《陶瓷材料》课程教学资源（PPT课件）第五章 结构陶瓷 5.3 典型的结构陶瓷

5.3典型的结构陶瓷 第五章结构陶瓷 氧化物陶瓷 ●氧化物陶瓷是最早用于结构目的的先进陶瓷。 氧化铝是应用最广泛的一种。 氧化锆则是现有结构陶瓷中强度和断裂韧性最 高的一种

一 氧化物陶瓷 ⚫ 氧化物陶瓷是最早用于结构目的的先进陶瓷。 ⚫ 氧化铝是应用最广泛的一种。 ⚫ 氧化锆则是现有结构陶瓷中强度和断裂韧性最 高的一种。 5.3 典型的结构陶瓷 第五章 结构陶瓷

5.3典型的结构陶瓷 第五章结构陶瓷 (一)氧化铝陶瓷 ·氧化铝有近十种变体。纯氧化铝主要有 a-Al2O3和Y-Al2O3两种晶型。 氧化铝陶瓷最常用的原料是人工合成的 a-Al2O3粉末。 有十和网

（一）氧化铝陶瓷 ⚫ 氧化铝有近十种变体。纯氧化铝主要有 α- Al2O3和γ- Al2O3两种晶型。 ⚫ 氧化铝陶瓷最常用的原料是人工合成的 α- Al2O3粉末。 5.3 典型的结构陶瓷 第五章 结构陶瓷

5.3典型的结构陶瓷 第五章结构陶瓷 ·氧化铝的熔点高、硬度高、高绝缘、耐酸、耐 碱、强度高、原料丰富。 ●工业氧化铝原料制备方法主要用改进的Bayer 法炼铝工艺，由于含钠量较高，在0.01%以 上，在很多的应用上受到限制

⚫ 氧化铝的熔点高、硬度高、高绝缘、耐酸、耐 碱、强度高、原料丰富。 ⚫ 工业氧化铝原料制备方法主要用改进的Bayer 法炼铝工艺， 由于含钠量较高，在0.01%以 上，在很多的应用上受到限制。 5.3 典型的结构陶瓷 第五章 结构陶瓷

5.3典型的结构陶瓷 第五章结构陶瓷 先进陶瓷应用的高纯氧化铝制造： ●铵明矾热分解法。 ●有机铝盐加水分解法。 ●铝在水中放电氧化法。 ●铝的铵碳酸盐热解法

先进陶瓷应用的高纯氧化铝制造： ⚫ 铵明矾热分解法。 ⚫ 有机铝盐加水分解法。 ⚫ 铝在水中放电氧化法。 ⚫ 铝的铵碳酸盐热解法。 5.3 典型的结构陶瓷 第五章 结构陶瓷

5.3典型的结构陶瓷 第五章结构陶瓷 表5-2各种氧化铝的纯度及Na20含量 种类 Al2O3质量分数INa2O质量分数 % 1% 普通氧化铝 99.3~99.6 约0.3 拜尔氧 化铝 酸洗低钠氧化铝 约99.8 0.02~0.06 易烧结氧化铝 约99.8 0.02~0.06 高纯度氧化铝 99.95~99.99 约0.002

种类 Al2O3质量分数 / % Na2O质量分数 / % 拜尔氧 化铝 普通氧化铝 99.3~99.6 约0.3 酸洗低钠氧化铝 约99.8 0.02~0.06 易烧结氧化铝 约99.8 0.02~0.06 高纯度氧化铝 99.95~99.99 约0.002 表5-2 各种氧化铝的纯度及Na2O含量 5.3 典型的结构陶瓷 第五章 结构陶瓷

5.3典型的结构陶瓷 第五章结构陶瓷 表5-3各种氧化铝的成型方法和用途 成型方法 用途 成型方法 用途 浇注成型 丝轨、研钵、拉丝机 用部件 薄膜成型 集成电路基片、 封装 挤压成型 炉芯管、电阻管、蜂 火花塞、丝轨、 窝体 注射成型 喷烧嘴 压力成型 开关电阻部件、滑动 部件 热压成型 切削刀具 等静压成型 花塞、透光管、喷 嘴

成型方法 用途 成型方法 用途 浇注成型 丝轨、研钵、拉丝机 用部件 薄膜成型 集成电路基片、 封装 挤压成型 炉芯管、电阻管、蜂 窝体 注射成型 火花塞、丝轨、 喷烧嘴 压力成型 开关电阻部件、滑动 部件 热压成型 切削刀具 等静压成型 火花塞、透光管、喷 嘴 表5-3 各种氧化铝的成型方法和用途 5.3 典型的结构陶瓷 第五章 结构陶瓷

5.3典型的结构陶瓷 第五章结构陶瓷 4.0 3.6 烧结 3.2 密度 (gc㎡2) 2.8 2.4 2.0 1.6 1200 1400 烧结温度/℃ 图5-2添加剂对氧化铝烧结性能的影响 1一不添加(O2中)；2一添加Ti021%(02中)；3一添加 MnO21%(02中)；4一添加Ti021%(H2中)

1 2 3 4 1200 1400 1.6 2.0 2.4 2.8 3.2 3.6 4.0 烧结温度/℃ 烧结 密度 /(g/cm2 ) 图5-2 添加剂对氧化铝烧结性能的影响 1—不添加(O2中)；2—添加TiO21%(O2中)；3—添加 MnO21%(O2中)；4—添加TiO21%(H2中) 5.3 典型的结构陶瓷 第五章 结构陶瓷

5.3典型的结构陶瓷 第五章结构陶瓷 制造透明氧化铝陶瓷的条件： ●高纯原料。 ● 在真空或氢气中烧结，使气孔中的 气体脱去较易而无残留气孔。 添加晶粒生长控制剂。 铝的铵碳酸盐热解法

制造透明氧化铝陶瓷的条件： ⚫ 高纯原料。 ⚫ 在真空或氢气中烧结，使气孔中的 气体脱去较易而无残留气孔。 ⚫ 添加晶粒生长控制剂。 ⚫ 铝的铵碳酸盐热解法。 5.3 典型的结构陶瓷 第五章 结构陶瓷

5.3典型的结构陶瓷 第五章结构陶瓷 表5-4氧化铝的主要用途及性能要求 用途 耐热 导热 电绝缘 强度 耐磨 耐腐蚀 火花塞 ★ ☆ ★ ☆ × ☆ 集成电路 × ★ ★ ★ × 丝轨 X ▲ × ☆ ★ ☆ 刀具 ▲ ☆ × ★ ☆ ▲ 炉芯管 ★ ☆ ☆ ☆ × ☆ 烧杯 ☆ X × ☆ × ★ 注：★非常好；☆好；▲稍好；×不好

用途 耐热 导热 电绝缘 强度 耐磨 耐腐蚀 火花塞 ★ ☆ ★ ☆ × ☆ 集成电路 × ★ ★ ★ × ▲ 丝轨 × ▲ × ☆ ★ ☆ 刀具 ▲ ☆ × ★ ☆ ▲ 炉芯管 ★ ☆ ☆ ☆ × ☆ 烧杯 ☆ × × ☆ × ★ 表5-4 氧化铝的主要用途及性能要求 注：★非常好；☆好；▲稍好；×不好。 5.3 典型的结构陶瓷 第五章 结构陶瓷

5.3典型的结构陶瓷 第五章结构陶瓷 (二)氧化锆陶瓷 氧化锆具有熔点高、高温蒸气压低、化学稳 定性好、热导率低等特点，这些性能均优于 氧化铝陶瓷但价格昂贵，以往应用不广。 行通神

(二) 氧化锆陶瓷 ⚫ 氧化锆具有熔点高、高温蒸气压低、化学稳 定性好、热导率低等特点，这些性能均优于 氧化铝陶瓷但价格昂贵，以往应用不广。 5.3 典型的结构陶瓷 第五章 结构陶瓷