普通陶瓷材料PPT課件

.,第四章無機非金屬材料,第一節(jié)陶瓷概述第二節(jié)普通陶瓷材料第三節(jié)結構陶瓷材料第四節(jié)功能陶瓷材料第五節(jié)無機建筑材料,.,陶瓷的分類,按其原料的來源不同可分為普通陶瓷（傳統(tǒng)陶瓷）和特種陶瓷（先進陶瓷）。普通陶瓷是以天然硅酸鹽礦物為原料（粘土、長石、石英），經(jīng)過原料加工、成型、燒結而成，因此又叫硅酸鹽陶瓷。特種陶瓷是采用純度較高的人工合成化合物（如Al2O3、ZrO2、SiC、Si3N4、BN），經(jīng)配料、成型、燒結而制得。,.,陶瓷的種類,.,普通陶瓷,普通陶瓷是用黏土（Al2O32SiO2H2O）、長石（K2OAl2O36SiO2；Na2OAl2O36SiO2）、石英（SiO2）為原料組織：主晶相莫來石2530%，次晶相SiO2；玻璃相3560%氣相13%這類陶瓷質地堅硬，不會氧化生銹、不導電，能耐1200高溫，加工成型性好，成本低廉。缺點是強度較低，高溫下玻璃相易軟化。這類材料可應用于制作工作溫度低于200的耐蝕器皿和容器、管道、電瓷絕緣子等。,.,普通陶瓷的生產(chǎn)工藝過程,原料配制：黏土、石英、長石黏土含水的鋁硅酸鹽（Al2O32SiO2H2O），是瓷坯中Al2O3的主要來源，也是燒成莫來石（3Al2O32SiO2）的主要來源。加水混合后，有很好的塑性，賦予坯料塑變或注漿成型的能力,.,原料配制,石英普通結晶狀的二氧化硅SiO2礦石作用：1、與黏土中的Al2O3形成莫來石。2、殘余石英構成坯體的骨架。3、在燒成中與長石等易融物形成玻璃相，增加液相的黏度，減少制品的變形。長石架狀硅酸鹽結構的礦物的總稱鈉長石（Na2OAl2O36SiO2），鉀長石（K2OAl2O36SiO2），鈣長石（CaOAl2O32SiO2），鋇長石（BaOAl2O32SiO2）作用：1、熔融的長石能溶解一部分黏土分解物和部分石英，形成玻璃相，促進成瓷反應，降低燒成溫度助熔作用；2、冷卻后以長石為主的低共熔體以玻璃態(tài)存在于制品中，構成陶瓷的玻璃基質,.,硅酸鹽結構簡介,硅酸鹽的基本結構單元是SiO4四面體，硅原子位于氧原子四面體間隙中每一個氧最多只能被兩個SiO4四面體所共有SiO4四面體可以是互相孤立的在結構中存在，也可以是通過共頂點互相連接Si-O-Si的結合鍵形成一折線，145,.,硅酸鹽結構簡介,按SiO4四面體在空間的組合情況（1）含有有限硅氧團的硅酸鹽（島狀硅酸鹽）（2）鏈狀硅酸鹽（3）層狀硅酸鹽（4）骨架狀硅酸鹽,.,含有有限硅氧團的硅酸鹽（島狀硅酸鹽）,鎂橄欖石Mg2SiO4、鋯英石ZrSiO4等,.,鏈狀硅酸鹽,.,鏈狀硅酸鹽,頑火輝石（Mg2Si2O6），硅灰石（Ca3Si3O9）等,.,層狀硅酸鹽,粘土高嶺土Al2(OH)4/Si2O5、滑石Mg3(OH)2/Si4O10等,.,層狀硅酸鹽,.,層狀硅酸鹽,.,骨架狀硅酸鹽,硅石（SiO2），長石等,.,原料配制,其他原料氧化鎂（MgO）、氧化鋅（ZnO）：提高強度和耐堿能力氧化鋁（Al2O3）、氧化鋯（ZrO2）：提高強度和抗熱震性碳化硅（SiC）：提高導熱性和強度,原料挑選、粉碎精洗（去掉雜質）配料（保證制品性能）混合、磨細（達到一定粒度）配制成可塑泥料、粉料或漿料,.,坯料成形,可塑成形法在坯料中加水或塑化劑，捏練成可塑泥料，經(jīng)手工、擠壓或機械加工成形注漿成形法適用于形狀復雜、不規(guī)則、薄而體積大且尺寸要求不嚴的制品，如花瓶、茶壺、手柄等模壓成形法用壓力將干粉料在模型中壓城致密坯體，適用于形狀簡單的小型坯體,干燥、脫水（控制坯料水分）煉坯、陳腐（去除空氣）上釉等工藝,.,注漿成形法,.,模壓成形法,.,生坯的干燥,成形后的坯體僅為半成品（生坯，green），其后還要經(jīng)過干燥、上釉等工藝才可進行燒成,.,制品的燒成（sintering）,燒成（燒結）通過在高溫下一系列的物理化學變化，去除坯體內所含溶劑、黏結劑、塑化劑等，減少坯體中的氣孔，增強顆粒間的結合強度階段一蒸發(fā)階段（室溫300C）排除坯體中的殘余水分，使坯體完全干燥，收縮減小，強度增大純物理過程,.,制品的燒成（sintering）,階段二氧化物分解和晶型轉化階段（300950C）發(fā)生較復雜的物理化學變化：黏土等礦物中結構水的排除；有機物、無機物的氧化；碳酸鹽、硫化物等的分解；石英晶型轉變（石英石英）,.,石英晶型轉變,.,制品的燒成（sintering）,階段三?；纱善冢?50C燒成溫度）上述氧化分解反應繼續(xù)進行；各種液相形成，同時，各組成物逐漸熔解：長石形成玻璃體液相；溶解部分Al2O3和SiO2，生成二次莫來石；原石英被溶解成殘留小塊，晶體被液相黏結，成瓷偏高嶺石轉化為尖晶石型新結構：尖晶石型新結構轉化為莫來石：,.,制品的燒成（sintering）,階段四冷卻階段（燒成溫度室溫）原長石區(qū)域析出或長大成粗大針狀二次莫來石，但數(shù)量不多；液相黏度大，不發(fā)生結晶，而在750350C之間轉化為固態(tài)玻璃室溫組織：點狀的一次莫來石，針狀二次莫來石，塊狀殘留石英，小黑洞氣孔,.,制品的燒成（sintering）,點狀的一次莫來石，針狀二次莫來石，塊狀殘留石英，小黑洞氣孔,.,原料作用,黏土,長石,石英,一次莫來石,二次莫來石,熔融液相,殘留石英骨架,晶體相,玻璃液相,.,普通陶瓷,性能特點：質地堅硬，不氧化生銹、耐腐蝕、能耐一定高溫；成型性好，成本低。強度低，絕緣性、耐高溫性不如其它陶瓷。應用：生活中常用的各類陶瓷制品；電瓷絕緣子，耐酸