陶瓷与刚玉关系系数

1、古老的硅酸盐材料陶瓷古老的硅酸盐材料陶瓷原始瓷原始瓷白釉瓷器黑瓷黑瓷素素三三彩彩传统的硅酸盐材料一般以传统的硅酸盐材料一般以粘土粘土、石英石英、钾长石钾长石和和钠长钠长石石等为主要原料生产的。这些原料中一般都含有硅氧等为主要原料生产的。这些原料中一般都含有硅氧四面体。硅氧结构的特殊性，决定了硅酸盐材料大多四面体。硅氧结构的特殊性，决定了硅酸盐材料大多具有具有稳定性强、硬度高、熔点高、难溶于水、绝缘、稳定性强、硬度高、熔点高、难溶于水、绝缘、耐腐蚀耐腐蚀等特点。等特点。空气用量与彩釉颜色变化空气用量与彩釉颜色变化釉料中主要含有一些金属及其化合物。当窑釉料中主要含有一些金属及其化合物。当窑内空气含

2、量发生变化时，金属及其化合物发内空气含量发生变化时，金属及其化合物发生不同的氧化还原反应，产生不同的颜色，生不同的氧化还原反应，产生不同的颜色，装扮了多姿多彩的陶瓷制品装扮了多姿多彩的陶瓷制品。陶瓷的分类陶瓷的分类1. 结构陶瓷结构陶瓷(1) 耐高温、高强度、耐高温、高强度、耐磨损陶瓷耐磨损陶瓷 (2) 耐高温、高强度、高韧性陶瓷耐高温、高强度、高韧性陶瓷 (3) 耐高温、耐腐蚀的耐高温、耐腐蚀的透明陶瓷透明陶瓷 (4) 生物陶瓷生物陶瓷2. 功能陶瓷功能陶瓷 (1) 导电陶瓷导电陶瓷(2) 介电陶瓷介电陶瓷 (3) 压电陶瓷压电陶瓷 (4) 半导体陶瓷半导体陶瓷(5)电绝缘陶瓷电绝缘陶瓷透明

3、陶瓷结构很复杂，但基结构很复杂，但基本结构单元为本结构单元为SiO4硅氧硅氧四面体，结合键为离子四面体，结合键为离子键、共价键的混合键；键、共价键的混合键；每个氧原子最多只每个氧原子最多只有被两个有被两个SiO4所共有；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。 陶瓷材料的结合键特点陶瓷材料的结合键特点 陶瓷材料的主要成分是氧化物、碳化物、氮化陶瓷材料的主要成分是氧化物、碳化物、氮化物、硅化物等，因而其物、硅化物等，因而其结合键以离子键结合键以离子键( (如如AlAl2 2O O3 3) )、共价键

4、共价键( (如如SiSi3 3N N4 4) )及两者的混合键为主。及两者的混合键为主。 陶瓷材料的性能特点陶瓷材料的性能特点 陶瓷材料具有陶瓷材料具有高熔点、高硬度、高化学稳定性高熔点、高硬度、高化学稳定性，耐高温、耐氧化、耐腐蚀，耐高温、耐氧化、耐腐蚀等特性。等特性。 陶瓷材料还具有陶瓷材料还具有密度小、弹性模量大、耐磨损密度小、弹性模量大、耐磨损、强度高等特点。、强度高等特点。 功能陶瓷还具有电、光、磁等特殊性能。功能陶瓷还具有电、光、磁等特殊性能。高熔点氧化物陶瓷高熔点氧化物陶瓷 高熔点氧化物陶瓷通常是指熔高熔点氧化物陶瓷通常是指熔点超过点超过SiO2熔点（熔点（1728）的氧化）的氧

5、化物，大致有物，大致有60多种，其中最常用的多种，其中最常用的有有Al2O3、ZrO2、MgO、BeO、CaO和和SiO2等六种。等六种。 这些氧化物在高温下具有优良这些氧化物在高温下具有优良的力学性能，耐化学腐蚀，特别是的力学性能，耐化学腐蚀，特别是具有优良的抗氧化性，好的电绝缘具有优良的抗氧化性，好的电绝缘性，所以得到广泛的应用。性，所以得到广泛的应用。 生物陶瓷生物陶瓷 生物陶瓷是用于生物陶瓷是用于人体器官替换、修补，人体器官替换、修补，及外科矫形的陶瓷材及外科矫形的陶瓷材料。主要包括羟基磷料。主要包括羟基磷灰石、氧化铝、生物灰石、氧化铝、生物活性玻璃陶瓷等。活性玻璃陶瓷等。 羟基磷灰石

6、（羟基磷灰石（Ca10(PO4) 6(OH) 2）陶瓷的用）陶瓷的用途：它具有良好的生物活性，能与人骨紧密结合。途：它具有良好的生物活性，能与人骨紧密结合。主要用于不承载的小型种植体（如耳骨），用金主要用于不承载的小型种植体（如耳骨），用金属支撑加强的牙科种植体。属支撑加强的牙科种植体。功能陶瓷功能陶瓷 功能陶瓷功能陶瓷(functional ceramics)材料是以材料是以特特定的性能或通过各种物理因素（如声、光、电、定的性能或通过各种物理因素（如声、光、电、磁）作用而显示出独特功能的材料。磁）作用而显示出独特功能的材料。导电陶瓷、介电陶瓷、导电陶瓷、介电陶瓷、 压电陶瓷压电陶瓷 电绝缘陶

7、瓷种类电绝缘陶瓷种类 氧化物体系：氧化铝，氧化物体系：氧化铝， 氧化镁，氧化铍，刚玉瓷，刚氧化镁，氧化铍，刚玉瓷，刚玉玉-莫来石瓷，莫来石瓷，钡长石瓷，镁橄榄石瓷，块莫来石瓷，莫来石瓷，钡长石瓷，镁橄榄石瓷，块滑石瓷，尖晶石瓷，堇青石瓷，硅灰石瓷，锆英石瓷滑石瓷，尖晶石瓷，堇青石瓷，硅灰石瓷，锆英石瓷 多元氧化物体系：多元氧化物体系： Al2O3-SiO2体系体系 CaO-Al2O3-SiO2体系体系 MgO-Al2O3-SiO2体系体系 BaO-Al2O3-SiO2体系体系 ZrO-Al2O3-SiO2体系体系 单晶电绝缘陶瓷：合成云母，尖晶石，氧化铍，石英单晶电绝缘陶瓷：合成云母，尖晶石，

8、氧化铍，石英等等(M-A-S系系)， (B-A-S系系) 氮化物体系：氮化硅，氮化硼，氮化铝氮化物体系：氮化硅，氮化硼，氮化铝电绝缘陶瓷的性能要求电绝缘陶瓷的性能要求 1）高体积电阻率（）高体积电阻率（ r 1012 m），高介电强度（），高介电强度（104kV/m ）：减少漏导损耗，承受较高电压；：减少漏导损耗，承受较高电压； 2）介电常数小（通常）介电常数小（通常 9）：减小不必要的分布电容值，减小）：减小不必要的分布电容值，减小介电损耗；介电损耗； 3）高频电场下介电损耗小（）高频电场下介电损耗小（tg =210-4-910-3)：减小材料：减小材料发热，提高稳定性，避免性能衰减；发热，

9、提高稳定性，避免性能衰减； 4）机械强度高：要求抗弯强度）机械强度高：要求抗弯强度45-300MPa，抗压强度，抗压强度400-2000MPa； 5）化学稳定性良好：耐风化，耐腐蚀，不致性能老化；）化学稳定性良好：耐风化，耐腐蚀，不致性能老化； 6）耐机械冲击和热冲击：热膨胀系数小，热导率高。）耐机械冲击和热冲击：热膨胀系数小，热导率高。导电陶瓷导电陶瓷 定义：在一定条件（温度、压力等）下定义：在一定条件（温度、压力等）下具有电子（或空穴）电导或离子电导的具有电子（或空穴）电导或离子电导的陶瓷。陶瓷。 材料：材料： 氧化物或碳化物半导体：电子或空穴电导氧化物或碳化物半导体：电子或空穴电导 Zr

10、O2， -Al2O3，铬酸镧：离子电导，铬酸镧：离子电导 用途：陶瓷高温发热体、钠硫电池等用途：陶瓷高温发热体、钠硫电池等Na- -Al2O3导电陶瓷的物理性质导电陶瓷的物理性质20003.2 g/cm310 m28 9 MPa8.6 cm 6.73 10-6/ 2300 Ah/cm2120Ah/cm2熔点熔点密度密度晶粒尺寸晶粒尺寸管子爆破压力管子爆破压力350 时的电阻率时的电阻率膨胀系数膨胀系数(0400 )Na/Na电池最高寿命电池最高寿命Na/S电池最高寿命电池最高寿命Na- -Al2O3导电陶瓷的用途导电陶瓷的用途 可以用来制作钠硫电池和钠溴电池的隔膜材料，用于可以用来制作钠硫电池

11、和钠溴电池的隔膜材料，用于电子手表、电子照相机、听诊器和心脏起搏器等。电子手表、电子照相机、听诊器和心脏起搏器等。 - -AlAl2 2O O3 3 组成为组成为NaNa2 2O O1111AlAl2 2O O3 3或或CaOCaO6 6AlAl2 2O O3 3，NaONaO- -层、层、AlAl1111O O1212 + + 类尖晶石单元交叠堆积，类尖晶石单元交叠堆积，氧原子立方密氧原子立方密堆，堆，Na Na + +包含于包含于 C C轴的松散堆积平面内，轴的松散堆积平面内，是一种含是一种含碱金属碱金属( ( 或碱土金属或碱土金属) ) 的铝酸盐。的铝酸盐。 在空气或氢气中在空气或氢气中12001200便开始分解，超过便开始分解，超过16501650则则剧烈挥发；剧烈挥发；Na- AlNa- Al2 2O O3 3 具有层状结构，具有层状结构，Na Na + + 能在能在层间迁移、扩散和离子交换，在层间的方向具有较层间迁移、扩散和离