四川轻化工大学（四川理工学院）：《材料工程基础》课程教学资源（PPT课件讲稿）第七章 典型的陶瓷材料

第七章典型的陶瓷材料 第一节结构陶瓷 第二节功能陶瓷 第三节陶瓷耐火材料 第四节玻璃

第一节 结构陶瓷 第二节 功能陶瓷 第三节 陶瓷耐火材料 第四节 玻 璃 第七章 典型的陶瓷材料

第一节结构陶瓷 陶瓷的分类 氧化物陶瓷(AM2O3、ZrO2、MgO等) 碳化物陶瓷(SC、BC、WC等) 按成分)氮化物陶瓷(SN4TN、BN等) 分类新型碳化物陶瓷(C3N等) 硼化物陶瓷(TiB2、ZrB,等) 复合陶瓷(3Al2O32SiO2(莫来石)等

第一节 结构陶瓷 ❑ 陶瓷的分类 氧化物陶瓷（Al2O3、ZrO2、MgO等） 碳化物陶瓷（SiC、B4C、WC等） 氮化物陶瓷（Si3N4、TiN、BN等） 新型碳化物陶瓷（C3N4等） 硼化物陶瓷（TiB2、ZrB2等） 复合陶瓷（3Al2O3·2SiO2 (莫来石) 等） 按成分 分 类

普通陶瓷(硅酸盐材料) 按原料分类 特种陶瓷(人工合成材料) 结构陶瓷 功能陶瓷 按用途分类圈瓷耐火材料 玻璃

普通陶瓷（硅酸盐材料） 特种陶瓷（人工合成材料） 按原料分类 结构陶瓷 功能陶瓷 陶瓷耐火材料 玻 璃 按用途分类

氧化铝陶瓷 AL2O3+少量SiO2。根据A2O3含量可分为刚玉-莫来 瓷(75瓷,wA2O3=75%)和刚玉瓷(95瓷,99瓷)。 晶体结构 氧化铝有十多种同素异构体,但常见的主要有三种: a-Al2O3、阝-Al2O3、y-Al2O3 γ-AL2O3属于尖晶石型(立方)结构,高温时不稳定, 在1600℃转变为a-Al2O3。a-Al2O3属于六方系,稳定 性好,在熔点2050℃之前不发生晶型转变

➢ 晶体结构 氧化铝有十多种同素异构体，但常见的主要有三种： α-Al2O3、β-Al2O3、γ-Al2O3 。 γ-Al2O3属于尖晶石型（立方）结构，高温时不稳定， 在1600℃转变为α-Al2O3 。 α-Al2O3 属于六方系，稳定 性好，在熔点2050 ℃之前不发生晶型转变。 ❑ 氧化铝陶瓷 Al2O3＋少量SiO2。根据Al2O3含量可分为刚玉-莫来 瓷（75瓷，wAl2O3=75%）和刚玉瓷（95瓷，99瓷）

制备方法 原料煅烧→配料→球磨一成形一烧结 性能与应用: 1)髙强度、髙温稳定性:装饰瓷,喷嘴、火箭、导弹 的导流罩; 2)髙硬度、髙耐磨性:切削工具,模具,磨料,轴承, 人造宝石;

➢ 制备方法： 原料煅烧 配料 球磨 成形 烧结 ➢ 性能与应 用： 1）高强度、高温稳定性：装饰瓷，喷嘴、火箭、导弹 的导流罩 ； 2）高硬度、高耐磨性：切削工具，模具，磨料，轴承， 人造宝石；

3)低的介电损耗、高电阻率、高绝缘性:火花塞,电 路基板,管座; 4)熔点高、抗腐蚀:耐火材料,坩埚,炉管,热电偶 保护套等; 5)离子导电性:太阳能电池材料和蓄电池材料等。 6)生物相容性:还可用于制作人工骨骼和人造关节等

3）低的介电损耗、高电阻率、高绝缘性：火花塞，电 路基板，管座； 4）熔点高、抗腐蚀：耐火材料，坩埚，炉管，热电偶 保护套等； 5）离子导电性：太阳能电池材料和蓄电池材料等。 6）生物相容性：还可用于制作人工骨骼和人造关节等

氧化锆陶瓷 晶体结构 mZrO2:单斜晶系(<1170℃) t-ZrO2:四方晶系(1170~2370℃) c-ZrO2:立方晶系(2370~2715℃) 备注:氧化锆熔点为2715℃

➢ 晶体结构 ❑ 氧化锆陶瓷 m-ZrO2：单斜晶系（＜1170℃） t- ZrO2：四方晶系（1170～2370 ℃） c-ZrO2：立方晶系（2370～2715 ℃） 备注：氧化锆熔点为2715 ℃

性能与应用 1)热导率小,化学稳定性好、耐腐蚀性高:可用于高 温绝缘材料、耐火材料,如熔炼铂和铑等金属的坩埚、 喷嘴、阀心、密封器件等: 2)硬度高,耐磨性好:可用于制造切削刀具、模具 剪刀、高尔夫球棍头等。 3)具有敏感特性:可做气敏元件,还可作为高温燃料 电池固体电解隔膜、钢液测氧探头等

➢ 性能与应用 1）热导率小，化学稳定性好、耐腐蚀性高：可用于高 温绝缘材料、耐火材料，如熔炼铂和铑等金属的坩埚、 喷嘴、阀心、密封器件等： 2）硬度高，耐磨性好：可用于制造切削刀具、模具、 剪刀、高尔夫球棍头等。 3）具有敏感特性：可做气敏元件，还可作为高温燃料 电池固体电解隔膜、钢液测氧探头等

口碳化硅陶瓷 以SC为主要成分的陶瓷。 具有很高的高温强度,在1400℃时抗弯强度仍保持 在500~600MPa,工作温度可达1700℃;有很好的热稳 定性、抗蠕变性、耐磨性、耐蚀性,良好的导热性、耐 辐射性。 制作火箭尾喷管喷嘴、浇注金属的浇道口、轴承 轴套、密封阀片、轧钢用导轮、内燃机器件、热电偶保 护套管、炉管、核燃料包封材料等

❑ 碳化硅陶瓷 以SiC为主要成分的陶瓷。 具有很高的高温强度，在1400℃时抗弯强度仍保持 在500～600MPa，工作温度可达1700℃；有很好的热稳 定性、抗蠕变性、耐磨性、耐蚀性，良好的导热性、耐 辐射性。 制作火箭尾喷管喷嘴、浇注金属的浇道口、轴承、 轴套、密封阀片、轧钢用导轮、内燃机器件、热电偶保 护套管、炉管、核燃料包封材料等

口氮化硅陶瓷 以Si2N4为主要成分的陶瓷。 氮化硅陶瓷具有很高的硬度,摩擦系数小,耐磨 性好,抗热振性大大高于其它陶瓷。它具有优良的化学 稳定性,能耐除氢氟酸、氢氧化钠外的其他酸和碱性溶 液的腐蚀,以及抗熔融金属的侵蚀。它还具有优良的绝 缘性能。 用于制造切削刀具、高温轴承、泵密封环、热电 偶保护套、缸套、活塞顶、电磁泵管道和阀门等

❑ 氮化硅陶瓷 以Si3N4为主要成分的陶瓷。 氮化硅陶瓷具有很高的硬度，摩擦系数小，耐磨 性好，抗热振性大大高于其它陶瓷。它具有优良的化学 稳定性，能耐除氢氟酸、氢氧化钠外的其他酸和碱性溶 液的腐蚀，以及抗熔融金属的侵蚀。它还具有优良的绝 缘性能。 用于制造切削刀具、高温轴承、泵密封环、热电 偶保护套、缸套、活塞顶、电磁泵管道和阀门等