《陶瓷材料》课程教学资源（PPT课件）第三章 陶瓷的组织结构与性能 3.2 陶瓷的性能

3.2陶瓷的性能 第三章陶瓷的组织结构与性能 陶瓷的机械性能 ●陶瓷材料化学键大都为离子键和共价键。 陶瓷的强度、硬度、弹性模量、耐磨性、耐蚀 性及耐热性比金属优越，但塑性、韧性、可加 工性、抗热震性及使用可靠性却不如金属

一 陶瓷的机械性能 ⚫ 陶瓷材料化学键大都为离子键和共价键。 ⚫ 陶瓷的强度、硬度、弹性模量、耐磨性、耐蚀 性及耐热性比金属优越，但塑性、韧性、可加 工性、抗热震性及使用可靠性却不如金属。 3.2 陶瓷的性能 第三章 陶瓷的组织结构与性能

3.2陶瓷的性能 第三章陶瓷的组织结构与性能 (一)刚度 刚度用弹性模量来衡量，弹性模量反映结合 键的强度，所以具有强结合力化学键的陶瓷 都有很高的弹性模量，陶瓷的弹性模量是材 料中最高的。 一些常见材料的弹性模量见表3-1

（一）刚度 ⚫ 刚度用弹性模量来衡量，弹性模量反映结合 键的强度，所以具有强结合力化学键的陶瓷 都有很高的弹性模量，陶瓷的弹性模量是材 料中最高的。 ⚫ 一些常见材料的弹性模量见表3-1。 3.2 陶瓷的性能 第三章 陶瓷的组织结构与性能

3.2陶瓷的性能 第三章陶瓷的组织结构与性能 表31常见材料的弹性模量 材料 弹性模量 /Mpa 材料 弹性模量Mpa 橡胶 6.9 钢 207000 塑料 1380 氧化铝 400000 镁合金 41300 碳化钛 390000 铝合金 72300 金刚石 1171000

材料 弹性模量 /Mpa 材料 弹性模量/Mpa 橡胶 6.9 钢 207000 塑料 1380 氧化铝 400000 镁合金 41300 碳化钛 390000 铝合金 72300 金刚石 1171000 表3-1 常见材料的弹性模量 3.2 陶瓷的性能 第三章 陶瓷的组织结构与性能

3.2陶瓷的性能 第三章陶瓷的组织结构与性能 (二)硬度 硬度（hardness) 是材料重要力学性能参 数之一，是抵抗局部压力产生变形能力的表征。 。金属材料硬度与强度之间有直接对应关系。 ●陶瓷材料的硬度很难与其强度直接对应起来

（二）硬度 ⚫ 硬度 （hardness） 是材料重要力学性能参 数之一，是抵抗局部压力产生变形能力的表征。 ⚫ 金属材料硬度与强度之间有直接对应关系。 ⚫ 陶瓷材料的硬度很难与其强度直接对应起来。 3.2 陶瓷的性能 第三章 陶瓷的组织结构与性能

3.2陶瓷的性能 第三章陶瓷的组织结构与性能 ●硬度与耐磨性关系密切。 ●陶瓷材料硬度测定方便。 ●在陶瓷力学性能评价中，硬度测定最普遍。 ●常用测定值有刻痕硬度和压痕硬度两种

⚫ 硬度与耐磨性关系密切。 ⚫ 陶瓷材料硬度测定方便。 ⚫ 在陶瓷力学性能评价中，硬度测定最普遍。 ⚫ 常用测定值有刻痕硬度和压痕硬度两种。 3.2 陶瓷的性能 第三章 陶瓷的组织结构与性能

3.2陶瓷的性能 第三章陶瓷的组织结构与性能 表3-2莫氏硬度与显微硬度的比较（续1） 材料 莫氏硬度 努普硬度 维氏硬度 滑石，Mg3(OH)2Si4O1ol 1 12 15 石膏，CaS042H20 2 32 22 萤石，CaF2 3 135 150

材料 莫氏硬度 努普硬度 维氏硬度 滑石，Mg3 [(OH)2Si4O10] 1 12 15 石膏，CaSO4·2H2O 2 32 22 萤石，CaF2 3 135 150 表3-2 莫氏硬度与显微硬度的比较（续1） 3.2 陶瓷的性能 第三章 陶瓷的组织结构与性能

3.2陶瓷的性能 第三章陶瓷的组织结构与性能 表3-2莫氏硬度与显微硬度的比较（续2） 材料 莫氏硬度 努普硬度 维氏硬度 方解石、大理石等，CaC03 4 163 350 赤铁矿，Fe203 5 395 540 长石，KAISi3O8 6 560 600 石英（水晶），Si02 7 750 710

材料 莫氏硬度 努普硬度 维氏硬度 方解石、大理石等，CaCO3 4 163 350 赤铁矿，Fe2O3 5 395 540 长石，KAlSi3O8 6 560 600 石英（水晶），SiO2 7 750 710 表3-2 莫氏硬度与显微硬度的比较（续2） 3.2 陶瓷的性能 第三章 陶瓷的组织结构与性能

3.2陶瓷的性能 第三章陶瓷的组织结构与性能 表3-2莫氏硬度与显微硬度的比较（续3，完) 材料 莫氏硬度 努普硬度 维氏硬度 黄玉，Al2I(FOH)2SiOJ 8 1250 刚玉（红宝石、白宝石)， 9 2000 Al2O3 2400 金刚石，C 10 8300

材料 莫氏硬度 努普硬度 维氏硬度 黄玉，Al2 [(FOH)2SiO4 ] 8 1250 — 刚玉（红宝石、白宝石）， Al2O3 9 2000 2400 金刚石，C 10 8300 — 表3-2 莫氏硬度与显微硬度的比较（续3，完） 3.2 陶瓷的性能 第三章 陶瓷的组织结构与性能

3.2陶瓷的性能 第三章陶瓷的组织结构与性能 ●维氏硬度。 ●显微硬度。 ●劳克维尔硬度。 <

⚫ 维氏硬度。 ⚫ 显微硬度。 ⚫ 劳克维尔硬度。 3.2 陶瓷的性能 第三章 陶瓷的组织结构与性能

3.2陶瓷的性能 第三章陶瓷的组织结构与性能 表3-3劳克维尔(Rockwell)硬度试验规程(JIS2245) 试验载荷 规程 基准载荷 硬度Hr表达式 (N) (kgf) A 588.4 60 C 98.07N 1471.0 150 Hr=100-h/2 (10kgf) D 980.7 100 15N 147.1 15 29.42N 30N 294.2 30 Hr=100-h (3kgf) 45N 411.3 45

规程 基准载荷 试验载荷 硬度Hr表达式 (N) (kgf) A 98.07N (10kgf) 588.4 60 C 1471.0 150 Hr=100―h/2 D 980.7 100 15N 29.42N (3kgf) 147.1 15 30N 294.2 30 Hr=100―h 45N 411.3 45 表3-3 劳克维尔(Rockwell)硬度试验规程（JIS 2245） 3.2 陶瓷的性能 第三章 陶瓷的组织结构与性能