无机非金属专业导论先进陶瓷材料PPT学习教案

1、会计学1无机非金属专业导论先进陶瓷材料无机非金属专业导论先进陶瓷材料先进陶瓷先进陶瓷第1页/共73页先进陶瓷先进陶瓷第2页/共73页第3页/共73页材料等。材料等。先进陶瓷先进陶瓷第4页/共73页陶瓷的定义：陶瓷的定义：无机非金属粉末无机非金属粉末经经成型成型后在低于熔点的后在低于熔点的高温下烧结高温下烧结而制成的固体材料。（狭义的，由工艺而而制成的固体材料。（狭义的，由工艺而来）来）“传统陶瓷传统陶瓷” 主要以天然的硅酸盐为原料，因此又被称主要以天然的硅酸盐为原料，因此又被称为为“硅酸盐材料硅酸盐材料”。由于陶瓷的化学组成是以离子键和共价键为主要键的无由于陶瓷的化学组成是以离子键和共价键为主

2、要键的无机非金属化合物，故又称陶瓷为机非金属化合物，故又称陶瓷为“无机非金属材料无机非金属材料”、“无机绝缘材料无机绝缘材料”、“无机介电材料无机介电材料”。先进陶瓷先进陶瓷第5页/共73页随着新型材料的发展，陶瓷概念扩展到整个无机非随着新型材料的发展，陶瓷概念扩展到整个无机非金属固体材料或无机化合固体材料，除了一般的多金属固体材料或无机化合固体材料，除了一般的多晶烧结体外，还包括单晶、玻璃、薄膜、纤维、粉晶烧结体外，还包括单晶、玻璃、薄膜、纤维、粉体等，其制备方法也不再局限于常规烧结法，因此体等，其制备方法也不再局限于常规烧结法，因此是是“广义陶瓷广义陶瓷”。先进陶瓷先进陶瓷第6页/共73页

3、先进陶瓷先进陶瓷第7页/共73页先进陶瓷先进陶瓷第8页/共73页先进陶瓷先进陶瓷第9页/共73页先进陶瓷先进陶瓷第10页/共73页法制成的法制成的制品制品”先进陶瓷先进陶瓷第11页/共73页第12页/共73页现代陶瓷传统陶瓷陶瓷制品先进陶瓷先进陶瓷第13页/共73页工艺陶瓷化工陶瓷电器绝缘陶瓷卫生陶瓷建筑陶瓷日用陶瓷传统陶瓷第14页/共73页防辐射陶瓷高温陶瓷结构陶瓷敏感陶瓷磁性陶瓷铁电陶瓷微波陶瓷压电陶瓷电容器陶瓷功能陶瓷先进陶瓷第15页/共73页氧化铝陶瓷氮化铝陶瓷第16页/共73页生 物 陶 瓷第17页/共73页多孔陶瓷保 健 陶 瓷 第18页/共73页建 筑 卫 生 陶 瓷第19页/共

4、73页耐 高 温 陶 瓷 刀 具第20页/共73页高温结构陶瓷零部件耐酸陶瓷风机适用于输送或抽吸各种腐蚀性气体 第21页/共73页陶 瓷 装 甲 车第22页/共73页第23页/共73页“发现号”航天飞机腹部的绝热瓦“发现号”航天飞机第24页/共73页航天飞机的防热盔甲以纯度99.7%、直径为m的石英纤维加水混合成浆状，倒入模具中脱水加压成型，然后浸胶体石英，干燥后在1290的电炉中烧成。再按要求切成外形不同、大小不等的“砖块”，最后粘贴到航天飞机的铝合金蒙皮上，把外表严严实实地封盖起来，就象给航天飞机穿上了一身防热盔甲。第25页/共73页 航天飞机 第26页/共73页 航天飞机的机头 第27页

5、/共73页 航天飞机的防热瓦第28页/共73页 航天飞机热分布示意图 第29页/共73页“哥伦比亚”号航天飞机爆炸，原因是这架航天飞机左翼在起飞时遭到从燃料箱上脱落的泡沫绝缘材料撞击，结果造成机体表面隔热保护层出现了大面积松动和破损，形成了可让“热气进入的洞”，在返航途中因超高温空气入侵而彻底解体。第30页/共73页先进陶瓷先进陶瓷几个有用的名词：几个有用的名词：特种陶瓷特种陶瓷 special ceramics先进陶瓷先进陶瓷 advanced ceramics精细陶瓷精细陶瓷 fine ceramics高性能陶瓷高性能陶瓷 high performance ceramics新型陶瓷新型陶瓷

6、 new ceramics近代陶瓷近代陶瓷 modern ceramics第31页/共73页几个有用的名词：几个有用的名词：特种陶瓷特种陶瓷 special ceramics先进陶瓷先进陶瓷 advanced ceramics精细陶瓷精细陶瓷 fine ceramics高性能陶瓷高性能陶瓷 high performance ceramics新型陶瓷新型陶瓷 new ceramics近代陶瓷近代陶瓷 modern ceramics先进陶瓷先进陶瓷第32页/共73页的简要发展的的简要发展的里程碑里程碑先进陶瓷先进陶瓷第33页/共73页 Time Description of Milestone 2

7、4000 B.C. Clay mixed with water, molded into a shape, dried, and fired to produce the first man-made ceramic” earthenware”10000 B.C.Early use of earthenware for useful article such as containers.7000-6000 B.C. Lime mortar(石灰砂浆石灰砂浆) used for filling spaces between stones in construction and also for

8、making thick-walled containers.第34页/共73页Time Description of Milestone7000-5000 B.C. Widespread use of earthenware for food storage and cooling 70005000 B.C.Widespread use of plaster-like cementitious ceramics for in floor construction and as decorated interior wall coatings. 4500 B.C. Ceramics used

9、to line crude kilns（窑炉）（窑炉） to smelt copper from its ores and make possible the Chalcolithic（红铜）（红铜）, Bronze and Iron Ages.第35页/共73页 Time Description of Milestone 45003500 B.C. Fired brick shown to be more durable than dried mud bricks 45003500 B.C.Development of early faience（彩陶）（彩陶） to produced wh

10、ite ceramics with bright blue glassy coatings: precursor to development of glass and glazes（釉）（釉）. 35002800 B.C.Evolution of first writing consisting of pictographs（象形文字）（象形文字） and “cuneiform（楔（楔形文字）形文字）” symbols inscribed in clay tablets. 第36页/共73页 Time Description of Milestone3300 B.C. Potters whe

11、el invented, making earthenware pottery available and affordable for just about everyone 25001600 B.C.From early isolated examples of glass to well-established craft. 17501150 B.C. Variety of glaze developed in- cluded lead glazes and colored glazes.第37页/共73页 Time Description of Milestone1025750 B.C

12、. Early developments in China of stoneware, which was lighter in color, stronger, and less porous than earthenware 500100 B.C.High-strength concrete（混凝土）（混凝土） developed by Greeks and Romans and used widely in construction especially by the Romans. 10050 B.C. Glass blowing invented, making glass item

13、s available to others than royalty and aristocrats.第38页/共73页Time Description of Milestone600-800 A.D. Evolution of high-quality porcelain（瓷）（瓷） in China 800900 A.D.Islamic refinements of the use of white tin-based glazes and lustrous overglazes. 1740s “Transfer printing” invented to greatly increase

14、d the rate of production of tiles（瓷（瓷砖）砖）. 第39页/共73页Time Description of Milestone 1840s “Dust pressing” invented to further dramatically increase rate of production of tiles and eventually become the uniaxial pressing process and workhorse of modern high-volume production of polycrystalline ceramics

15、Late 1800sDemonstration of successful laboratory synthesis of single crystals of ruby and sapphire.第40页/共73页Time Description of Milestone Early 1900s Increase in temperature capability of production kilns to greater than 1400C and late to 1600C. Mid-1900sEstablishment of alumina-based ceramics and i

16、ntroduction of a wide range of new engineered ceramics.Late 1900sDevelopment of ultra-high-temperature, high-strength, and high-toughness ceramics and ceramic matrix composites第41页/共73页先进陶瓷先进陶瓷第42页/共73页陶器陶器(从公元前从公元前24000年开始年开始)瓷器瓷器 (从公元从公元250年开始年开始)现代先进陶瓷现代先进陶瓷 (从从20世纪世纪40年代开始年代开始)纳米陶瓷纳米陶瓷 (从从20世纪世纪

17、90年代开始年代开始)第43页/共73页先进陶瓷先进陶瓷第44页/共73页延成型等延成型等先进陶瓷先进陶瓷第45页/共73页分析技术如分析技术如X射线衍射仪、电射线衍射仪、电子显微镜、原子力显微镜、特子显微镜、原子力显微镜、特殊性能测试仪器等殊性能测试仪器等先进陶瓷先进陶瓷第46页/共73页度优化、正在深入研究，预期度优化、正在深入研究，预期将引起重要将引起重要变化。变化。先进陶瓷先进陶瓷第47页/共73页49先进陶瓷先进陶瓷第48页/共73页 从使用功能分类：从使用功能分类：（a）结构陶瓷：）结构陶瓷：Al2O3、AlN、BeO(集成电路衬底集成电路衬底、微波大功率器件散热支撑件、微波大功率

18、器件散热支撑件、MCM用基片）；用基片）；（b）功能陶瓷：电容器陶瓷、微波陶瓷、压电陶）功能陶瓷：电容器陶瓷、微波陶瓷、压电陶瓷、热释电陶瓷、透明电光陶瓷，半导体陶瓷；瓷、热释电陶瓷、透明电光陶瓷，半导体陶瓷； 按照工作频率分：低频瓷（按照工作频率分：低频瓷（1kHz）、高频瓷（）、高频瓷（1MHz）、微波瓷（）、微波瓷（300MHz300GHz）。）。 先进陶瓷先进陶瓷第49页/共73页第50页/共73页电子陶瓷分类图电子陶瓷分类图第51页/共73页功能陶瓷的生产工艺过程功能陶瓷的生产工艺过程原料处原料处理和加理和加工工备料备料成型成型电极制备电极制备烧成烧成元件元件性能检测性能检测Processing of Ceramics第52页/共73页第53页/共73页第54页/共73页第55页/共73页第56页/共73页第57页/共73页第58页/共73页第59页/共73页61第60页/共73页62轧膜机轧膜机 第61页/共73页第62页/共73页64实验用脱泡机实验用脱泡机大型流延机大型流延机实验用流延机实验用流延机第63页/共73页65丝网印刷机丝网印刷机第64页/共73页第65页/共