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结构陶瓷 中国是瓷器的故乡，是陶瓷文化的发源地，素有“瓷器之国”之称。china在英文中是陶瓷之意，而CHINA则是中国。西方人了解中国，正是从了解陶瓷、茶叶和丝绸开始的。我国古代劳动人民在烧制白陶器和印纹硬陶器的实线中，在不断改进原料选择与处理，以及提高烧成温度和器表施釉的基础上，创制出了我国目前已经发现的时代最早的原始瓷器。原始瓷器的出现，是我国古代劳动人民的一项重大创造，是陶瓷手工业发展史上的一次飞跃，它为我国瓷器的进一步发展奠定了基础。 陶瓷是以无机非金属天然矿物或化工产品为原料，经原料处理、成形、干燥以及烧结等工序制成的产品. 结构陶瓷(structural ceramics)?? 结构陶瓷具有耐高温、耐磨损、耐腐蚀、耐冲刷以及抗氧化等优异性能，其弹性模量和高温强度高等特性. 故广泛用于金属材料和有机高分子材料难以承受的苛刻工作环境，成为许多新兴科学技术得以实现的关键结构材料. 结构陶瓷在现代陶瓷中占有重要位置和相当大的比例，主要是利用材料的耐高温及其优异力学性质的精细陶瓷。 结构陶瓷可分为氧化物结构陶瓷(均为氧化物或以氧化物为主)和非氧化物结构陶瓷(均为非氧化物或以非氧化物为主)两大类。 氧化物结构陶瓷?? 包括氧化锆陶瓷、氧化铝陶瓷和莫来石陶瓷。 氧化锆陶瓷?? 包括部分稳定氧化锆陶瓷(PSZ)、四方氧化锆多晶陶瓷(TZP)和以TZP为母体的增韧氧化锆陶瓷。 (1)部分稳定氧化锆陶瓷(PSZ)。它是由立方氧化锆(c—ZrO2)和四方氧化锆(t—ZrO2)两相组成。分散在c—ZrO2母体中的t—ZrO2起相变增韧作用。根据稳定剂种类的不同，分别有Mg—PSZ，Ca—PSZ，Y—PSZ等。 Mg—PSZ陶瓷具有优良的力学性能，生产成本低，应用最广泛。 (2)四方氧化锆多晶陶瓷(TZP)。其特色是：TZP材料中所有ZrO2晶粒都以t—ZrO2形式存在。Y—TZP是最重要的一种氧化锆增韧陶瓷，有很高的室温断裂韧性(KIc)和抗弯强度(σf)，但随使用温度升高，其KIc、σf都显著降低。Ce—TZP是另一种重要的TZP材料，其力学性能比Y—TZP稍低，但制备工艺较易控制，成本也较低。此外，TZP是最典型的超塑性陶瓷(这是指在一定应变速率和温度范围内显示出异常拉伸能力的一类陶瓷材料，其拉伸变形量可达百分之几百)。 (3)以TZP为母体的增韧氧化锆陶瓷。如：Y—TZP中加入α—Al2O3弥散晶粒或晶须，SiC弥散晶粒或晶须，可以通过第二相的裂纹弯曲增韧来进一步提高Y—TZP的KIc。和σf，尤其重要的是可显著提高Y—TZP的高温强度和断裂韧性。 氧化铝陶瓷?? 通常指其α—Al2O3。含量在70％以上的陶瓷。含α—Al2O3量高的氧化铝陶瓷有时以其主晶相的矿物名称命名，称为刚玉。氧化铝陶瓷和其他机械强度更高或耐热性更好的MgO、ZrO2、SiC、Si3N4陶瓷相比，它更易烧结，同时原料丰富、价格低，已有较成熟的工艺。其独特优点是耐磨性、耐腐蚀、绝缘性，透光性等，主要不足是脆性。在Al2O3中加入少量ZrO2，可制得氧化锆增韧氧化铝陶瓷(ZTA)，具有较好的高温强度和韧性。通过纤维或晶须(如SiC)补强Al2O3，制成的复合陶瓷也有较好的高温力学性能。 莫来石陶瓷?? 是主晶相为莫来石(化学计量3Al2O3?2SiO2)的陶瓷。具有优良的抗热震性、高温抗蠕变性，其高温性能优于氧化铝陶瓷；与Si3N4、SiC等非氧化物陶瓷相比，又有制备工艺简单、成本低等优点。但其室温强度特别是韧性值较低。在莫来石中加入少量ZrO2可以制得氧化锆增韧莫来石陶瓷(ZTM)，在莫来石中引入SiC晶须或纤维达到补强增韧也是有效的。 非氧化物结构陶瓷?? 包括氮化硅陶瓷、赛隆陶瓷、碳化硅陶瓷和氮化硼陶瓷。 氮化硅陶瓷?? 有低温型α—Si3N4和高温型β—Si3N4两种晶型。具有高温强度高、抗热震性能好、高温蠕变小、耐磨、耐腐蚀和低密度等优良性能，是最有希望用于热机的新型结构陶瓷材料。对其韧化和强化的方法有：SiC纤维或SiC晶须补强；加入少量ZrO2制取氧化锆增韧氮化硅陶瓷(ZTSN)以及用SiC、TiC等粒子达到弥散增韧；氮化硅陶瓷的自补强；制备氮化硅为基的多相复合陶瓷等。 赛隆陶瓷?? 赛隆(SiaIon)由Si、Al、O、N四种元素的字母组成，是Si3N4固溶体的统称，可分为β—SiaIon、α—SialIon、o—Sialon、复相Sialon和SiaIon多型体等类型。前三种分别简写为β’、α’、o’。 β’是β—Si3N4固溶体，分子式Si6-ZAlZOZN8-Z(Z=0～4.2)，因含一定量Al2O3，故有卓越的抗氧化性。 α’是α—Si3N4固溶体，分子式MXSi12-(m+n)Alm+n—OnN16-n，M为填隙的金属离子。特点是硬