《无机非金属材料制备技术》第1章绪论.pptx

无机非金属材料制备技术;材料是人类赖以生存和发展的物质基础，是人类进步的里程碑。

历史上的石器时代、青铜器时代、铁器时代都是以材料作为时代主要标志的。

石器、陶瓷、铁、铜、玻璃、水泥、有机高分子（如塑料等）、单晶材料、碳材料，每一种新型材料的研制成功，都引起人类文化和生活的新变化。;半导体材料?计算机技术；

耐高温、高强度特殊结构材料?宇航工业

低损耗的光导纤维?现代的光通讯；

陶瓷牙,人工骨--生物替换

有机高分子材料?丰富多彩的生活。

;第1章绪论;按化学组成和特性分;按用途分;生活中的无机非金属材料;20世纪十大发明;陶瓷、金属、高分子都可以做的产品：

水龙头

手表

餐具

手机

陶瓷：高大上;一般无机非金属材料具有

耐高温、高硬度和抗腐蚀等优良工程性能，其主要缺点是抗拉强度低、韧性差。

现代科学技术的发展，要求材料具有强度高、耐腐蚀、耐高温和其他一些特殊性能，这大大促进了无机非金属材料的发展，

氧化物陶瓷、氮化物陶瓷和碳化物陶瓷等许多具有特殊性能的新型材料，广泛应用于建筑、冶金、机械及尖端科技领域。;新型无机非金属材料的特征;结构材料——高温结构陶瓷;(2)氮化硅陶瓷;为什么使用陶瓷做发动机？;陶瓷发动机的热效率;实际使用的部分;实际使用的部分;一种燃气轮机的剖面图;轮滑鞋上的氮化硅陶瓷轴承

具有创纪录的性能和长寿命;(3)氮化硼陶瓷、碳化硼陶瓷、;人造宝石;美国西屋公司的陶瓷过滤系统;(2)光导纤维的用途：;光导纤维;光纤光缆;陶瓷超导导线和试验电力传输线;压电陶瓷;各种压电陶瓷部件;(2).材料生产过程中的各种废弃物、以及材料死亡后的再循环。

各种材料生产过程中产生着大量的固体废弃物，对人类生存所依赖的资源、环境都造成了巨大的破坏，

堆积如山的废矿渣、各种冶炼炉渣、能源生产过程产生的粉煤灰、煤矸石。

人类在材料使用过程中所产生的材料残骸也是对环境越来越大的威胁，例如材料的各种腐蚀产物，以及白色污染。;

(3).研制、开发、使用、以及过程中的与环境和资源的关系，势必受到极大的关注。;2.新材料的发现与发展依赖于材料制备技术（方法）的发展。

想法的实现：C纳米管、超高温、难烧结材料等。

例如纳米材料的发展，虽然早在1959年美国著名物理学家、诺贝尔奖获得者费曼就提出设想：“如果有朝一日人们能把百科全书存储在一个针尖大小的空间并能移动原子，那么这将给科学带来什么！”，但真正意义上的原子移动直到90年代通过扫描隧道电子显微镜才得以实现。

;3.制备技术对材料性能有至关重要的作用，是技术而不是理论制约了材料性能的提高。

4.工艺制备技术是材料推向市场的决定性因素。;?二．材料制备技术的研究现状――文献与教科书的缺乏

1．一个产品的成功由质量来衡量，而并不是由其制造过程的精确过完美性来体现。

即使原来对制造工艺的构想很完美，只要材料性能达不到要求，工艺思路就会被否定。;2．专利制度对制造技术的保护：在追求最终目标的方面不甚成功的人总是愿意接受自己的经验，而已经达到目的的人则使用专利保护，或保持沉默。

3．实际工艺过程因素的复杂性与结果的分散性，使得局部因素或偶然因素会影响对工艺过程系统的研究。

4．?实际工艺技术在生产中的是通过技术诀窍KnowHow来体现的。

;§2材料制造过程概述

?

一.?工艺过程、显微结构与材料性能之间的关系

?

显微结构外在

工艺性能应用

成分内在

;1．??成分决定了材料的固有性能，也称作化合物特性，包括晶体结构、热膨胀系数、弹性模量、折射率和磁性晶体的各向异性。

2．??材料的外在性能

3．??显微结构：工艺路线的改变使显微结构发生变化，从而影响了材料的性能，这些性能是可以改变的，如力学性能（强度、断裂韧性）介电常数、磁性能等。

4．???工艺路线：也受成分、材料固有性能以及预期显微结构的影响。

;二.?无机非金属材料主要工艺

1．分类

（1）.粉末烧结方法(PowderProcess)

制造结晶质的陶瓷最一般使用的工艺。

在熔点的1/2-3/4的温度下就可以获得致密的烧结体。

容易获得化学的，物理上的均质性

可以制作细微颗粒（10um）的烧结体。

?

不容易实现相对密度100%

由于一定伴随收缩，为获得最终形状必需加工

为获得再现性，必须对各种工艺进行控制。

(2).熔融方法

;?2.粉末烧结方法的主要工艺阶段

(1)?原料制备阶段

(2)?部件坯体成型

(3)?致密化烧结

(4)?后加工

;三.?主要工艺过程的特征参数

;三.?主要工