陶瓷材料期末试答案整理

1．根据自己的理解阐述“先进陶瓷材料”的内涵，并指出先进陶瓷材料所包含的大致范围。

先进陶瓷材料指用精制高纯人工合成的无机化合物作为原料，采用精密控制工艺烧结而制成的高性能陶瓷、精细陶瓷或特种陶瓷，是相对于传统陶瓷材料而言的。 基本性能特点是：具有高硬度，优异的耐磨性，高强度，优良的机械性能，高熔点，杰出的耐热性，高化学稳定性，良好的耐腐蚀性。高的脆性是其致命弱点。 新型陶瓷材料按照人们目前的习惯可分为两大类，即结构陶瓷和功能陶瓷，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(主要包括氧化物系统、非氧化物系统及氧化物与非金属氧化物的复合系统),而将具有电、光、磁、化学和生物特性，且具有相互转换功能的陶瓷列为功能陶瓷（主要包含以下几个方面：铁电陶瓷、敏感陶瓷、磁性陶瓷）。 2.组成、结构、性能是陶瓷材料制备过程中的三个重要因素，准确理解三者在材料制备中的作用和三者之间的相互关系。

陶瓷的性能一方面受到其本征物理量（如热稳定系数、电阻率、弹性模量等）的影响，同时又与其显微结构密切相关。而决定显微结构和本征物理量的是陶瓷的组成及其加工工艺过程。其中，陶瓷组成对显微结构、性能起决定作用。 陶瓷材料的许多性能取决于它的化学矿物组成。组成不同，其表现出的性能也有所差异。

A氧化物陶瓷：主要成分是Al2O3和SiO2。Al2O3的熔点高，故此类陶瓷具有高的硬度及高的压缩强度，耐高温、耐磨、耐腐蚀等特性，机械强度比普通陶瓷高3~6倍。缺点是脆性大，抗冲击和抗热振性差，不能承受环境温度的剧烈变化。 B非氧化物陶瓷：

氮化硅陶瓷和碳化硅陶瓷：此类陶瓷高温强度高，且热膨胀系数比氧化物陶瓷低得多，热冲击抗力明显优于Al2O3陶瓷。

氮化硼陶瓷：此类陶瓷热膨胀系数小，抗热振性高，具有高温电绝缘性等。 C金属陶瓷：

氧化物基金属陶瓷：其韧性要比纯氧化物陶瓷好，热稳定性、抗氧化性和抗热振性与纯氧化物陶瓷相比也有所改善。

碳化物基金属陶瓷：此类陶瓷硬度很高，耐磨性优良，强度及韧性要明显高于氧化物基金属陶瓷。

如上所述，陶瓷材料的许多性能取决于它的化学矿物组成。除化学组成外，陶瓷材料的显微组织与陶瓷材料的性能也有密切的关系。陶瓷材料中除了晶体相外，还有非晶体的玻璃相和气相，它们对陶瓷材料的性能均起重要的作用。 晶体相：陶瓷材料由多种晶体组成，有主晶相、次晶相及第三晶相等。其中主晶相的性能往往标志着陶瓷的物理化学性能。

玻璃相：玻璃相的主要作用是：在瓷坯中起粘结作用，把分散的晶相粘结在一起，起填充气孔空隙作用，使瓷坯致密化，降低烧结温度，抑制晶粒长大等。玻璃相

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