特种陶瓷考试重点

瓷（540℃以上璃、陶瓷等。广义：一切无机非金属材料及制品统称陶瓷。特点：1、原料丰富（Clarkevalue70-80%）2构造陶瓷：1、材料的成分、显微组织构造与性能（一体化，正交化实验办法23特种陶瓷的重要研究领域1、优化构造，获得优秀性能 (晶粒度)晶相玻璃相液相，冷却时转变为玻璃相（常分布于晶界部位相量↑易变形，耐火度↓强度↓介电性↓））形成：—烧结温度低、时间短（欠烧）—晶粒等，特别地，在配料中加入添加物晶粒取向表面表面缺点：表面凹凸(缺口效应)晶界应力13、晶粒尺寸上：1-100μm10nm-1μm4分类：1伟晶：d>3cm巨晶：d=1~3cm粗晶：d=10~5mm中晶：d=2~5mm细晶：d0.2~2mmd=0.02~0.2mm2.d<0.02mm（矿物学）4 67按晶粒形态分类(惯用的分类办法对应高致密度和高性能2、柱状构造：主晶呈柱状，晶粒尺寸相近，排列无序3、柱粒状构造：晶粒大小不均、悬殊不大、粗晶粒呈柱状、细晶粒呈粒状，充填在柱粒之间4、针状构造：5、斑状构造：晶粒大小悬殊，粗晶形成斑晶，细晶构成基质，当基按物理-2列4、欠烧与过烧构造：5、分相构造：♠异常晶粒长大（二次再结晶♠位错滑移蠕变（位错滑移、攀移空位扩散蠕变（Nabarro-Herring蠕变高温缺点———玻璃相在晶界形成一层薄的(1nm)变形特性：1复合材料（层板）：E//=E1V1E2V2（等应变）,E┴=E1E2/(E1V2E2V1)（等应影响因素：T↑E↓（石墨除外、TmE↑陶瓷材料：E压缩>>E拉组织不敏感性塑性变形）E影响不大3、超塑性4、高温蠕变Griffith脆性断裂理论 裂纹尖端应力集中，不不大于σth，材料断裂C>>a，σ<σth裂纹的三种扩展方式：张开型(I型)、滑开型(II型)与撕开型(III型)平面应变OXY平τyz，τzxOXYεx，εyγxyεz，γyz，γzx。、纤维增韧机制、短纤维和晶须（单晶体，低缺点、颗粒增韧机制与ZrO2—相变过程，M相变(Ms~Mf)—dcdIdmdI<d<dc,123σ<σf时，裂纹钝化dcd<dm,冷却过程相变，残存应力增韧尺寸较小的粒子相变时，总膨胀变（对主裂纹产生压应力作用d>dm1、诱发的微裂纹<2Ccrit,为安全裂纹、钝化裂纹相变增韧：ZrO2纤维补强：Nicalon-SiCC/C复合材料颗粒增强：Al2O3/Al复合材料（金属相持续、W-3RTiTaAl2（瓷相持续）铁钒土：Al2O3.H2O,Al2O3.3H2OFE2O3.SiO2一种氧化铝石。常因含有氧化铁Al2O3γ-Al2O3β-Al2O3实质上是一种含有碱土金属和或碱金属的铝酸盐。六方晶格α-Al2O3为高温形态,稳定度高达熔点六方晶系,刚玉构造。粉体制备1拜耳法（适于低硅铝矾土）2烧结法将磨细的铝矾土、石灰石和苏打在1100~1200度回转窑中烧结。 NA2CO3+FE2O3==2NAFeO2+co2NaALO2分离3火花放电法在纯水中浸入铝丸，在高频下放电，铝丸激烈运动与水反映生成氢氧化铝，煅烧得氧化铝粉4无机铝盐热分解法氧化铝陶瓷的制备解决1）煅烧。煅烧的目的是使β氧化铝转变为α氧化铝，并排除原料中的氧化钠等低熔点挥发物2）磨细。能够湿磨和干磨，干磨时加百分之一烧结温度2控制晶粒尺寸3改善产品的物理化学性（与Al2O3形成固溶体、在烧结时形成液相两类）4）（悬浮剂耐磨性，是重要的刀具、磨具、轴承材料2）有良好的电绝缘性，是重要的绝缘瓷3）有良好的耐热性，惯用作坩埚等炉窑用品，也是耐火材料的4）有好的耐蚀性，是化工用品的惯用材料ZrO2晶型转变：c-ZrO2为萤石型(CaF2)构造，O2+构成面心立方，Zr4+位于四周体间隙，t-ZrO2、m-ZrO22、相变效应：体积效应（3-4%的体体。这些固溶体可通过快冷避免共析分解，c相以亚稳态保持到室温，快c-ZrO2ZrO2（FSZ）非扩散相变：1.c→t相变：稳定剂多时，cZrO2全部亚稳到室温(c’)，FSZ量，ct’,t’-ZrO2全部稳定到室温，TZP2.t→m马氏体相变影响因素：1）Ms愈低，由于晶粒愈小，界面能愈大相变阻力愈大，所必t3.t→m等温转变Ms≈450℃等温温度与转变率:度越高，Mf越低等温温度过低，Mf韧化影响因素：尺寸效应稳定剂（种类、相对量、分布特性）ZrO2增韧Al2O3陶瓷（ZTA)ZTA混合粉的三种制备办法：1）混正当：将α-Al2O3Y-ZrO2粉混合湿磨获得混合粉。ZrOCl2·8H2O和AlCl3·6H2O水溶液与Y2O3+HCl一道在pH=9，T=40T=840℃煅烧。共沉淀，之后直接加入α-Al2O3水悬浮液混匀，最后过滤、干燥，在SiC相图SiC构 2)88%共价键成 3)120多个变性能与用途无色透明晶 AlB)800-1140℃差，氧化膜疏松>1750（活化氧化，钝化氧SiC粉体的制备1)2)直接合成法：Si+C=SiC（粉体）—Si3)有机先驱体法—SiC纤维4)气相SiC陶瓷制备常压(无压)烧结—(B+C)1)SiCBC2）BSiCCSiO2,增加表面能。烧结收缩的条件：Γg/Γs<√33）B的液相起到反映烧结：将αSiC+CC反映生成βα碳化重结晶：SiC+C+SiSiCSiO+CO气相反映和蒸发-沉积完毕，即通过气相反映Si3N41）α,β-Si3N4,六方晶系，由[SiN4]αSi3N4内部构造应变比β-Si3N4a相差不大，但αSi3N4c2Si3N4粉体的制取1）2）3）硅亚氨热分解(Si(NH)2)4)化学气相沉积制取氮化硅便宜办法：1）稻2）3）火山灰铝热还原再氮化3）高α4)杂质含量低，可避免Si3N4反映烧结(RS-SN)将硅粉或硅粉和氮化硅粉的混合粉成形后在1200°左反映速率控制—Si—颗粒细，α-Si3N4含量 “反烧结SiON21、将压坯埋于填料，埋粉2重烧结12）提高性能—采用适宜的复合添加剂-4）有优良的化学稳定性（SiO2保护层）SialonSi3N4Si-NAl-O四周体取代形成一种构Si3N4类似的新相，sialon相。性能1）优良的抗氧化性能2)3)抗熔融金属浸蚀性能制备HBN在常压是稳定相，WBNCBN是高压稳定相，在常压是亚稳相。HBNCBN。HBNB、N原子相间BNBNBN，取决于温压条件。BN含有纤锌矿的晶体构造，与六方金刚石对应。CBN含有闪锌BN的性质和用途:械强度低，但比石墨高，无明显熔点。HBN热膨胀系数低，热导率高，因此抗热震性优良。氮化硼是热的良导体，又是典型的电绝缘体。HBN有优HBN的耐热耐蚀性，CBN硬度