陶瓷材料基本知识课件

,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,第三节 陶瓷材料基本知识,第四军医大学口腔医学院,口腔材料教研室,第三节 陶瓷材料基本知识第四军医大学口腔医学院,2,陶瓷概述,（,Introduction to ceramic materials,）,一、陶瓷简介,二、陶瓷的结构,三、普通陶瓷,四、特种陶瓷,五、陶瓷的性能,2 陶瓷概述一,3,一、陶瓷简介,粉体,坯体,陶瓷,成型,烧结,1.,陶瓷的定义,以,粘土、长石、石英,为主要原料，,经过粉碎、混炼、成型、煅烧等制作的产品。,广义陶瓷：用,陶瓷生产方法,制造的无机非金属固体材料。,3一、陶瓷简介粉体坯体陶瓷成型烧结1.陶瓷的定义广义陶瓷：用,4,2.,发展概况,陶瓷是我国古代劳动人民的伟大发明之一。,china,：陶瓷；中国,china:,昌南镇,42.发展概况陶瓷是我国古代劳动人民的伟大发明之一。,5,我国是,陶瓷生产大国,，日用陶瓷、建卫陶瓷产量均为世界第一，占世界产量的,2/3,。,我国又是,陶瓷出口大国,，,2009,年出口金额为,56.78,亿美元，出口,170,多个国家。,出口额占世界整个行业的,40%,，其中佛山占,60%,。,5 我国是陶瓷生产大国，日用陶瓷、建卫陶瓷产量均为世界,6,先进陶瓷材料,6先进陶瓷材料,7,SiO,2,Al,2,O,3,R,2,O+RO,65,75 7,30 4,33,3.,主要化学组成（质量,%,）,7 SiO2 Al2O3,8,4.,陶瓷的结构,陶瓷材料的结合键,离子晶体,-,以离子键结合的晶体。金属氧化物。,MgO,、,Al,2,O,3,、,ZrO,2,共价晶体,-,以共价键结合的晶体。,金刚石、,SiC,、,Si,3,N,4,、,BN,84.陶瓷的结构 陶瓷材料的结合键,9,陶瓷材料的相组成,陶瓷一般是多相多晶材料。由,晶体相、玻璃相、气相,组成。,9陶瓷材料的相组成陶瓷一般是多相多晶材料。由晶体相、玻璃相、,10,晶体相,陶瓷材料最主要的组成相,主晶相 氧酸盐（硅酸盐、钛酸盐）、氧化物、非氧化物,10晶体相 陶瓷材料最主要的组成相,11,玻璃相,玻璃相是陶瓷材料的,原子不规则排列,的组成部分，其结构类似于玻璃。,积极作用：填充晶体之间的空隙，,提高,材料的,致密度,；,降低烧结温度,；阻止晶型转变、,抑制晶粒长大,。,不利影响：,降低陶瓷强度,和耐热性能。,11玻璃相 玻璃相是陶瓷材料的原子不规则排列的组成,12,云母玻璃陶瓷中的玻璃相,12云母玻璃陶瓷中的玻璃相,13,气相,陶瓷气孔,主要是坯体各成分在加热过程中发生物理、化学作用所生成的空隙。,气孔对陶瓷的性能是,不利的,，它,降低,材料的强度，是,造成裂纹的根源。,13气相 陶瓷气孔主要是坯体各成分在加热过程中发生物理,14,二硅酸锂玻璃陶瓷中的气孔,植骨用多孔陶瓷,14二硅酸锂玻璃陶瓷中的气孔植骨用多孔陶瓷,15,日用瓷,建卫瓷,工业瓷,三、普通陶瓷,(traditional ceramics),普通陶瓷,以,天然硅酸盐,(,粘土、石英、长石,),为原料烧成的制品。,普通陶瓷的分类,15日用瓷三、普通陶瓷(traditional ceram,16,1.,日用瓷,餐具瓷,茶具瓷,161.日用瓷 餐具瓷,17,2.,建卫瓷,内墙砖,-,建筑瓷,卫浴瓷,172.建卫瓷 内墙砖-建筑瓷,18,3.,工业瓷,电瓷绝缘子,微孔陶瓷过滤板,183.工业瓷 电瓷绝缘子微孔陶瓷过滤板,19,陶 吧,19陶 吧,20,四、特种陶瓷,(advanced ceramics),结构陶瓷,功能陶瓷,以,非硅酸盐类,化合物或人工合成化合物为原料烧成的制品。,特种陶瓷,特种陶瓷的分类,20四、特种陶瓷(advanced ceramics),21,氧化物结构陶瓷,Al,2,O,3,ZrO,2,碳化物结构陶瓷,SiC C,氮化物结构陶瓷,Si,3,N,4,1.,结构陶瓷,结构陶瓷的种类,21氧化物结构陶瓷 Al2O3 ZrO2 1.结,22,特点：,化学稳定性好、抗氧化性强、熔融温度高、高温强度高。,氧化铝 氧化锆,氧化物结构陶瓷,22特点：氧化铝 氧化锆氧化物结构陶瓷,23,Al,2,O,3,陶瓷的性能特点及应用,强度高、硬度高：机械加工磨料、磨具,熔点高、抗腐蚀：耐火材料,优良的化学稳定性：坩埚 人体关节,优良的光学特性：透光材料 纳蒸汽灯管,23Al2O3陶瓷的性能特点及应用 强度高、硬度高：,24,氧化铝坩埚,透明氧化铝,24氧化铝坩埚透明氧化铝,25,SiC,陶瓷,性能特点：高硬度、高的高温强度、高导热性、抗蠕变性好、抗酸和金属熔体、不抗碱,应用：高温结构材料,发动机、喷管等。,25SiC陶瓷性能特点：高硬度、高的高温强度、高导热性、抗蠕,26,碳化硅陶瓷轴承,碳化硅耐腐蚀潜水泵,26碳化硅陶瓷轴承碳化硅耐腐蚀潜水泵,27,2.,功能陶瓷,功能陶瓷的种类,光学陶瓷 光纤 激光晶体材料,生物陶瓷 人工关节 口腔陶瓷,272.功能陶瓷功能陶瓷的种类光学陶瓷 光纤 激光晶体材料,28,光学陶瓷,光 纤,激光晶体材料,28光学陶瓷光 纤激光晶体材料,29,生物陶瓷,人工关节,口腔陶瓷,29生物陶瓷人工关节口腔陶瓷,30,五、陶瓷材料的性能,(,一,),力学性能,硬度,陶瓷的硬度很高,-1000Hv1500Hv,（普通淬火钢,-500800Hv,）。,刚度,陶瓷的刚度很高,-,刚度反映其化学键能,30五、陶瓷材料的性能,31,强度,理论强度高,-,离子键和共价键,实际强度要较理论强度低,-,组织的不均匀性，内部杂质和各种缺陷,晶粒越细，强度越高。,高温强度、高温抗蠕变能力、抗氧化性优于金属材料,-,常用于高温材料,(,一,),力学性能,31强度(一)力学性能,32,(,一,),力学性能,强度特点：,压缩强度远高于拉伸强度。,表 长石烤瓷材料主要机械性能,机械性能,数值范围,压缩强度,(MPa),345,拉伸强度,(MPa),34.6,32(一)力学性能强度特点：表 长石烤瓷材料主要机械性,33,塑性和韧性,陶瓷的,塑性,和,韧性,较低，无塑性变形，脆性断裂,-,陶瓷最大的弱点。,断裂的原因：陶瓷内部和表面所产生的微裂纹，在受到外应力时快速扩展。,(,一,),力学性能,33塑性和韧性(一)力学性能,34,陶瓷材料的热膨胀系数小，这是由于晶体结构和化学键决定的。一般为,10,-5,10,-6,/K,。,（二）陶瓷的热学性能,熔点,陶瓷由离子键和共价键结合，具有较高的熔点。,热膨胀,34陶瓷材料的热膨胀系数小，这是由于晶体结构和化学键决定的。,35,（三）陶瓷的电学和光学性能,电学性能,陶瓷由于晶界和气孔的存在一般不透明。通过改变烧结方法和控制晶粒的大小，可制备出,透明,氧化物陶瓷。,光学性能,陶瓷是良好的绝缘体，具有介电特性，介电损耗很小。,35（三）陶瓷的电学和光学性能电学性能陶瓷由于晶界和气孔的存,