第十五章精细陶瓷

1、1、普通陶瓷制备：泥土成型-烧结-陶瓷（粗糙粗瓷，如：一些花盆）第十五章 精细陶瓷p267第一节、精细陶瓷2、釉质陶瓷制备1）含铝较高的陶土2）涂釉3）高温制得质量高，表面细密的釉质陶瓷（普通家用陶瓷）3、精细陶瓷：p267采用高度精选的原料，具有精确控制的化学组成，按照便于控制的制造技术加工的，便于进行结构设计，具有优良特性的陶瓷。4、精细陶瓷发展的七个因素：p267倒二段5、精细陶瓷在性能上可分为结构陶瓷和功能陶瓷1）结构陶瓷：p267最后一段2）功能陶瓷：p267-p268例：p268，表16-16、p269第三段7、精细陶瓷主要原料： p268，表16-18、精细陶瓷功能及其应用举例：

2、p268，表16-19、改善陶瓷功能的方法：p269第二段1）2）b.微波介电陶瓷MgO-La2O3-TiO2 制作微波电路元件ZrO2-SnO2-TiO2 制作微波谐振器2、铁电陶瓷p2761）铁电陶瓷：凡具有铁电性质的陶瓷。2）铁电性材料=铁电体（如：酒石酸钾钠），在外电场不存在时具有自发激化，而且自发激化的方向能被外电场改变。激化强度P和电场强度E之间存在着类似铁磁体磁滞回线的关系，于是这种材料被称为铁电体，其实这些晶体不含铁。铁电陶瓷材料：钛酸钡、锆钛酸铅功能陶瓷占整个精细陶瓷的60%，功能陶瓷在能源技术、空间技术、电子技术、传感技术、光电子技术、红外技术、生物技术、环境科学等领域得到

3、广泛应用。1、电绝缘陶瓷分为电绝缘陶瓷和介电陶瓷1）电绝缘陶瓷p273第二节、功能陶瓷2）介电陶瓷p275a.作为温度补偿的电容器介电陶瓷材料：镁镧钛酸盐陶瓷、CaTiO3 、SrTiO3 、MgTiO3、LaTiO3 的复配。3）应用：制作多层电容器等4）溶胶凝胶法制备纳米BaTiO3粉体a.纳米BaTiO3粉体工艺流程：乙二醇甲醚水溶液乙二醇甲醚水溶液氢氧化钡乙二醇甲醚氢氧化钡乙二醇甲醚钛酸丁酯乙醇溶液钛酸丁酯乙醇溶液溶胶溶胶无定型钛酸钡无定型钛酸钡10001000度煅烧度煅烧b.纳米BaTiO3粉体工艺流程说明：在完全溶解的氢氧化钡乙二醇甲醚溶液中，加入钛酸丁酯的乙醇溶液，形成均匀溶胶，

4、并使Ba：Ti摩尔比为1:1，往溶胶中缓慢加入乙二醇甲醚水溶液，放置片刻就有均匀的凝胶析出，将凝胶干燥，研磨后进行热处理，得到纳米钛酸钡粉体。3、压电陶瓷1）压电陶瓷压电陶瓷定义p279第三段2）压电陶瓷材料：钛酸钡可制成压电陶瓷；锆钛酸铅；铌镁酸铅。3）应用：信息处理技术中制造谐振器，滤波器等。4、热敏半导体陶瓷p2791）半导体陶瓷共同特点：p2792）热敏半导体陶瓷材料： BaTiO3掺杂（如：掺La取代Ba或Nb取代Ti）5、半导体气敏陶瓷1）气敏陶瓷：p2812）常见气敏陶瓷：p2826、半导体湿敏陶瓷（自学）7、圧敏陶瓷（自学）1、概述：常用高温陶瓷：金属氧化物，碳化物，氮化物，硅

5、化物，熔点2000 随着宇航，航空，原子能和先进能源等近代科学技术发展，对高温高强度材料提出越来越苛刻的要求。金属基高温合金耐温已达1100 ，再第三节、结构陶瓷（有耐高温特点）p285提高合金的使用越来越难，高温材料的研究又转移到陶瓷。如：p286 表16-4：1）2）3）2、氧化锆陶瓷：p286氧化锆陶瓷特征： p286最后一段1）纯的ZrO2材料加热或冷却时，随着晶型变化，会引起体积变化，必须进行稳定化处理，稳定剂有：CaO,Y2O3，CeO2与稀土化合物。2） ZrO2-Y2O3粉体制备（微乳液法）a.工艺流程：硝酸锆水溶液硝酸锆水溶液硝酸钇硝酸钇水溶液水溶液乳状液乳状液混合液混合液Z

6、r(OHZr(OH）4 4、Y(OH)Y(OH)3 3ZrOZrO2 2、Y Y2 2O O3 3乳化剂乳化剂ZrO2、Y2O3NH3气气TWEEN80+TWEEN80+二甲苯二甲苯H2O乳化剂、二甲苯乳化剂、二甲苯过滤、红外干燥、过滤、红外干燥、700度灼烧度灼烧得到纳米得到纳米 ZrO2、Y2O3b.工艺流程说明1）纯度99% 的 Zr(NO3）4 晶体溶解于蒸馏水，配成浓度0.5mol/L的溶液。2）纯度99% 的 Y(NO3）3 晶体溶解于蒸馏水，配成浓度0.5mol/L的溶液。3）混合1）和2）溶液，可调整Zr：Y的比例。4）将3）混合液加到（3%乳化剂Tween80和97%二甲苯）

7、中，形成乳状液，盐溶液以尺寸为10-30 m的小液滴分散于有机溶剂中，通氨气，小液滴凝胶化，形成Zr（OH）4、Y(OH)35)将4)的混合物进行非均相共沸蒸馏处理，除水、二甲苯。水沸点100，二甲苯沸点144 ，蒸馏过程水先除尽，蒸馏过程还可通Zr（OH）4、Y(OH)3，脱水变成ZrO2、Y2O36)加乙醇清洗，除去二甲苯和乳化剂7)滤干的凝胶用红外灯烘干8)700 煅烧1h，得到纳米ZrO2、Y2O3粉体。c. ZrO2（3Y）粉体分析1）X射线衍射可知，粉体中ZrO2是四方晶系结构2）比表面积=52.5m2/g3）粒径=18.7nm一、乙醇铝水解制超细球形Al2O3粉体1、超细、分散、

8、球形Al2O3用途1）Al2O3作催化剂载体，加Ni作催化剂，降低裂解温度。2）Al2O3掺入制备的合金，可改善合金物理机械性能。第四节、几种纳米粉体制备3）Al2O3是制备透明及塑性陶瓷部件的前躯体（防破陶瓷）4）Al2O3掺入Na+ 、Ba2+ 等离子，作离子导体原料。2、制备工艺1）Al+乙醇I2 或HgCl2催化剂、溶剂：C7-C10直链烷烃Al(OC2H5)3+溶剂精馏精制Al(OC2H5)3Al(OC2H5)3、 0.1-0.25mol/L、溶剂：C7-C10直链烷烃 +少量非离子表面活性剂 +水水解Al(OH)3溶胶40-50 +少量HClAl(OH)3 絮状50-60Al(OH)3絮状沉淀分层上层溶剂，下层Al(OH)3 沉淀80真空干燥6-8hAl(OH)3粉末500煅烧=Al2O3900煅烧-Al2O31200煅烧 100nm -Al2O3 3、反应原理Al+3CH3CH2OH I2或Hg2Cl2催化 Al（OCH2CH3）3+H2 Al（OCH2CH3）3+ H2O 水解 Al（OH）3 + H2OAl（OH）3 500 煅烧 Al2O3+ H2O二、电子工业用的SiO2的生产工艺流程硅酸钠水溶液盐析剂：NH3H2O 分散剂:酒精（丙酮、乙酸乙酯）盐酸