特种陶瓷第一章新型陶瓷材料制备技术绪论.pptVIP

1.2 新型陶瓷的分类 （1）结构陶瓷 将具有机械功能﹑热功能和部分化学功能的陶瓷列为结构陶瓷。 （2）功能陶瓷 将具有电﹑光﹑磁﹑化学和生物体特性，且具有相互转换功能的陶瓷称为功能陶瓷。 1.3 新型陶瓷材料的结构特点及性质 1) 晶体结构 在晶体结构上新型陶瓷材料的结合力主要为离子键﹑共价键或离子－共价混合键。 特点:高的键能和键强﹑大的极性； 赋予材料： 　　高熔点﹑高强度﹑高硬度﹑耐磨损﹑耐腐蚀和抗氧化　　　　　　 　　宽广的导电性﹑导热性和透光性 　　良好的铁电性﹑铁磁性和压电性，的高温超导性。 2)化学组成 在化学组成上，随着无机新材料的发展，新型陶瓷材料已不限于硅酸盐，还包括其他含氧酸盐﹑氧化物﹑氮化物﹑碳与碳化物﹑硼化物﹑氟化物等。 形态和形状也趋于多样化，复合材料﹑薄膜﹑纤维﹑单晶和非晶材料占有越来越重要的地位。 在制备上普遍要求高纯度﹑高细度的原料，并在化学组成﹑添加物的数量和分布﹑晶体结构和材料微观结构上能精确加以控制。 1.4 新型陶瓷材料的应用及战略地位 传统的陶瓷材料 　　　　　　　工业和基本建设所必需的基础材料 　新型陶瓷材料 　　　　　　　新兴产业和传统工业技术改造的物质基础 　　　　　　　发展现代国防和生物医学所不可缺少的。 1）对科学技术发展的作用 微电子技术： 　　电路的集成密度增大，基片和外延片须具有更低的缺陷密度和更高的结构和组成均匀性。适应集成电路封装技术向多片立体式发展，须研制介电常数低﹑介电损耗低和导热性好的新型陶瓷封装材料。 传感技术 传感器要求反应灵敏，体积小、稳定可靠而且价廉，新型陶瓷材料可以满足要求，而且对外界环境参数能产生敏感反应。 　传感器的发展方向是集成化和智能化，与计算机联接，对环境信息进行处理并通过反馈系统和驱动系统作出优化反应。灵巧陶瓷薄膜材料与集成技术及陶瓷－半导体复合技术将具有重要的意义。 空间技术： 　　第一艘宇宙飞船起就采用新型陶瓷材料制成的隔热瓦﹑涂覆碳化硅的热解炭/碳复合材料等 高温﹑高强弦窗玻璃及各种温控涂层也普遍用于各种空间飞行器。 其他高温陶瓷﹑陶瓷复合材料等新型空间结构材料也在迅速发展之中。 2）对工业及社会进步的作用 在建立和发展新技术产业方面： 以微电子技术为基础的电子工业每年需要大量的半导体材料﹑电子陶瓷和压电晶体。1990年世界电子陶瓷产值约60亿美元，包括陶瓷基片与封装材料﹑陶瓷电容器与电阻等。 以半导体和敏感陶瓷为主的传感技术已形成可观的产业, 1999年传感器的世界产值已达165亿美元 在改造传统工业方面： 　经几十年的研究，陶瓷的强度和韧性已有大幅度的提高，脆性也获得显著改善，已作为热机部件﹑切削刀具﹑耐磨损﹑耐腐蚀部件进入机械工业﹑汽车工业﹑化学工业等传统工业领域，推动了产品的更新和产业的技术改造，提高了产业的经济效益和社会效益。 在节约资源方面： 新型陶瓷材料由于资源丰富，在热交换器﹑热机﹑切削刀具和耐磨部件中推广应用，可大大减少铬﹑钴﹑铌﹑锰﹑钛等战略物资的消耗。在金属上加涂陶瓷涂层已证明是提高部件的耐磨损﹑耐腐蚀和耐高温性能，延长部件使用寿命﹑节约稀缺金属的有效途径。 在节能和发展新能源方面： 高温陶瓷在热交换器和热机部件上的应用可大大降低燃料消耗； 正进行的新能源系统的开发尚有待于无机新材料的研制成功，包括磁流体发电系统所需的耐高温腐蚀部件﹑钠硫电池所需的固体电解质﹑太阳能电池所需的高效率光电转换材料等。 1.5 新型陶瓷材料的制备技术概论 1. 新型陶瓷材料的制备工艺现状 新型陶瓷已有100余年的发展历史，尤其是近30年来，世界科学技术的高速发展令人瞩目，新型陶瓷的制备技术也随之日新月异，其新材料和新产品层出不穷，已成为当今社会不可缺少的新材料之一。 目前需研究和解决的重点是： 1）工艺－结构－性能的设计与研究 2）重视粉体标准化、系列化的研究与开发 3）提高新型陶瓷材料制品的重复性、可靠性及其使用寿命 4）新型陶瓷材料的精密加工亟待加强 1.6 新型陶瓷材料制备工艺特点 严格控制原料性能和工业过程。 　　　陶瓷材料特别讲究其显微结构，显微结构要素包括晶粒﹑晶界和缺陷（如气孔﹑裂纹等），内容包括各要素的尺寸及其分布，形状和取向等。 为获得某一特殊的性质，陶瓷材料一般以某一组份（或某一相态）为主成分（或主相），并在此基础上人为加入其他次要成分或次要相，甚至微量成分（以结构应用为目的的复相材料常含有两种或两种以上主要成分或主晶相）。 制