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文档简介
1、第三节第三节 合成原料合成原料氧化物:莫来石 3al2o3-2sio2 、 堇青石 (mg,fe)2al3alsi5o18 碳化物:sic、tic、wc、石墨氮化物:si3n4和塞隆和塞隆、aln、 bn钛酸盐:batio3第三节第三节 合成原料合成原料第三节第三节 合成原料合成原料 sic单位晶胞是由相同的sic4四面体构成,si原子处于c原子构成的四面体中心,si的配位数为4. sic是si-c间键力很强的共价键化合物,具有金刚石型结构。 sic晶体主要有两种晶型,六方的-sic和立方的-sic。于2100以上逐渐转变为-sic.(1) sic结构结构第三节第三节 合成原料合成原料 抗氧化
2、性强(1550); 耐磨性好; 硬度高(莫氏硬度9.5); 热稳定性好; 高温强度大; 热膨胀系数小(5.010-6/); 热导性好; 以及抗热震和耐化学腐蚀。性能性能第三节第三节 合成原料合成原料 sic自然界很少,都为人工合成。通常大量生产sic的工业方法是通过碳还原硅的氧化物而得到。 反应式: sio2+csic+co2注意:注意: 为去除杂质以及让产物co2顺利逸出,常加入nacl及木屑。制备制备应用应用用作耐磨材料、耐火材料、半导体元件(二极管、晶体管)、电动机及气轮机的制造等。第三节第三节 合成原料合成原料 si3n4属于高温结构陶瓷,在自然界并不存在,是人工方法合成的。 结构特征
3、 a) si3n4是共价键化合物,单位晶胞由硅氮四面体构 成,si原子处于中心位置,周围是氮原子。 b) si3n4有两种晶型: -si3n4:颗粒状结晶体 -si3n4:针状结晶体 c) 1140-1600加热,-si3n4会转变成-si3n4。(2) si3n4第三节第三节 合成原料合成原料性能性能 高温强度高;高温强度高; 抗热震性优良;抗热震性优良; 抗氧化性好;抗氧化性好; 耐腐蚀性好;耐腐蚀性好; 热膨胀系数小;热膨胀系数小; 高硬度、耐磨。高硬度、耐磨。应用应用 用作燃气涡轮叶片;用作燃气涡轮叶片; 用作坩埚、热电偶保护管、热处理的内衬材料。用作坩埚、热电偶保护管、热处理的内衬材
4、料。 用作研磨材料。用作研磨材料。第三节第三节 合成原料合成原料制备方法制备方法 a. 硅粉在氮或nh3气氛中加热(1300) 3si+n2si3n4 b. 硅的卤化物(sicl4、sibr4)和氨反应 sicl4+nh3si3n4+hcl c. 反应烧结法(1450) 3si+4n2si3n4 d. 热压法第三节第三节 合成原料合成原料(3)赛隆)赛隆 结构 a. 赛隆陶瓷是si3n4和氧化铝al2o3固溶体的总称, 是si、al、o、n元素符号的组合。 b. 基本结构单元为(si, al)(o,n)四面体(共角链接) c. si3n4中一部分si被al代替,一部分n被o代替,则 可形成一系
5、列si-al-n-o固溶体。第三节第三节 合成原料合成原料 性能 韧性好;硬度高;耐磨性好;高温抗氧化性好。 应用 a. 赛隆陶瓷已在发动机部件、轴承和密封圈等耐磨部件及刀 具材料中得到应用。 b. 在铜铝等合金冶炼、轧制和铸造上得到了应用。 制备赛隆陶瓷的原始物料为si3n4、 al2o3、aln、y2o3及其他金属氧化物,烧结时容易通过液相绕结达到致密化,制备工艺可以采用无压烧结、热压烧结或气压烧结无压烧结、热压烧结或气压烧结。 制备第三节第三节 合成原料合成原料(4)钛酸盐)钛酸盐 化学式:化学式:batio3 熔点:熔点:1618 外观外观 白色粉末或透明晶体,难溶于水,可溶于浓硫酸。
6、白色粉末或透明晶体,难溶于水,可溶于浓硫酸。 结构结构 钛酸钡属于钛酸钡属于abo3钙钛矿型钙钛矿型结构。结构。batio3的晶体结的晶体结构有构有六方相、立方相、四方相、正交相和三方相等六方相、立方相、四方相、正交相和三方相等。 温度高于温度高于120-立方顺电相;立方顺电相; 温度位于温度位于5120-四方铁电相;四方铁电相; -805-正交铁电相;正交铁电相; -80-三方铁电相三方铁电相ba第三节第三节 合成原料合成原料第三节第三节 合成原料合成原料研究现状研究现状 钛酸钡是一种强介电材料,是电子陶瓷中使用最广泛的钛酸钡是一种强介电材料,是电子陶瓷中使用最广泛的材料之一,是陶瓷电容器的
7、最主要材料,多年来一直被作为材料之一,是陶瓷电容器的最主要材料,多年来一直被作为典型的铁电陶瓷得到广泛研究和应用。被誉为典型的铁电陶瓷得到广泛研究和应用。被誉为”电子陶瓷工电子陶瓷工业的支柱业的支柱“。 目前,关于钛酸钡的研究很广泛。国内外许多的学者对目前,关于钛酸钡的研究很广泛。国内外许多的学者对钛酸钡做了大量的研究工作,通过掺杂改性,已经得到了大钛酸钡做了大量的研究工作,通过掺杂改性,已经得到了大量的新材料,尤其是在量的新材料,尤其是在mlcc方面的应用。方面的应用。 第三节第三节 合成原料合成原料 陶瓷生产用到的原料是多种多样的,我国陶瓷生产用到的原料是多种多样的,我国地大物博,各地的地质条件、气候环境、生产地大物博,各地的地质条件、气候环境、生产方式、生产工艺、传统习惯均有较大的差异;方式、生产工艺、传统习惯均有较大的差异;只有在了解了各种原料的特性之后,才能更好只有在了解了各种原料的特性之后,才能更好地为生产服务;矿产资源
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