第三节__陶瓷材料基本知识.ppt
第三节 陶瓷材料基本知识,第四军医大学口腔医学院口腔材料教研室,2,陶瓷概述（Introduction to ceramic materials）,一、陶瓷简介 二、陶瓷的结构 三、普通陶瓷 四、特种陶瓷 五、陶瓷的性能,3,一、陶瓷简介,粉体,坯体,陶瓷,1.陶瓷的定义 以粘土、长石、石英为主要原料，经过粉碎、混炼、成型、煅烧等制作的产品。,广义陶瓷：用陶瓷生产方法制造的无机非金属固体材料。,4,2.发展概况,陶瓷是我国古代劳动人民的伟大发明之一。china：陶瓷；中国 china:昌南镇,5,我国是陶瓷生产大国，日用陶瓷、建卫陶瓷产量均为世界第一，占世界产量的2/3。我国又是陶瓷出口大国，2009年出口金额为56.78亿美元，出口170多个国家。出口额占世界整个行业的40%，其中佛山占60%。,6,7,SiO2 Al2O3 R2O+RO 6575 730 433,3.主要化学组成（质量%）,8,4.陶瓷的结构,离子晶体-以离子键结合的晶体。金属氧化物。MgO、Al2O3、ZrO2共价晶体-以共价键结合的晶体。金刚石、SiC、Si3N4、BN,9,陶瓷材料的相组成,陶瓷一般是多相多晶材料。由晶体相、玻璃相、气相组成。,10,晶体相 陶瓷材料最主要的组成相 主晶相 氧酸盐（硅酸盐、钛酸盐）、氧化物、非氧化物,11,玻璃相,玻璃相是陶瓷材料的原子不规则排列的组成部分，其结构类似于玻璃。积极作用：填充晶体之间的空隙，提高材料的致密度；降低烧结温度；阻止晶型转变、抑制晶粒长大。不利影响：降低陶瓷强度和耐热性能。,12,云母玻璃陶瓷中的玻璃相,13,气相,陶瓷气孔主要是坯体各成分在加热过程中发生物理、化学作用所生成的空隙。气孔对陶瓷的性能是不利的，它降低材料的强度，是造成裂纹的根源。,14,二硅酸锂玻璃陶瓷中的气孔,植骨用多孔陶瓷,15,日用瓷建卫瓷工业瓷,三、普通陶瓷(traditional ceramics),普通陶瓷,以天然硅酸盐(粘土、石英、长石)为原料烧成的制品。,普通陶瓷的分类,16,1.日用瓷,餐具瓷,茶具瓷,17,2.建卫瓷,内墙砖-建筑瓷,卫浴瓷,18,3.工业瓷,电瓷绝缘子,微孔陶瓷过滤板,19,陶 吧,20,四、特种陶瓷(advanced ceramics),结构陶瓷 功能陶瓷,以非硅酸盐类化合物或人工合成化合物为原料烧成的制品。,特种陶瓷,特种陶瓷的分类,21,氧化物结构陶瓷 Al2O3 ZrO2 碳化物结构陶瓷 SiC C氮化物结构陶瓷 Si3N4,1.结构陶瓷,结构陶瓷的种类,22,特点：化学稳定性好、抗氧化性强、熔融温度高、高温强度高。,23,强度高、硬度高：机械加工磨料、磨具熔点高、抗腐蚀：耐火材料优良的化学稳定性：坩埚 人体关节 优良的光学特性：透光材料 纳蒸汽灯管,24,氧化铝坩埚,透明氧化铝,25,性能特点：高硬度、高的高温强度、高导热性、抗蠕变性好、抗酸和金属熔体、不抗碱,应用：高温结构材料 发动机、喷管等。,26,碳化硅陶瓷轴承,碳化硅耐腐蚀潜水泵,27,2.功能陶瓷,功能陶瓷的种类,光学陶瓷 光纤 激光晶体材料 生物陶瓷 人工关节 口腔陶瓷,28,光学陶瓷,光 纤,激光晶体材料,29,生物陶瓷,人工关节,口腔陶瓷,30,五、陶瓷材料的性能(一)力学性能硬度 陶瓷的硬度很高-1000Hv1500Hv（普通淬火钢-500800Hv）。刚度 陶瓷的刚度很高-刚度反映其化学键能,31,强度理论强度高-离子键和共价键实际强度要较理论强度低-组织的不均匀性，内部杂质和各种缺陷晶粒越细，强度越高。高温强度、高温抗蠕变能力、抗氧化性优于金属材料-常用于高温材料,(一)力学性能,32,(一)力学性能,强度特点：压缩强度远高于拉伸强度。,表 长石烤瓷材料主要机械性能,33,塑性和韧性陶瓷的塑性和韧性较低，无塑性变形，脆性断裂-陶瓷最大的弱点。断裂的原因：陶瓷内部和表面所产生的微裂纹，在受到外应力时快速扩展。,(一)力学性能,34,陶瓷材料的热膨胀系数小，这是由于晶体结构和化学键决定的。一般为10-510-6/K。,（二）陶瓷的热学性能,陶瓷由离子键和共价键结合，具有较高的熔点。,35,（三）陶瓷的电学和光学性能,陶瓷是良好的绝缘体，具有介电特性，介电损耗很小。,
