陶瓷材料的結(jié)構(gòu)課件

二、陶瓷材料的結(jié)構(gòu)陶瓷材料是多相多晶材料，陶瓷結(jié)構(gòu)中同時存在晶體相玻璃相氣相各組成相的結(jié)構(gòu)、數(shù)量、形態(tài)、大小及分布決定了陶瓷的性能。二、陶瓷材料的結(jié)構(gòu)陶瓷材料是多相多晶材料，陶瓷結(jié)構(gòu)中同時存在1（一）陶瓷材料的結(jié)構(gòu)１.晶相晶相是陶瓷材料的主要組成相，對陶瓷的性能起決定性作用。陶瓷中的晶相的結(jié)合鍵為離子鍵共價鍵混合鍵（一）陶瓷材料的結(jié)構(gòu)１.晶相晶相是陶瓷材料的主要組成相，對2氧化物結(jié)構(gòu)的結(jié)合鍵以離子鍵為主，又稱離子晶體。Si3N4、SiC、BN等以共價鍵為主，稱共價晶體。氧化物結(jié)構(gòu)的主要特點(diǎn)是氧離子緊密排列構(gòu)成晶格骨架，組成六方或面心立方點(diǎn)陣，而正離子位于骨架的適當(dāng)間隙之中。如：CaO、MgO、Al2O3、ZrO2氧化物結(jié)構(gòu)的結(jié)合鍵以離子鍵為主，又稱離子晶體。3硅酸鹽結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)很復(fù)雜，但基本結(jié)構(gòu)單元為[SiO4]硅氧四面體，結(jié)合鍵為離子鍵、共價鍵的混合鍵；每個氧原子最多只有被兩個[SiO4]所共有；Si-O-Si的鍵角為145℃;[SiO4]既可孤立存在，亦可通過共用頂點(diǎn)連接成鏈狀、平面或三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，故硅酸鹽材料有無機(jī)高聚物之稱。硅酸鹽結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)很復(fù)雜，但基本結(jié)構(gòu)單元為[SiO4]硅氧四面體4陶瓷材料的結(jié)構(gòu)ppt課件5有些陶瓷中的晶相也存在同素異構(gòu)轉(zhuǎn)變。α-石英870℃α-鱗石英1470℃α-方石英1713℃熔融SiO2573℃β-石英163℃β-鱗石英117℃γ-鱗石英180~270℃β－方石英急冷加熱石英玻璃SiO2的同素異構(gòu)轉(zhuǎn)變有些陶瓷中的晶相也存在同素異構(gòu)轉(zhuǎn)變。α-石英870℃α-鱗石6實(shí)際陶瓷晶體與金屬晶體一樣也存在晶體缺陷，這些缺陷可加速陶瓷的燒結(jié)擴(kuò)散過程，還影響陶瓷性能。晶粒愈細(xì)，陶瓷的強(qiáng)度愈高。如剛玉（Al2O3）晶粒平均尺寸為200μm時，抗彎強(qiáng)度為74MPa，1.8μm時抗彎強(qiáng)度可高達(dá)570MPa。陶瓷材料中往往同時存在多種晶相，對陶瓷性能起決定作用的晶相稱主晶相，其余為次晶相。實(shí)際陶瓷晶體與金屬晶體一樣也存在晶體缺陷，這些缺陷可加速陶瓷7玻璃相是一種非晶態(tài)固體，是陶瓷燒結(jié)時，各組成相與雜質(zhì)產(chǎn)生一系列物理化學(xué)反應(yīng)形成的液相在冷卻凝固時形成的。２.玻璃相玻璃相是一種非晶態(tài)固體，是陶瓷燒結(jié)時，各組成相與雜質(zhì)產(chǎn)生一系8玻璃相的作用將分散的晶相粘結(jié)在一起；降低燒結(jié)溫度；抑制晶相的晶粒長大填充氣孔。玻璃相是陶瓷材料中不可缺少的組成相。玻璃相的作用將分散的晶相粘結(jié)在一起；玻璃相是陶瓷材料中不可缺9玻璃相熔點(diǎn)低、熱穩(wěn)定性差，在較低溫度下開始軟化，導(dǎo)致陶瓷在高溫下發(fā)生蠕變，且其中常有一些金屬離子而降低陶瓷的絕緣性。故工業(yè)陶瓷中玻璃相的數(shù)量要予以控制，一般<20~40%。玻璃相熔點(diǎn)低、熱穩(wěn)定性差，在較低溫度下開始軟化，導(dǎo)致陶瓷在高10氣相指陶瓷孔隙中的氣體即氣孔。是生產(chǎn)過程中不可避免的，陶瓷中的孔隙率常為5~10%，要力求使其呈球狀，均勻分布。氣孔對陶瓷的性能有顯著影響，使陶瓷強(qiáng)度降低、介電損耗增大，電擊穿強(qiáng)度下降，絕緣性降低。３.氣相氣相指陶瓷孔隙中的氣體即氣孔。是生產(chǎn)過程中不可避免的，陶瓷中11氣相可使陶瓷的密度減