展中，陶瓷材料发挥着重要的作用。

例如，陶瓷瓦片用于建筑中的防水、隔热层；陶瓷杯用于食品和饮料的容器；陶瓷电容用于电子器件中的储能等。

陶瓷材料的应用领域不断扩大，对于人类社会的发展与进步具有重要的推动作用。

总之，陶瓷材料是一类非金属无机材料，具有独特的性质和广泛的应用领域。

普通陶瓷、特种陶瓷和结构陶瓷是其主要分类。

陶瓷材料在工业、冶金、化工、电子、建筑等领域起到重要的作用，对于促进社会进步和技术发展具有重要意义。

第六章陶瓷基复合材料

19
3、化学气相浸渗法 (Chemical Vapor Infiltration，简称CVI法）
定义：
反应物以气体的形式渗入到纤维预制体的内部并发
生化学反应，形成陶瓷固体沉积在预制体表面，使预
制体逐渐致密形成陶瓷基复合材料的一种工艺。
20
CVI的突出优点是：
能在较低温度进行高温材料的制备，SiC陶瓷的烧结温度通常高达2000℃以上，而采用CVI法则能在900－1100℃的温度下制备出高纯度的SiC陶瓷：
21
CVI法制备的Cf/SiC陶瓷基复合材料的显微结构
22
4、反应性熔体浸渗法 (Reactive Melt Infiltration，简称RMI法)
在采用RMI法制备SiC陶瓷基复合材料过程中，将Si熔化后，在毛细管力的作用下Si熔体渗入到以多孔C/C材料内部，并同时与基体碳发生化学反应生成SiC陶瓷基体。
SiC变体很多，但作为陶瓷材料的主要有两种晶体
结构，一种是-SiC，属六方晶系；一种是-SiC，属
立方晶系，具有半导体特性。
SiC具有很高的热传导能力，较好的热稳定性、耐磨性、耐腐蚀性和抗蠕变性。
12
4、玻璃陶瓷（glass-ceramics）
某些玻璃经热处理后可以晶化形成大量的微晶体。这种含
抗弯强度MPa
弹性模量Gpa 断裂韧性K1C，MPam1/2
473±30
247±16 3.7±0.7
454±42
188±18 15.6±1.2
热膨胀系数
(室温-1000℃)10-3/℃
4.62
2.51
28
（3）纤维/碳化硅陶瓷基复合材料 SiC基CMC的密度2～2.5g/cm3，仅为高温合金和铌

第六章-陶瓷的加工及改性

第二节陶瓷的特种加工技术 6.2.1 电火花加工电火花加工的原理是基于工件和工具（正、负电极）之间脉冲性火花放电时的电腐蚀现象来蚀除（corrosion removing）多余的金属，以达到对零件的尺寸、形状以及表面质量预定的加工要求。下图为放电加工示意图
放电间隙示意图
电火花加工必须具备以下几个条件：
（1）放电必须是瞬时的脉冲性放电。（2）火花放电必须在有较高绝缘强度的介质中进行。（3）要有足够的放电强度，以实现金属局部的熔化和气化。（4）工具电极与工件被加工表面之间要始终保持一定的放电间隙
绝缘陶瓷的电火花放电加工原理示意图和高速电火花穿孔机原理示意图如下图所示
电火花加工示意图
二、陶瓷材料的切削加工
（1）选择切削性能优良的新型切削刀具
（2）选择合适的刀具几何参数
（3）切削用量的选择
（4）设计的专用夹具、缓冲震动、施冷却润滑
6.1.2 陶瓷的机械磨削加工一、磨磨削机理
① 材料脆性剥离是通过空隙和裂纹的形成或延展、剥落及碎裂等方式来完成的 ② 在晶粒去除过程中，材料是以整个晶粒从工件表面上脱落的方式被去除的。 ③ 陶瓷和金属的磨削过程模型如右图。金属材料依靠剪切作用产生带状或接近带状的切屑，而磨削陶瓷时，材料内部先产生裂纹，随着应力的增加，间断裂纹的逐渐增大，连接，从而形成局部剥落。
激光加工原理示意图
6.2.3 激光加工（laser machining）
超声波磨削加工是利用工具端面作超声频振动，通过磨料悬浮液加工硬脆材料的一种加工方法。加工原理如图所示。
超声波加工机理
6.2.4 超声波加工（ultrasonic machining）
特点：
（1）适合加工各种硬脆材料，特别是不导电的非金属材料

釉料的性质及制备工艺

釉的表面张力影响釉面平滑程度和釉对坯体的润湿，所以对外观质量影响很大。 1）由于表面张力过大会阻碍气体排除、釉对坯润湿不好、熔融液不均化和发生缩釉现象，因此会造成釉面缺陷； 2）表面张力过小会造成流釉和小气孔破裂后形成针孔，难以弥合；影响因素：釉的组成（Pb0明显降低表面张力），温度、气氛（还原气氛使表面能力增大）。粘度、表面张力随温度升高而降低。
6.2.4釉的硬度和光泽度
1.硬度
• 硬度是一种材料抵抗另一种材料压入、划痕或磨损的能力。表征材料表层的强度，看成表层产生塑性变形或破坏所需的能量。影响因素： 1）釉层化学组成：釉面硬度取决于釉层化学组成，组成玻璃网络的SiO2 、B2O3提高硬度。由于硼反常现象，用B2O3 代替釉中SiO2时，若B2O3 ＜15％，随着B2O3的增加，釉的硬度不断增大；若B2O3 ＞15％，则釉的强度会降低。 2）矿物组成、显微结构：釉层析出硬度大的微晶，并高度分散在釉面上，则硬度明显增加，尤其析出针状晶体，效果更显著。提高硬度的晶体：锆英石、锌尖晶石、镁铝尖晶石、金红石、莫来石、硅锌矿等。因此，乳浊釉和无光釉的耐磨性比透明釉高。
• 酸度系数是指釉（坯）中酸性氧化物与碱性氧化物之比。
• C.A= RO2 R2O+RO+3R2O3
• 式中：RO2 酸性氧化物摩尔数； • R2O+RO+3R2O3 碱性氧化物摩尔数。
6.4.3 合理选择釉用原料
配釉要用天然矿物原料，也要用化工原料，以便调整好釉浆的性能及很好的适应坯体。原料选择注意下列问题： 1）制釉原料要求纯度高，并与其它原料分开贮存，以免杂质混入； 2）采用不溶解于水的原料，避免釉浆组分被坯体吸入，影响其性质；
4.按釉料的制备方法分类 • (1) 生料釉—所用的全部原料都不经过预先熔制，直接加水调制成浆。 • (2) 熔块釉—此釉在制浆前，先将部分原料熔成玻璃状物质并用水淬成小块(熔块)，再与其余原料混合研制成釉浆。 • (3) 熔盐釉—此釉不须事先制备，而是在产品煅烧至高温时，向窑内投入食盐、锌盐等挥发物，使与坯体表面作用形成薄层玻璃物质。如果坯料中含有一定量的Fe2O3和 CaO，则由于不同气氛，可获灰、黄至棕红色釉层。 • (4) 土釉—此釉是采用天然有色粘土，经淘洗后直接作为釉料使用。 5.按显微结构和釉性状的分类 • 透明釉—无定形玻璃体； • 晶质釉—乳浊釉、析晶釉、砂金釉、无光釉； • 熔析釉(液相分离釉)—乳浊釉、铁红釉、兔毫釉等。 • 所以，同为一种釉，由于分类方法不同可同时具有几种名称。

什么是陶瓷材料

什么是陶瓷材料陶瓷材料是一种非金属的无机材料，它们通常是由氧化物、硼化合物、氮化合物和碳化合物等构成的。

陶瓷材料因其独特的性能和广泛的应用而备受关注，被广泛应用于建筑、电子、化工、医药、航空航天等领域。

接下来，我们将深入探讨陶瓷材料的特性、分类以及应用。

首先，陶瓷材料具有优异的耐高温性能。

由于其晶格结构的稳定性，陶瓷材料在高温环境下能够保持其物理和化学性质，因此被广泛应用于高温工艺和高温设备中。

其次，陶瓷材料还具有优异的耐腐蚀性能。

由于其化学稳定性和惰性表面，陶瓷材料对酸、碱、盐等化学介质具有良好的抵抗能力，因此在化工、医药等领域中得到广泛应用。

根据其成分和性质的不同，陶瓷材料可以分为氧化物陶瓷、非氧化物陶瓷和复合陶瓷。

氧化物陶瓷是指以氧化物为主要成分的陶瓷材料，如氧化铝、氧化锆等。

这类陶瓷具有优异的绝缘性能和耐磨性，常用于电子、机械等领域。

非氧化物陶瓷是指以硼化合物、氮化合物和碳化合物为主要成分的陶瓷材料，如碳化硅陶瓷、氮化硼陶瓷等。

这类陶瓷具有优异的硬度和耐磨性，常用于刀具、轴承等领域。

复合陶瓷是指将不同类型的陶瓷材料复合而成的材料，具有综合性能优异的特点，被广泛应用于航空航天、汽车等领域。

在实际应用中，陶瓷材料有着广泛的用途。

在建筑领域，陶瓷材料常用于装饰材料、地板砖、卫生洁具等；在电子领域，陶瓷材料常用于制作电子元器件、陶瓷电容器等；在化工领域，陶瓷材料常用于制作化工设备、化工管道等；在医药领域，陶瓷材料常用于制作人工关节、牙科修复材料等；在航空航天领域，陶瓷材料常用于制作航天器件、航空发动机部件等。

总之，陶瓷材料以其优异的性能和广泛的应用领域，成为了现代工业中不可或缺的重要材料之一。

随着科技的不断进步和创新，相信陶瓷材料将会在更多领域展现出其独特的魅力，为人类社会的发展做出更大的贡献。

《陶瓷工艺原理》学习指南

学习指南一、课程基本情况、性质、研究对象和任务总学时：64学时。

其中，课堂教学：57学时，实验教学：7学时。

先修课：《材料科学基础》、《材料物理性能》《陶瓷工艺原理》是材料科学与工程专业复合材料方向本科生的必修课，其它专业方向的限定选修课。

本课程主要讲述陶瓷原料、粉体的制备与合成、坯体和釉的配料计算、陶瓷坯体的成型及干燥、陶瓷材料的烧结、陶瓷的加工及改性等。

目的在于使学生熟悉陶瓷生产中共同性的工艺过程及过程中发生的物理—化学变化，掌握工艺因素对陶瓷产品结构与性能的影响和基本的实验技能，能够从技术与经济的角度分析陶瓷生产中的问题和提出改进生产的方案，为毕业后从事专业工作打下必要的基础。

本课程重视“理论基础与工程实践并重”的课程教学体系及科研促进教学的教学方法，从而增强学生理论基础的实践性应用能力，既重视学生“应知应会”的陶瓷材料的设计、制备工艺、测试表征与应用的基础理论，又强调综合性、设计性、开放性、创新性实验教学，加强学生实验动手训练和设计能力培养，倡导学生创业能力的训练。

学完本课程应达到以下基本要求：1．熟练掌握陶瓷主要原料的性能、用途，掌握部分新型陶瓷原料的性能、用途，对其它原料的性能和用途有所了解。

2．熟练掌握陶瓷制品的生产工艺流程，以及一些新型的工艺技术。

3．掌握陶瓷制品的化学组成、显微结构和产品性能之间的相互关系。

正确理解工艺因素对陶瓷制品显微结构和性能的影响。

4．掌握陶瓷生产的基本实验方法，并能对陶瓷制品的性能进行分析。

二、教材及多媒体课件说明1教材：《陶瓷工艺学》，张锐主编，化学工业出版社，2007。

本教材内容精炼、结构合理、理论性强。

由于计划学时有限，不可能在课堂上对教材所有内容一一进行详细讲解。

因此，学生应该抓住每章节的重点、难点，搞清分析问题、解决问题的基本思路，并注意寻找同类问题间的内存规律。

真正做到举一反三，将问题由“繁”变“易”，将课本由“厚”读“薄”。

2多媒体课件：陶瓷工艺学多媒体教学课件是本校材料基础学科组集体创作的，它综合了图、文、声、像、二维图形、三维动画等多种媒体手段，经科学、合理的重组、整合、加工，构筑了一种虚拟实际场景的教学氛围。

化学功能材料第六章特种陶瓷

建筑卫生瓷——装饰板、卫生间装置及器具等；
电工瓷——电器绝缘用瓷，也叫高压陶瓷
化学化工瓷——化工、制药、食品等工业及实验室中的管道设备、耐蚀容器及实验器皿
2．特种陶瓷—— 讨论内容
是以纯度较高的人工合成化合物为主要原料的人工合成化合物。
选用高度精选的原料，具有能够精确控制化学组成，按照便于控制的制造技术加工，具有优异性能的陶瓷。
超导陶瓷
一、超导的概念
什么叫超导（superconduct）？
超级导电，电阻几乎为零。
1911年荷兰物理学家Onnes（翁尼斯）首次观察到超导现象：汞冷却到热力学4K（-269℃，液态氦（He）冷却）时汞的电阻为零。
二、超导体的特性
1、完全导电性当温度下降至某一数值或以下时，超导体的电阻突然
将具有可塑性的泥料，通过挤机嘴成形。
6．轧膜成型
将陶瓷粉体和粘结剂、溶剂等置于轧辊上混炼，使之混合均匀，吹风使溶剂挥发，形成一层厚膜；调整轧辊间距，反复轧制，可制得薄片瓷坯。
四、陶瓷烧结
使陶瓷达到所要求的物理性能和力学性能宏观：体积收缩，密度增大，气孔减少微观：颗粒中心靠近，气孔排出，（相变）、晶粒长大
三、陶瓷的成型工艺
陶瓷制备方法的特点：
1)金属的一般制备方法：铸锭——压力加工——型材——机械加工——成品
2）陶瓷的一般制备方法：粉末——成型——烧结——（加工）——成品材料产品一次完成
目的：用模具或工具制成一定形状或尺寸的坯体，并要求有一定的密度和强度。
1．模压成型（水6-8%）半干压成型模压成型是将混合料加入到模具中，在压力
每个氧原子最多只有被两个[SiO4]所共有；
Si-O-Si的键角为1ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ5℃;

第六章陶瓷基复合材料

2）化学气相沉积（CVD）法化学气相沉积（CVD）
具有贯通间隙的增强体坯件或纤维编织骨架中沉积陶瓷基体制备CMC。架中沉积陶瓷基体制备CMC。化学气相沉积工艺过程原理图。工艺过程原理图。优点：纤维受到的机械、化学损伤小，可优点：纤维受到的机械、化学损伤小，可以制备多向排布和编织和复杂形状的CMC；以制备多向排布和编织和复杂形状的CMC；缺点：生产周期长、效率低、成本高，难缺点：生产周期长、效率低、成本高，难以制备高致密性的CMC。以制备高致密性的CMC。
原位生长晶须补强CMC成型工艺原位生长晶须补强CMC成型工艺方法：通过化学反应在陶瓷基体中原位生成补强组元（晶须）。
6.3.3 颗粒弥散型CMC的成型工艺颗粒弥散型CMC的成型工艺
基本过程：颗粒弥散型CMC的增强材料和基本过程：颗粒弥散型CMC的增强材料和基体的原料均为粉料，因此混料方法多采用球磨。混合料干燥先成型为坯件烧结。烧结方法：常压烧结工艺和反应烧结。烧结方法：常压烧结工艺和反应烧结。
6.3.2 晶须（短纤维）补强CMC成型晶须（短纤维）补强CMC成型工艺
①
外加晶须（短切纤维）补强CMC成型工艺外加晶须（短切纤维）补强CMC成型工艺制备过程：晶须（短切纤维）分散、晶须（短切纤维）与基体原料混合、成型烧结。成型方法：压力渗滤法、烧结法、先驱体热解法和化学气相沉积法
②
本章小结
了解CMC的类型；了解CMC的类型；掌握CMC性能特点和影响的因素；掌握CMC性能特点和影响的因素；了解CMC成型工艺方法；了解CMC成型工艺方法；了解CMC的应用领域。了解CMC的应用领域。
4）先驱体热解法
方法：将单独合成的先驱体，通过加温调节其方法：将单独合成的先驱体，通过加温调节其粘度，在高压粘度，在高压-真空联合作用下使其浸渗进入并充满多向纤维编织坯件的空隙，在高温下使先驱体热解。热解时低分子产物从坯件中逸出，留在空隙间的产物即形成陶瓷基体。优点：热解温度< 优点：热解温度<热压烧结温度，可减少界面的有害化学反应；热解在常压下进行，可以避免对纤维的机械损伤，可制备形状复杂和尺寸准确的制品。缺点：生产周期长，密度< 缺点：生产周期长，密度<热压烧结

第6章材料的热学性质

• 晶格振动是在弹性范围内原子的不断交替聚拢和分离，这种运动具有波的形式, 称之为晶格波； • 晶格振动的能量是量子化的，与电磁波的光子类似, 点阵波的能量量子称为声子； • 晶体热振动就是热激发声子； • 根据原子热振动的特点, 从理论上阐明了热容的物理本质, 并建立了热容随温度变化的定量关系, 其发展过程是从经典热容理论—杜隆-珀替(Dulong-Petit ) 定律经爱因斯坦量子热容理论到较为完善的德拜量子热容理论, 以及其后对德拜热容理论的完善发展。
• 对于大多数固体材料：
德拜模型理论与实验比较（圆点为实验值）
16
1.材料热容
德拜量子热容理论结果的讨论：
1. 当温度T >> QD 时，上式近似为CV 3NkB，与经典理论的结果一致； 2. 在非常低的温度下，只有长波的激发是主要的，对于长波晶格是可以看作连续介质的。因此德拜理论在温度越低的条件下，符合越好； 3. 当温度T << QD 时，德拜公式可写为：
变的石热英容向变化石英转
ab-Βιβλιοθήκη 311.材料热容CuCl2磁性转变对热容的影响铁加热时热容的影响
二级相变，如磁性转变、部分有序－无序转变、超导转变等，热容在转变温度附近发生剧烈变化，但为有限值。
32
2.材料热膨胀
2.1热膨胀现象的起源
• 固体材料热膨胀本征上归结于晶体结构中质点间平均距离随温度升高而增大，其原因是原子的非简谐振动。 • 相邻质点间的作用力是非线性的。 1. r< r0：合力曲线斜率较大，合力随位移增大很快； 2. r> r0：斜率较小，合力随位移增大要慢一些；温度越高，质点振幅越大，在r0处不对称情况越显著，平衡位置向右移动越多，引起热膨胀。

陶瓷基复合材料(CMC)

CMC制备工艺
• 制造工艺也可大致分为配料-成型 -烧结-精加工等步骤。
• 改进的浆体法
陶瓷基复合材料的制备还有溶胶凝胶法、液态浸渍法、直接氧化法等，新近发展起来的制备陶瓷基复合材料的方法还有聚合物先驱体热解工艺、原位复合工艺等。
CMC界面
• 陶瓷基复合材料界面可分为两大类：无反应界面和有反应界面。 • 无反应界面
概述
• 陶瓷基复合材料的基体为陶瓷。
• 碳化硅、氮化硅、氧化铝等，具有耐高温、耐腐蚀、高强度、重量轻和价格低等优点。化学键往往是介于离子键与共价键之间的混合键。
• 陶瓷基复合材料中的增强体通常也称为增韧体。
• 从几何尺寸上可分为纤维(长、短纤维)、晶须和颗粒三类。 • 碳纤维主要用在把强度、刚度、重量和抗化学性作为设计参数的构件；其它常用纤维是玻璃纤维和硼纤维。 • 纤维增强陶瓷基复合材料，是改善陶瓷材料韧性的重要手段。
CMC制备工艺
CMC制备工艺
• 晶须与颗粒增韧陶瓷基复合材料的加工与制备
• 晶须与颗粒的尺寸均很小，只是几何形状上有些区别，用它们进行增韧的陶瓷基复合材料的制造工艺是基本相同的。 • 基本上是采用粉末冶金方法。
制备工艺比长纤维复合材料简便很多。所用设备也不复杂设备。过程简单。混合均匀，热压烧结即可制得高性能的复合材料。
CMC性能
• 室温力学性能
• 拉伸强度
• 与金属基和聚合物基复合材料不同，对于陶瓷基复合材料来说陶瓷基体的失效应变低于纤维的失效应变；因此最初的失效往往是陶瓷基体的开裂，这种开裂是由晶体中存在的缺陷引起的。
CMC性能与应用
单向连续纤维强化陶瓷基复合材料的拉伸失效有两种形式：
(1)突然失效。纤维强度较低，界面结合强度较高，基体裂纹穿过纤维扩展，导致突然失效。 (2)如果纤维较强，界面结合相对较弱，基体裂纹沿着纤维扩展，纤维失效前，纤维-基体界面脱粘、因此基体开裂并不导致突然失效，复合材料的最终失效应变大于基体的失效应变。

复合材料第六章陶瓷基复合材料-陶瓷基体材料课件

无机非金属材料由晶相、玻璃相和气相组成的多晶多相复合体
晶相：硅酸盐、氧化物、非氧化物等，是材料基本组成部分，其性质决定着该材料的性能。
玻璃相：非晶低熔点固体 (多为硅酸盐结构)，主要作用是： a) 填充气孔和空隙 b) 将分散的晶相粘接起来而降低烧结温度 c) 抑制晶粒长大
16
气孔：一般存在于晶体内部或晶体与玻璃相之间，是裂纹的根源，导致强度降低、脆性增大，应极力避免
减小内部和表面缺陷可在一定程度上有效改善材料性能
22
2)提高断裂韧性
断裂韧性低是陶瓷固有缺点，限制了其扩大应用！提高断裂韧性方法：主要是复合化途径，以陶瓷为基体，加进增强相而引入各种增韧机制来加大裂纹扩展阻力，增加断裂过程能量消耗，达到提高断裂韧性的目的。
可能的消耗能量机制：裂纹偏转或分叉、基体裂纹被纤维桥联、使结合弱的界面解离、纤维拔出等。
29
2)氧化锆
性能特点：高强度、高硬度、耐化学腐蚀性、
高韧性 (是所有陶瓷中最高的)
晶型结构：单斜结构 (m相，低于1170度， 5.65g/cm3) 四方结构 (t相， 1170~2370度， 6.10g/cm3) 立方结构 (c相， 2370度以上， 6.27g/cm3)
30
晶型转变：在1170度左右发生晶型转变升温时单斜向四方晶型转变，体积收缩7% 冷却时四方向单斜晶型转变，体积膨胀7％
力强而质地坚硬，如石英)
11
1.1.2 玻璃及其结构
玻璃：非晶态无机非金属材料。主要组分及其功能： SiO2：硅酸盐玻璃的主要成份，构成玻璃骨架； Na2O：制造玻璃的助熔剂，可以大大降低玻璃液粘度； CaO：加速玻璃熔化、提高玻璃稳定性；

高分子材料、陶瓷

二、塑料的分类 1、按树脂的性质分类（1）热塑性塑料加热时软化并熔融，可塑造成形，冷却后成型并保持既得形状，该过程可反复进行。如：聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、聚酰胺(尼龙 )、聚甲醛、聚碳酸脂等。（2）热固性塑料加工成形简便，具有较高的机械性能，初加热时软化，可塑造成形，但固化后但耐热性和刚度较低。再加热将不再软化 ,也不溶于溶剂。如：酚醛树脂、环氧树脂、不饱和聚酯耐热性高，受压不易变形，有一定强度和刚度，较脆。
环氧塑料导弹涂料
环氧塑料地面
第六章陶瓷材料
(1)刚度
陶瓷刚度（由弹性模量衡量）各类材料中最高，因为陶瓷具有很强的化学键（离子键和共价键）。各种常见材料的弹性模量和硬度材料弹性模量/MPa 硬度/HV 橡胶 6.9 很低塑料 1380 ～17 铝合金 72300 ～170 钢 207000 300～800 陶瓷 70000~500000 ～3000
有机玻璃顶棚
酚醛塑料(PF)
由酚类和醛类缩聚合成酚醛树脂,再加入添加剂而制得。一般为热固性塑料。 ●具有一定的机械强度和硬度, 耐磨性好； ●绝缘性良好, 耐热性较高，耐蚀性优良。
●缺点是性脆，不耐碱。
酚醛塑料的应用：
制作插头、开关、电话机、仪表盒汽车刹车片、内燃机曲轴皮带轮纺织机和仪表中的无声齿轮化工用耐酸泵、日常用具
氟塑料的应用：制作减摩密封零件。化工耐蚀零件与热交换器。高频或潮湿条件下的绝缘材料。
氟塑料制隔膜阀
氟塑料制管道补偿器
聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA) 即有机玻璃。 ●有机玻璃的透明度比无机玻璃还高, 透光率达92%; ●密度只有无机玻璃的一半, 为1.18 g/cm3。 ●机械性能比普通玻璃高得多(与温度有关)。制造仪表护罩、外壳、光学元件、透镜等。

什么是陶瓷材料

什么是陶瓷材料
陶瓷材料是一种非金属的无机材料，它具有耐高温、耐腐蚀、绝缘、硬度高、
耐磨损等特点，因此在各个领域都有着广泛的应用。

陶瓷材料可以分为传统陶瓷和工程陶瓷两大类，传统陶瓷包括瓷器、建筑陶瓷等，而工程陶瓷则包括氧化铝、氮化硅、碳化硅等。

陶瓷材料的主要成分是氧化物、硼酸盐、硅酸盐等，它们通过高温烧结而成。

陶瓷材料的制备工艺复杂，需要经过成型、干燥、烧结等多道工序，因此生产成本较高。

但是，陶瓷材料的优点也是显而易见的，它们具有优异的耐磨损性能和化学稳定性，因此在机械、化工、电子等行业中得到了广泛的应用。

在机械行业中，陶瓷材料常常被用于制造轴承、密封件、刀具等零部件，因为
它们具有优异的耐磨损性能和硬度。

在化工行业中，陶瓷材料被用作耐腐蚀的管道、阀门等设备，以及用于催化剂的载体。

在电子行业中，陶瓷材料被用于制造电子陶瓷、压敏电阻等元器件，因为它们具有优异的绝缘性能和稳定性。

除了传统的氧化物陶瓷之外，近年来，非氧化物陶瓷也得到了广泛的关注。

氮
化硅陶瓷具有优异的耐高温、耐磨损性能，因此被用于制造高温炉具、刀具等产品。

碳化硅陶瓷具有优异的耐高温、耐腐蚀性能，因此被用于制造耐高温陶瓷管道、陶瓷阀门等产品。

这些新型的陶瓷材料为各个行业带来了更多的选择，推动了陶瓷材料的应用领域不断扩大。

总的来说，陶瓷材料具有优异的性能，得到了广泛的应用。

随着科技的不断进步，陶瓷材料的种类和性能也在不断提升，相信陶瓷材料在未来会有更广阔的发展空间。

压电功能材料 (1)

机电耦合系数K是一个综合反映压电陶瓷的机械能与电能之间耦合关系的物理量，是压电材料进行机—电能量转换能力的反映。机电耦合系数的定义是：
或
通过逆压电效应转换所得的机械能 K 转换时输入的总电能
2
通过正压电效应转换所得的电能 K 转换时输入的总机械能
2
压电陶瓷振子（具有一定形状、大小和被覆工作电极的压电陶瓷体）的机械能与其形状和振动模式有关，不同的振动模式将有相应的机电耦合系数。如对薄圆片径向伸缩模式的耦合系数为Kp（平面耦合系数）；薄形长片长度伸缩模式的耦合系数为K31（横向耦合系数）；
第六章压电陶瓷
Qm=1/4ΠR1CΔ f×1012
ε
33=4C
tl
t/Π
Φ
Ct是薄圆片的低频电容(法拉),可在1KC频率下由电容电桥测出,lt为薄圆片的厚度(米), Φ 为薄圆片的直径(米), ε 33为自由介电常数(法拉/米)。 tgδ用电容电桥或万用电桥等测出。
d33用准静态测试仪测定。
圆柱体轴向伸缩模式的耦合系数为K33（纵向耦合系数）等。
第六章压电陶瓷材料及应用
它是压电材料进行机-电能量转换的能力反映。
它与材料的压电常数、介电常数和弹性常数等参数有关，是一个比较综合性的参数。其值总是小于1。
Kt
Kp
K33 K15 K31
3、机械品质因数Qm
压电陶瓷在振动时，为了克服内摩擦需要消耗能量。机械品质因数Qm是反映能量消耗大小的一个参数。Qm越大，能量消耗越小。机械品质因数Qm的定义式是：
压电陶瓷是指经直流高压极化后，具有压电效应的铁电陶瓷材料。晶体受到机械力的作用时，表面产生束缚电荷，其电荷密度大小与施加外力大小成线性关系，这种由机械效应转换成电效应的过程称为正压电效应。晶体在受到外电场激励下产生形变，且二者之间呈线性关系，这种由电效应转换成机械效应的过程称为逆压电效应。力→形变→电压正压电效应

第六章 陶瓷材料

陶瓷材料概述范文

第六章 陶瓷基复合材料

第六章-陶瓷的加工及改性

釉料的性质及制备工艺

什么是陶瓷材料

《陶瓷工艺原理》学习指南

化学功能材料 第六章 特种陶瓷

第六章 陶瓷基复合材料

第6章 材料的热学性质

陶瓷基复合材料(CMC)

复合材料第六章陶瓷基复合材料-陶瓷基体材料课件

高分子材料、陶瓷

什么是陶瓷材料

压电功能材料 (1)

第六章陶瓷材料

第六章陶瓷基复合材料

化学功能材料第六章特种陶瓷

第六章陶瓷基复合材料

第6章材料的热学性质