普通陶瓷(传统陶瓷)特种陶瓷(新型陶瓷、技术陶瓷、精细陶瓷）以天然硅酸盐(黏土、石英、长石)为原料, 高温烧结而成以非硅酸盐类化工原料或人工合成原料，如氧化物（氧化铝、氧化锆、氧化钛等）和非氧化物（氮化硅、碳化硼等）制造陶瓷材料基础陶瓷材料基础陶瓷材料基础课件 陶瓷材料基础课件 陶瓷材料基础课件 陶瓷材料基础课件 陶瓷材料基础课件 陶瓷材料基础课件 陶瓷材料基础课件 陶瓷材料基础课件 陶瓷材料基础课件 第一节 陶瓷材料的结构显微结构显微结构: 由晶相、气相、玻璃相构成unfired samplefired sample陶瓷材料基础课件 largely unmolten phases(Flint SiO2)melting and liquid phasesinteringnew phases crystallising in frozen melt陶瓷材料基础课件 一、晶相 主要组成相，对其物理、化学、机械性能起决定作用1.晶相的结合键 主要是离子键和共价键, 大多为混合键 以离子键为主的: Al2O3、 MgO、ZrO2 以共价键为主的: SiC、 BN。
键的性质决定了陶瓷具有高熔点、高化学稳定性、高绝缘性、高脆性陶瓷材料基础课件 陶瓷材料基础课件 2. 晶相的晶体结构晶相的晶体结构 主要是氧化物结构和硅酸盐结构1)氧化物结构氧化物结构: 氧离子构成晶格主体，金属离子存在于间隙中 面心立方晶格 密排六方晶格八面体间隙和四面体间隙陶瓷材料基础课件 (2)硅酸盐结构硅酸盐结构: 陶瓷的主要原料长石: Na2O•Al2O3 • 6SiO2高岭土: Al2O3 • 2SiO2 • H2O 硅氧四面体(SiO4)____陶瓷材料基础课件 硅酸盐的硅酸盐的5种晶体结构种晶体结构:a.岛状结构: 孤立存在，金属离子连接锆 石英(Zr[SiO4])，电学性能好石英陶瓷材料基础课件 b.组群状结构组群状结构: 镁方柱石(Ca2Mg[Si2O7])陶瓷材料基础课件 C. 链状结构链状结构: 顽火辉石(Mg2[Si2O6])(单链) 透闪石(Ca2Mg5[Si4O11](OH))(双链)具有某些高分子的特性。
陶瓷材料基础课件 D.层状结构层状结构: 滑石(Mg2[Si4O10](OH) 2) 白云母(KAl2 [AlSi3O10](OH) 2)硬度低，可塑性好 层之间以金属离子连接陶瓷材料基础课件 E. 架状结构架状结构: 石英、钾长石(K [Si3AlO3]) 膨胀率小陶瓷材料基础课件 石英陶瓷材料基础课件 3.同素异构转变同素异构转变 871℃ 1477℃ 1713℃β石英 β磷石英 β方石英 熔融石英 16% 4.7% 573℃ 120℃ 220℃ 0.82% 0.2% 2.8% α石英 α磷石英 α方石英陶瓷材料基础课件 4. 实际陶瓷晶体缺陷实际陶瓷晶体缺陷点缺陷、线缺陷、面缺陷缺陷的作用: a. 加速烧结扩散的过程; 陶瓷材料基础课件 b. 空位影响电学性能; c. 位错影响光学、力学、电学性能。
陶瓷位错不易运动，因而受力变形小，脆性高 离子晶体可有微量塑性变形，共价晶体位错运动将使材料断裂 晶粒愈细，强度愈高陶瓷材料基础课件 二、玻璃相二、玻璃相来源: 原料中的某些晶体物质被烧熔化所致结构: 近程有序，远程无序作用: 粘接，降低烧结温度，抑制晶粒长大，填充空气，增加透光性陶瓷材料基础课件 陶瓷材料基础课件 陶瓷材料基础课件 陶瓷材料基础课件 三、气相三、气相定义: 陶瓷中的气孔来源: 烧结过程中产生的作用: 对性能有显著影响，降低强度，影响透明性陶瓷材料基础课件 第二节第二节 陶瓷材料性能陶瓷材料性能一、机械性能一、机械性能1.高硬度高硬度陶瓷材料基础课件 陶瓷材料基础课件 陶瓷材料基础课件 陶瓷材料基础课件 2. 高弹性模量高弹性模量陶瓷材料基础课件 陶瓷材料基础课件 3.低抗拉强度和高抗压强度低抗拉强度和高抗压强度4. 高温强度和低抗热震性高温强度和低抗热震性陶瓷材料基础课件 二、物理性能和化学性能二、物理性能和化学性能1.热性能热性能2.熔点高——高温强度和高温蠕变抗力热膨胀率小，热导率低，热容量小陶瓷材料基础课件 2. 电性能电性能 绝缘性能好。
压电陶瓷: 超声换能器、水声换能器、电声换能器、陶瓷滤波器、陶瓷变压器、陶瓷鉴频器、高压发生器、红外探测器、声表面波器件、电光器件、引燃引爆装置和压电陀螺等3. 磁性能4. 光学性能5. 化学性能陶瓷材料基础课件 三、生物学性能三、生物学性能陶瓷材料基础课件 陶瓷材料基础课件 四、美术性能陶瓷材料基础课件 陶瓷材料基础课件 陶瓷材料基础课件 金属烤瓷材料金属烤瓷材料陶瓷材料基础课件 铸造陶瓷材料铸造陶瓷材料陶瓷材料基础课件 陶瓷材料基础课件 。