材料概论(陶瓷材料)
陶瓷材料教学课件陶瓷材料简介
功能性涂层
包括超疏水、超亲水、超疏油、 红外线抗反射、坑槽或纳米纹 路等。
陶瓷材料的制备
原料选择
不同的陶瓷材料需要选择不 同的原料。
制备方法
常用方法包括手工成型、注 塑成型、挤出成型等。
烧结过程
通过烧结过程生成高强度、 高纯度、高密度的陶瓷材料。
陶瓷材料的应用
1
日常生活
餐具、装饰品、卫生洁具等。
工业领域
2
高温陶瓷、电子陶瓷、特种陶瓷等。
3
军事领域
高温陶瓷、防弹陶瓷、硬质合金陶瓷等。
重要性和前景展望
陶瓷材料在生活和工业中扮 演重要角色，其未来的发展 将更加多样化。
陶瓷材料的优缺点
1 优点
高强度、耐腐蚀、耐高温、模具精度高、不易变形。
2 缺点
脆性大、重量大、质量不易保证、加工难度大。
陶瓷材料的前沿研究
材料半导体化
通过掺杂改变材料结构，实现 对电子性能的调控。
化学气相沉积
使用化学气相沉积技术催化片 或多层纳米管的生长。
陶瓷材料的评价
性能指标
包括韧性、硬度、抗腐蚀、导电 性、导热性等。
标准评价
控制质量的方法包括成品检查、 工厂检查、定期检查等。
提高性能
通过陶瓷材料科研来提高性能， 如：改变烧结工艺，控制材料结 构。
总结
定义和分类回顾
陶瓷材料可以分为陶土器、 瓷器和玻璃器皿三类。
重点内容
涵盖了陶瓷材料的制备、应 用和评价以及未来发展趋势。
陶瓷材料教学课件PPT 陶 瓷材料简介
本课程将带您了解陶瓷材料的定义、分类、制备、应用、评价以及未来发展 前景。
陶瓷材料的定义和分类
陶土器
采用陶土作为原料石英、长石、高岭土等为原料 的陶瓷，具有高强度、高温度、 高耐磨损性及优雅的外观。
陶瓷材料介绍课件
原料加工
将基础原料进行破碎、粉 碎、筛选等加工，制备成 适合成型工艺的细粉料。
成型工 艺
塑形
将细粉料混合一定量的水、 粘土等添加剂，制成具有 一定形状和强度的坯体。
干燥
将坯体放入干燥室内进行 干燥，去除水分，提高坯 体强度。
修整
对干燥后的坯体进行修整， 去除毛刺、裂纹等缺陷。
烧成工艺
装窑
将干燥修整后的坯体放入窑炉中 进行烧成。
氧化锆陶瓷是一种以氧化锆（ZrO2）为主 要成分的陶瓷材料。它具有高硬度、高韧性 和优异的耐磨性、耐腐蚀性，可在极端环境 下保持稳定的性能。氧化锆陶瓷广泛应用于 航空航天、石油化工、汽车等领域，作为密
封件、轴承、切削工具等产品的制造材料。
优势
陶瓷材料的优势在于其优良的绝缘性能、耐磨性能、耐高温性能以及生物相容 性等，使其在电子、通讯、航空航天、生物医疗等领域得到广泛应用。
02
陶瓷材料的生
原料制 备
01
02
03
原料选择
根据陶瓷产品的性能要求， 选择合适的天然矿物或工 业原料作为基础原料。
配料计算
根据产品配方进行原料配 比，确保原料成分符合要 求。
低毒性和无致敏性
陶瓷材料在正常使用过程中释放的物质对生物体无毒性和致敏性， 因此对生物体安全无害。
04
陶瓷材料的未来展与 挑
新料研 发
高温陶瓷
随着工业技术的发展，对能在高温环境下保持优良性能的陶 瓷材料的需求越来越大。新材料研发将致力于提高陶瓷的耐 热性、抗氧化性和抗蠕变性，以满足各种高温应用的需求。
陶瓷材料介
• 陶瓷材料概述 • 陶瓷材料的生产工艺 • 陶瓷材料的性能与应用 • 陶瓷材料的未来发展与挑战 • 案例分析：几种典型陶瓷材料介
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。
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。
《陶瓷材料》PPT课件
硅酸盐结构
结构很复杂，但基 本结构单元为[SiO4]硅氧 四面体，结合键为离子 键、共价键的混合键；
每个氧原子最多只 有被两个[SiO4]所共有；
Si-O-Si的键角为145°; [SiO4]既可孤立存在，亦可通过共用顶点连接成
链状、平面或三维网状结构，故硅酸盐材料有无机高 聚物之称。
硅酸盐结构特点与结构分类
敲击声
沉浊
清脆
陶瓷分类（2）
按用途分类
结构陶瓷 功能陶瓷 陶瓷耐火材料 玻璃
结构陶瓷主要是用于耐磨损、高强度、耐热、耐热冲击、硬质、高刚性、 低热膨胀性和隔热等结构陶瓷材料；
不同形状的特种结构陶瓷件
功能陶瓷中包括电磁功能、光学功能和生物-化学功能等陶瓷制品和材料， 此外还有核能陶瓷和其它功能材料等。
E E 01 f1p f2p 2
– 式中p为材料气孔率；E0为p=0时的弹性模量； – f1 、 f2 为 由 气 孔 形 状 决 定 的 常 数 。 对 于 球 形 气 孔 ，
f1=1.9 ，f2=0.9。
⑷晶体结构
–。
– 对于多晶材料来说，则可认为E是各向同性的（统计性 的）。
泽，为施釉或无釉制品，基本不吸水。
• 炻器：其性质介于陶器和瓷器之间。断口致密，即使无
釉，也不透过液体和气体，坯体透气性差或无透光性。
陶器和瓷器
性能及特征 吸水性/％
透光性
陶器 一般大于3
不透光
瓷器 一般不大于3
透光
坯体特征
未玻化或玻化程度差、断面 玻化程度高、结构致密、细
粗糙
腻，断面呈石状或贝壳状
建筑陶瓷－地砖
电瓷
广义的陶瓷概念：用陶瓷生产方法制造的无机非金属固体材料和制品的通称。
陶瓷材料PPT课件
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
材料学导论：陶瓷材料.
《材料科学导论》课程学习报告—关于陶瓷材料学习的体会1.陶瓷材料概论说到陶瓷,在许多人的印象中,是一种坚硬易碎的物体,缺乏韧性,缺乏塑性。
许多陶瓷学家把陶瓷看成是用无机非金属化合物粉体,经高温烧结而成,以多晶聚集体为主的固态物。
这一定义虽然同时指出了材料的制备特征和结构特征,但却把玻璃、搪瓷、金属陶瓷等摒除在外。
所以,陶瓷材料是用天然或合成化合物经过成形和高温烧结制成的一类无机非金属材料。
它具有高熔点、高硬度、高耐磨性、耐氧化等优点。
可用作结构材料、刀具材料，由于陶瓷还具有某些特殊的性能，又可作为功能材料。
2. 陶瓷材料的发展陶瓷是人类最早利用自然界提供的原料制造而成的材料。
旧石器时代,人们就发现经火煅烧过的粘土,其硬度和强度都大大提高,而且不再被水瓦解。
于是,就有了利用粘土的可塑性,将其加工成所需的形状,然后用火烧制成的陶器。
随着金属冶炼术的发展,人类掌握了通过鼓风机提高燃烧温度的技术,并且发现,有一些经高温烧制的陶器,由于局部熔化变得更加致密坚硬,完全改变了陶器多孔,透水的缺点。
经过长期的摸索和经验积累,以粘土,石英,长石等矿物原料配制而成的瓷器出现了。
从陶器发展到瓷器,是陶瓷发展过程中的一次重大飞跃。
这种传统的瓷器,从结构上来看,是由玻璃相结合在一起的、由许多微小的晶粒构成的物体。
随着科学技术的高速发展,人们迫切需要大量强度很高,绝缘性能良好的陶瓷材料。
此时,人们发现,尽管陶瓷中的玻璃相使陶瓷变得坚硬、致密,然而它却妨碍了陶瓷强度的提高。
同时,玻璃相也是陶瓷绝缘性能,特别是高频绝缘性能不好的根源。
于是,玻璃相含量比传统陶瓷低的一些强度高,性能好的材料不断涌现。
现在,许多科学与技术方面使用的高性能陶瓷(High performance Ceramics)都是几乎不含有玻璃相的结晶态陶瓷。
为了有别于传统陶瓷,称之为先进陶瓷(Advanced Ceramics)或高技术陶瓷(High Tech Ceramics);有时也称为精细陶瓷(Fine Ceramics)或工程陶瓷(Engineering Ceramics)。
陶瓷材料教学教材
04 陶瓷材料的实际应用
CHAPTER
建筑陶瓷
建筑陶瓷的应用
建筑陶瓷主要用于建筑物的内外墙、地面、 卫生间的瓷砖等，具有美观、耐用、易清 洁等特点。
建筑陶瓷的生产工艺
建筑陶瓷的生产工艺主要包括原料制备、 成型、烧成等环节，需要经过多道工序才
能完成。
建筑陶瓷的种类
建筑陶瓷包括釉面砖、抛光砖、仿古砖等， 不同种类的建筑陶瓷具有不同的特性和用 途。
分类
根据其用途和性能，陶瓷材料可分为 普通陶瓷、特种陶瓷、新型陶瓷等。
陶瓷材料的特性与用途
特性
陶瓷材料具有高熔点、高硬度、 高耐磨性、抗氧化、耐腐蚀等特 性，同时还具有电绝缘性、磁性 、光学性能等特殊性能。
用途
陶瓷材料广泛应用于工业、建筑 、航空航天、电子、通讯、医疗 等领域，如机械零件、刀具、磨 料、耐火材料、陶瓷电路板等。
发展趋势
随着纳米技术的发展，纳米陶瓷的制备和应用将更加广泛。未来纳米陶瓷的研究将更加注 重材料的性能调控、应用拓展和环保性。
多孔陶瓷
总结词
多孔陶瓷是一种具有多孔结构的陶瓷材料，具有高比表面积、高孔隙率等特点。
详细描述
多孔陶瓷的制备方法主要包括添加造孔剂法、发泡法、溶胶-凝胶法等。由于其多孔结构的特点，多孔陶瓷具有优良 的吸附性能、过滤性能和催化性能等，广泛应用于环保、能源、化工等领域。
发展趋势
随着人口老龄化和医疗技术的不断发展，生物活性陶瓷的 应用前景越来越广阔。未来生物活性陶瓷的研究将更加注 重材料的生物相容性、骨传导性和耐腐蚀性的提高，以及 新应用领域的拓展。
谢谢
THANKS
发展趋势
随着环保意识的提高和能源技术的不断发展，多孔陶瓷的应用前景越来越广阔。未来多孔陶瓷的研究将 更加注重材料的结构调控、性能优化和应用拓展。
陶瓷材料概述
一、陶瓷材料发展历史及其概念的内涵陶瓷是人类生活和生产中不可缺少的一种材料。
陶瓷产品的应用范围遍及国民经济各个领域。
它的发展经历了从简单列复杂、从粗糙到精细、从无油到施釉、从低温到高温的过程。
随着生产力的发展和技术水平的提高．各个历史阶段赋予陶瓷的涵义和范围也随之发生变化。
传统的陶瓷和日启陶瓷、建筑陶瓷、电瓷等是采用粘土类及其它天然矿物原料经过粉碎加工、成型、烧结等过程而得到的器几由于它使用的原料主要是硅酸盐矿物，所以归属于硅酸盐类材料。
生产的发展与科学技术的进步要求充分利用陶瓷材料的力学性质和物理化学性质，因而制造出许多斯的品种，使陶瓷从古老的工艺与艺术领域进入现代材料科学的行列中。
这些陶瓷新品种，如高温陶瓷(氧化物：Al2O3、SiO2、莫莱石、非氧化物．SiC、Si3N4)、超硬刀具及耐磨陶瓷(CBN、Si3N4。
、Al2O3+TiC、B4C等)、介电陶瓷(Ba TiO3)、压电陶瓷(PZT)、集成电路板用高导热陶瓷(AlN)、高耐腐蚀性的化工及化学陶瓷等常称为特种陶瓷。
特种陶瓷的生产过程虽然基本上还是沿用粉末原料处理一成型一烧结这种传统的工艺方法．但所采用的原料已不单单是天然矿物。
而是扩大到经过人工提纯加工或合成的化工原料，组成范围已扩展到无机非金属材料的范围。
现代陶瓷材料是以特种陶瓷为基础由传统陶瓷发展起来的又具有与传统陶瓷不同时鲜明特点的一类新型陶瓷。
它早已超出了传统陶瓷的概念和范畴．是高新技术的产物。
因此说陶瓷材料是一门古老而又年轻的学科。
所谓现代陶瓷材料即无机非金属材料．它垦与金属和有机材料相并列的三大类现代材料之一，也是除金属材料和有机材料以外，其它所有材料的统认本章讨论的对象是现代陶瓷材料或称现代无机非金属材料。
现代陶瓷材料具有高新技术内涵。
与传统材料相比．主要具有以下三个特点：(1)以现代科技发展的要求为背景．是现代科技发展的产物，为高新技术产品。
(2)制造工艺复杂，需要现代科技成果的指导．因而为技术知识密集型产品。
陶瓷材料简要介绍
陶瓷材料简要介绍
摘要：陶瓷是一种无机非金属材料，经过烧成后具有较高的热稳定性、耐腐蚀性、电特性和力学性能，并具有优良的外观特性，因此在工业、电子、冶金、化工、医药、军事等领域具有广泛应用，成为重要的加工材料。
本文主要介绍陶瓷材料的种类、形式和性能，最后介绍了陶瓷材料的应用
领域、成熟度和发展前景。
关键词：陶瓷材料；形式；性能；应用；发展
1绪论
陶瓷是一种无机非金属材料，具有较高的热稳定性、耐腐蚀性、电特
性和力学性能，能通过烘烤、压延、厚度调整等技术方法得到不同种类的
材料，具有优良的外观特性，因此在工业、电子、冶金、化工、医药、军
事等领域广泛应用，成为重要的加工材料。
随着工业技术的发展，陶瓷材料的形式、性能和应用领域也在不断发展。
科学家们不断探索新的陶瓷配方和加工工艺，以满足对高科技材料的
要求，并致力于推动材料、工艺和装备的改进。
2陶瓷材料种类
陶瓷材料的种类很多，常见的有氧化铝、硅氧化物、金刚石、石英、
晶体硅、重量级烧结体、碳炭粉、金属碳化物等。
（1）氧化铝：氧化铝是一种由氧化铝颗粒组成的多孔陶瓷材料。
材料学导论-陶瓷
2020/8/12
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古代各种陶制品
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8
各种瓷器
2020/8/12
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传统的陶瓷如日用陶瓷、建筑陶瓷等是用粘土类及 其它天然矿物原料经粉碎加工、成型、烧成等过程 而得的器皿。这类陶瓷可称为传统陶瓷。
随着生产和科学技术的发展，对陶瓷制品的性能与 应用提出了新的要求，因而制成了许多新品种，它 们的生产过程虽然还是原料处理、成型、烧成等这 种传统的方式，但采用的原料已扩大到高度精选的 天然原料或人工合成原料，使用高度可控的生产工 艺，因而往往具有一些特殊的性能，相对于传统陶 瓷，这类陶瓷制品称为特种陶瓷。
2020/8/12
32
（1）原料精选
• 普通陶瓷中必不可少的三组分是石英、粘土和长石。
① 石英 石英具有耐热、抗蚀、高硬度等性质，在 普通陶瓷中，石英构成了陶瓷制品的骨架，赋予制 品耐热、耐蚀等特性。
石英的粘性很低，属非可塑性原料，无法做成制品 的形状，为了使其具有成型性，需掺入粘土。
可塑性：在陶瓷工业中，可塑性是指泥料在外力作用下能被塑造成各种形 状，在外力除去后，仍能保持这种形状的性能。
26
（3）介电损耗
当电介质在电场作用下，单位时间内因发热而消耗的能 量称为电介质的损耗功率或简称为介质损耗，用损耗角 正切tan表示。
介质损耗是所有应用于交流电场中电介质的重要指标之 一。介质损耗不但消耗了电能，而且由于温度上升可能 影响元器件的正常工作；介质损耗严重时，甚至会引起 介质的过热而破坏绝缘性质。
（4）硬度
陶瓷、矿物材料常用莫氏硬度和维氏硬度来衡量材料抵抗 破坏的能力。莫氏硬度是以陶瓷、矿物之间相互刻划能否 产生划痕来确定，只能表示材料硬度的相对大小。一般陶 瓷的硬度较大。
陶瓷ceramics材料概论
Loose definition : Crystalline solids composed of metallic and nonmetallic materials.
Introduction to materials
Ceramics for final examination
Editors:卜娇娇 苏洁琼 孟梦 马世行 耿玉华 余炜
Ceramics
Introduction
Ceramics can be defined as inorganic,nonmetallic materials.They are typically crystalline in nature and are compounds formed between metallic and nonmetallic elements. Traditional ceramics
Traditional Ceramics Materials
Clays
Refractories (耐火材料)
Glasses
Cement
Abrasives
Taxonomy of Traditional Ceramics Materials Based on Applications
Advanced(new) Ceramics Materials Oxides Nitrides Carbides
Mechanical Properties
Tensile strength:It is often substituted for the tensile modulus of elasticity (拉伸弹性模量) Yield strength:Ceramics do not have a yield strength Hardness:Ceramics have the hardest hardness of the engineering materials Stiffness:Ceramics come out as our stiffest engineering materials Compressive strength:Engineering ceramics have an excellent compressive strength Brittleness:Their greatest weakness is brittleness
陶瓷材料教案
《陶瓷材料学》教案材料科学与工程学院王玉金2012年3月第0章序论一、陶瓷概论1. 三大材料：金属材料有机高分子材料无机非金属材料（陶瓷）2. 陶瓷材料特点1) 种类多: 原料品种多2) 性能广：力学、热学、电学、磁学、光学、生物3) 制备工艺不同3. 陶瓷的分类(1) 广义、狭义(2) 功能结构陶瓷：发挥其机械、热、化学等功能，要求耐高温、耐腐蚀、耐磨损 功能陶瓷：利用其电、磁、声、光、热、弹性等直接效应以及它们的偶合效应，所提供的一种或多种性质生物陶瓷：医学生物材料(3) 化学性质氧化物: Al2O3,ZrO2,TiO2,SiO2,MgO,ZnO碳化物: SiC, TiC, B4C, ZrC, HfC, TaC氮化物: Si3N4,TiN,ZrN,BN,GaN硼化物：TiB, TiB2,ZrB2, MgB2硅化物：MoSi2硫化物：ZnS卤化物：CaF2硅酸盐：LiAlSiO4(4) 形态单晶多晶复合材料z颗粒z晶须、纤维z薄膜、涂层z块材：致密材料，多孔材料二、本课程的内容体系及教学目的和要求1. 内容体系成分→工艺→组织→性能→应用第一章陶瓷材料的结构第二章表面、界面及陶瓷显微组织第三章陶瓷制备工艺原理第四章陶瓷材料的力学性能（重点）第五章陶瓷的强韧化（重点）第六章常用的机构陶瓷材料2.教学目的了解和掌握陶瓷材料的晶体结构、一般组织、制备方法、主要的力学性能，特别是强韧化机理和途径，及其分类和应用，为学生今后进一步从事相关材料的研究打下基础。
3. 基本要求(1) 了解各种陶瓷材料的晶体结构和缺陷形式；(2) 掌握陶瓷材料各种力学性能与成分、组织的关系及其影响因素；(3) 掌握陶瓷及陶瓷基复合材料的韧化机理和韧化途径；(4) 熟悉陶瓷材料力学性能的测试方法及分析方法；(5) 了解常用的陶瓷材料的种类、性质及其应用；(6) 具备一定的科学实验能力，包括仪器选择、综合对比分析、合理使用等。
三、课程的学习方法及考核1. 教学方法：课堂讲解、课堂讨论2. 考核方法：平时成绩50％，期末成绩50％四、教材及参考书1.周玉，陶瓷材料学，哈尔滨工业大学出版社，19952.金志浩等，工程陶瓷材料，西安交通大学出版社，20003.郭瑞松等，工程结构陶瓷，天津大学出版社，20024.张清纯，陶瓷材料的力学性能，科学出版社，19875.关振铎等，无机材料物理性能，清华大学出版社，19926.张长瑞，郝元恺，陶瓷基复合材料—原理、工艺、性能与设计，国防工业出版社，2001第一章 陶瓷材料的结构1.1原子间结合力（1.1～1.3节参考陶瓷材料学）一、化学键强键：共价键陶瓷离子键金属键⎯金属弱键：范德华力氢键二、电负性A、B两种元素组成的陶瓷中离子键性比例：∆x＝⎜x A-x B⎜，∆x越大离子键性越强，∆x＝0为完全共价键性。
材料概论各章节教学内容
《材料概论》部分章节内容第一章绪论材料科学与工程的概念；材料发展简史；材料的分类；材料的基本结构与性能；材料类专业的培养目标、毕业要求、课程体系以及就业与发展。
第二章无机非金属材料陶瓷材料的定义、结构特点；日用陶瓷和先进陶瓷的成分差异、性质差异；陶瓷键作用和其性质之间的联系；日用陶瓷和先进陶瓷的生产工艺；日用陶瓷和先进陶瓷制备原材料、制备方法上的差异性；陶瓷在航空、信息、电子等领域的最新发展。
玻璃的成分、定义和分类方法；晶态、无定形结构形式的区分；形成体、修改体的作用；退火的作用和机理；玻璃的化学性质的特点和外来侵蚀作用的主要机理；现代平板玻璃的生产工艺；玻璃在光电领域、通讯领域的应用。
水泥混凝土材料的基本技术性质和生产方法；水化反应过程、水化产物的成分、硬化浆体水泥的微观结构；新型特种混凝土简介：自密实混凝土、装饰混凝土、轻质混凝土、超高性能混凝土、大体积混凝土、聚合物混凝土和清水混凝土。
第三章金属材料金属的分类方法和结构特点；黑色金属的成分特点；铁和钢的基本区别；合金钢的基本类型和合金元素对其性质的影响、铸铁和钢的生产方法；有色金属的基本类型；镁及其合金、铝及其合金、铜及其合金的特点；典型金属与合金的物理、力学性能，稀有金属及其特点；金属晶体结构和性能之间的联系；常用的金属防腐处理方法；新型金属材料的设计与性能。
第四章高分子材料高分子材料的定义、结构；高分子材料和小分子材料的差异；结构和性质之间的联系；连锁聚合反应机理；逐步聚合反应机理；聚合方法：本体聚合、溶液聚合、乳液聚合和悬浮聚合；高分子材料生产过程和质量控制；功能高分子材料简介；高分子材料在生物、军事、医学上的最新发展。
第五章复合材料复合材料的定义；复合材料的主要成分和设计原则；复合材料的基本体系、典型物理、力学性质，及其优点；增强材料处理的基本方法和途径；复合材料结构对力学性质的影响；复合材料的制备和生产；复合材料在军事、结构上的应用；新型复合材料的发展趋势。
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
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陶瓷材料陶瓷材料简介 ppt课件
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。
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We live in a world of material possessions,that largely define our social relationships and economic quality of life .we distinguish six categories that encompass the materials available to practicing engineers:metals,ceramics,glasses,polymers,composites,and semiconductors.
Ceramics is the most ancient material that widely used as the engineering material since about 8000 years ago.and it also be developed for the airspace and electronics industries.Ceramics can be divided into two categories:structual ceramic and fuctional ceramic . the raw materials of trantional ceramic contains clay,kaolinite,montmorillonite and other materials that can improve and change the property of ceramics.there materials are abundent and economical,many of the traditional ceramics that we use are made of these materials called silicates.With the development of the ceramic,it has been more and more advanced .
When we first discuss a material,we often talk about it’s structual and property and then application.The structure of ceramic cotains three phases:crystal phase,glass phase and gaseous phase(i.e.pore)Because it’s crystal structual,ceramics often called crystalline ceramics by looking at the SiO2-based silicates.It’s network of the structure contribute to the property of it’s s pecial hardness and excellent temperature resistance and other phsical and chemical properties.The role of glass phase is to fill the crystalline gap,improve the density,lower the sintering temperature and
inhibit grain growth.The gaseous phase is residue after sintering.
The application of ceramics depended on it’s proprety.In this short essay,I only talk about the advanced ceramics.According to it’s application ,ceramics can be divided into structural ceramic and fuctional ceramic. the two categories has many similarities about their elements and properties.
Nonsilicate oxide ceramics include some tranditional materials ,such as alumina(Al2O3),magnesia(MgO) and zirconia(ZrO2),which are the primary candidates for some advanced structural applications.Some ceramics even have the clectronic property and other fuctional such as pyroelectricity,piezoelectricity after mixed some impurities such as barium titanate(BaTiO3),lead titanate(PbTiO3) and tungsten oxide(WO3). Especially the aluminum oxide ceramics are high-temperature-resistant materials that play crucial role in industry.
Nonoxide ceramics,such as silicon carbide ,silicon nitride and aluminium nitride, The stable crystal structure contribute to extraordinary hardness and the resistance to high-temperature.Beside,nonoxide ceramics also has excellent insulativity , self-lubrication and corrosion resistance.Thanks to this kind of ceramics ,the efficiency and life of engine has been improved .
Ceramics as a kind of tranditional material had got a great develop such as the ceramic matrix composite(CMC),by joining the
particles ,whiskers,and layered materials such as continuous fiber reinforcement with ceramic substrate to form composite materials.It’s easy to predict that ceramics will be more advanced and widely used in the future.。