【文章內(nèi)容簡介】 常溫下為單斜晶系， g/cm3；在約1170℃以上轉(zhuǎn)化為四方晶系， g/ cm3；更高溫度下轉(zhuǎn)變?yōu)榱⒎骄担?g /cm3，這種轉(zhuǎn)變是可逆的，且單斜相與四方相之間的轉(zhuǎn)變伴隨有7％左右的體積變化。加熱時(shí)由單斜ZrO2 轉(zhuǎn)變?yōu)樗姆絑rO2，體積收縮，冷卻時(shí)由四方ZrO2轉(zhuǎn)變?yōu)閱涡盳rO2，體積膨脹。但這種收縮與膨脹并不發(fā)生在同一溫度，前者約在1200℃，后者約在1000℃，伴隨著晶型轉(zhuǎn)變，有熱效應(yīng)產(chǎn)生。1170℃，收縮 2370℃ 2715℃單斜相 四方相 立方相 液相 1000℃，膨脹2簡述碳化硅原料的晶型及物理性能； SiC為共價(jià)鍵化合物，屬金剛石型結(jié)構(gòu)，有多種變體。最常見的SiC晶型有αSiC、6HSiC、15RSiC、4HSiC和βSiC型。H和R代表六方或斜方六面型式，H和R之前的數(shù)字表示沿c軸重復(fù)周期的層數(shù)。由于所含雜質(zhì)不同，SiC有綠色、灰色和墨綠色等幾種。 SiC 具有穩(wěn)定的晶體結(jié)構(gòu)和化學(xué)特性，沒有熔點(diǎn)，以及非常高的硬度、高的導(dǎo)熱性、負(fù)的溫度系數(shù)和較小的熱膨脹系數(shù)等性能。2簡述氮化硅原料的晶型及物理性能。 氮化硅（Si3N4）是共價(jià)鍵化合物，它有兩種晶型，即αSi3N4（顆粒狀晶體）和βSi3N4（長柱狀或針狀晶體），兩者均屬六方晶系。 在常壓下，Si3N4沒有熔點(diǎn)，而是于1870℃左右直接分解。106/K，它的導(dǎo)熱系數(shù)大， W/(mK)，同時(shí)具有高強(qiáng)度，因此其抗熱震性十分優(yōu)良，熱疲勞性能也很好。1014 Ωcm，900℃106 Ωcm，~ 。Si3N4的化學(xué)穩(wěn)定性很好，除不耐氫氟酸和濃NaOH侵蝕外，能耐所有的無機(jī)酸和某些堿液、熔融堿和鹽的腐蝕。氮化硅具有優(yōu)良的抗氧化性能，抗氧化溫度可高達(dá)1400℃，在1400℃以下的干燥氧化氣氛中保持穩(wěn)定，使用溫度一般可達(dá)1300℃，而在中性或還原氣氛中甚至可成功地應(yīng)用到1800℃，在200℃的潮濕空氣或800℃干燥空氣中，氮化硅與氧反應(yīng)形成SiO2的表面保護(hù)膜，阻礙Si3N4的繼續(xù)氧化。 第二章、粉體的制備與合成解釋什么是粉體顆粒、一次顆粒、二次顆粒、團(tuán)聚？解釋團(tuán)聚的原因。粉體顆粒：指在物質(zhì)的結(jié)構(gòu)不發(fā)生改變的情況下，分散或細(xì)化得到的固態(tài)基本顆粒。 一次顆粒：指沒有堆積、絮聯(lián)等結(jié)構(gòu)的最小單元的顆粒。 二次顆粒：指存在有在一定程度上團(tuán)聚了的顆粒。 團(tuán)聚：一次顆粒之間由于各種力的作用而聚集在一起稱為二次顆粒的現(xiàn)象。團(tuán)聚的原因：（1）分子間的范德華引力；（2）顆粒間的靜電引力；（3）吸附水分產(chǎn)生的毛細(xì)管力；（4）顆粒間的磁引力；（5）顆粒表面不平滑引起的機(jī)械糾纏力。粉體顆粒粒度的表示方法有哪些？并加以說明。 粒度：顆粒在空間范圍所占大小的線性尺寸。 粒度的表示方法：體積直徑，Stoke’s直徑等。體積直徑：某種顆粒所具有的體積用同樣體積的球來與之相當(dāng)，這種球的直徑，就代表該顆粒的大小，即體積直徑。斯托克斯徑：也稱為等沉降速度相當(dāng)徑，斯托克斯假設(shè)：當(dāng)速度達(dá)到極限值時(shí)，在無限大范圍的粘性流體中沉降的球體顆粒的阻力，完全由流體的粘滯力所致。這時(shí)可用下式表示沉降速度與球徑的關(guān)系：由此式確定的顆粒直徑即為斯托克斯直徑。粉體顆粒粒度分布的表示方法有哪些？并加以說明。粒度分布：分為頻率分布和累積分布，常見的表達(dá)形式有粒度分布曲線、平均粒徑、標(biāo)準(zhǔn)偏差、分布寬度等。 頻率分布：表示與各個(gè)粒徑相對(duì)應(yīng)的粒子占全部顆粒的百分含量。 累積分布：表示小于或大于某一粒徑的粒子占全部顆粒的百分含量，累積分布是頻率分布的積分形式。 粒度分布曲線：包括累積分布曲線和頻率分布曲線。頻率分布曲線 累積分布曲線 粉體顆粒粒度測定分析的方法有哪些？并說明原理。(1) 篩分:按照開口直徑逐漸降低的順序?qū)⒁幌盗泻Y網(wǎng)安裝在一起，一次操作即可將不同粒度范圍的顆粒及其所占的體積或重量百分比的測定完成。適合用于大于37 um的顆粒的表征和分級(jí)。(2) 沉降法:沉降法測定顆粒尺寸是以Stoke’s方程為基礎(chǔ)的。該方程表達(dá)了—球形顆粒在層流狀態(tài)的流體中，自由下降速度與顆粒尺寸的關(guān)系。所測得的尺寸為等當(dāng)stokeˊs直徑。沉降法測定顆粒尺寸分布有增值法和累計(jì)法兩種。依靠重力沉降的方法，一般只能測定＞100 nm的顆粒尺寸，因此在用沉降法測定納米粉體的顆粒時(shí)，需借助于離心沉降法。(3) 感應(yīng)區(qū)法:感應(yīng)區(qū)法分兩種：電阻變化法和光學(xué)方法。電阻變化法用于快速測定電解質(zhì)溶液里顆粒或液滴的粒度， um；光學(xué)原理測量顆粒的粒度， um。(4) 吸附方法 :可以采用低溫氣體吸附和溶液吸附方法進(jìn)行粒度測定。它得到的是粉體的總的表面積，可以根據(jù)粉體的總表面積來計(jì)算平均顆粒尺寸(假定顆粒的形狀和氣孔數(shù))。(5) X射線小角度散射法:小角度X射線是指X射線衍射中倒易點(diǎn)陣原點(diǎn)附近的相干散射現(xiàn)象。散射角ε大約為十分之幾度到幾度的數(shù)量級(jí)?？蓽y的顆粒尺寸為幾納米到幾十納米。(6) X射線衍射線線寬法:X射線衍射線線寬法測定的是微細(xì)晶粒尺寸。同時(shí)，這種方法不僅可用于分散顆粒的測定，也可用于晶粒極細(xì)的納米陶瓷的晶粒大小的測定。衍射線寬度與晶粒度的關(guān)系可由謝樂公式表示，謝樂公式的適用范圍是微晶的尺寸在1－100nm之間。(7) 光學(xué)顯微鏡法:可以將顯微鏡下的微區(qū)照片按一定比例放大來測量顆粒尺寸；也可以將圖象傳輸?shù)揭粋€(gè)圖象處理系統(tǒng)進(jìn)行半自動(dòng)或全自動(dòng)統(tǒng)計(jì)計(jì)數(shù)。 um。 (8) 透射電子顯微鏡(TEM):需做成薄片（500nm）或加工成100nm寬的條帶，其分辨率大約為3nm。 (9) 掃描電子顯微鏡(SEM):其分辨率大約為10nm。 粉體顆粒的化學(xué)表征方法有哪些？粉體化學(xué)成分確定:(1) 分析化學(xué)方法；(2) X射線熒光技術(shù) (XRF)；(3) 質(zhì)譜 (MS)；(4) 中子激活分析(neutron activation analysis)；(5) 電子微探針 (EPMA)；(6) 離子微探針 (IPMA)；探針技術(shù)在樣品內(nèi)的穿透深度大約是1 mm。表面化學(xué)成分：(1)X射線質(zhì)子發(fā)射譜 (XPS)或化學(xué)分析電子譜(ESCA)；(2)俄歇電子譜 (AES)；(3)二次離子質(zhì)譜 (SIMS)；(4)掃描俄歇電子顯微鏡 (SAM)；表面分析要求電子束或離子束在樣品內(nèi)的傳統(tǒng)深度小于200nm。粉體顆粒晶態(tài)的表征：(1)X射線衍射法(XRD)：基本原理是利用X射線在晶體中的衍射現(xiàn)象必須滿足布拉格(Bragg)公式： nλ=2dsinθ 具體的X射線衍射方法有勞厄法、轉(zhuǎn)晶法、粉末法、衍射儀法等，其中常用于納米陶瓷的方法為粉末法和衍射儀法。(2)電子衍射法(E1ectron Diffraction) 電子衍射法與X射線法原理相同，遵循勞厄方程或布拉格方程所規(guī)定的衍射條件和幾何關(guān)系。電子衍射法包括以下幾種：選區(qū)電子衍射、微束電于衍射、高分辨電子衍射、高分散性電子衍射、會(huì)聚束電子衍射等。粉碎的定義及分類，并加以說明。粉碎：用機(jī)械的方法使固體物質(zhì)由大塊碎解為小塊或細(xì)粉的操作過程的統(tǒng)稱。粉碎的分類：破碎（粗碎、中碎、細(xì)碎）和粉磨（粗磨、細(xì)磨、超細(xì)磨）。破碎：固體由大塊破裂成小塊的操作稱為破碎。粉磨：固體由小塊碎裂為細(xì)粉的操作稱為粉磨。 常用的粉碎方法有哪些？畫出三種粉碎流程圖。常用的粉碎方法：壓碎、擊碎、磨碎、劈碎、剪碎。機(jī)械法制粉的主要方法有哪些？并說明原理。機(jī)械法制粉的主要方法:機(jī)械沖擊式粉碎（破碎）（鄂式破碎機(jī)、圓錐破碎機(jī)、錘式破碎機(jī)、反擊式破碎機(jī)、輪碾機(jī)）；球磨粉碎；行星式研磨；振動(dòng)粉碎；行星式振動(dòng)粉碎；雷蒙磨粉碎；氣流粉碎；攪拌磨粉碎；膠體磨粉碎；高能球磨粉碎。影響球磨機(jī)粉碎效率的主要因素有哪些？（1）球磨機(jī)的轉(zhuǎn)速；（2）研磨體的比重、大小及形狀；（3）球磨方式（球磨方式有濕法和干法兩種）；（4）料、球、水的比例；（5）裝料方式；（6）球磨機(jī)直徑；（7）球磨機(jī)內(nèi)襯的材質(zhì)?；瘜W(xué)法合成粉體的主要方法有哪些？并說明原理。化學(xué)法合成粉體的主要方法：固相法（熱分解反應(yīng)法、化合反應(yīng)法、氧化還原法）；液相法（沉淀法：直接沉淀法、均勻沉淀法、共沉淀法；醇鹽水解法；溶膠－凝膠法；溶劑蒸發(fā)法：冰凍干燥法、噴霧干燥法、噴霧熱解法）；氣相法（蒸發(fā)凝聚法、氣相化學(xué)反應(yīng)法）。1畫出醇鹽水解法制備超微粉體的工藝流程圖。第三章、坯體和釉料的配料計(jì)算坯料組成的表示方法有哪些？并解釋。坯料組成的表示方法：（1）配料比表示法 ：屬最常見方法，直接列出每種原料的百分比。優(yōu)點(diǎn)：具體反映原料的名稱和數(shù)量，便于直接進(jìn)行生產(chǎn)和試驗(yàn)。 缺點(diǎn)：各工廠所用及各地所產(chǎn)原料成分和性質(zhì)不相同；或即使是同種原料，只要成分不同，配料比例也須作相應(yīng)變更；無法進(jìn)行相互比較和直接引用。（2）礦物組成（示性組成）表示法：把天然原料中所含的同類礦物含量合并在一起用粘土、石英、長石三種礦物的重量百分比表示坯體的組成。優(yōu)點(diǎn)：用此法進(jìn)行配料計(jì)算時(shí)比較方便。缺點(diǎn)：礦物種類很多，性質(zhì)有所差異。它們?cè)谂髁现械淖饔靡灿胁顒e。因此用此方法只能粗略的反映一些情況。 （3）化學(xué)組成表示法方法： 根據(jù)化學(xué)全分析的結(jié)果，用各種氧化物及灼燒減量的重量百分比反映坯和釉料的成分。優(yōu)點(diǎn)：利用這些數(shù)據(jù)可以初步判斷坯，釉的一些基本性質(zhì)；用原料的化學(xué)組成可以計(jì)算出符合既定組成的配方。缺點(diǎn)：原料和產(chǎn)品中這些氧化物不是單獨(dú)和孤立存在的，它們之間的關(guān)系和反應(yīng)情況比較復(fù)雜。因此此方法有局限性 。（4）實(shí)驗(yàn)公式(賽格式)表示法：以各種氧化物的摩爾數(shù)的比例來表示。先根據(jù)坯和釉的化學(xué)組成計(jì)算出各氧化物的分子式；再按照堿性氧化物、中性氧化物和酸性氧化物的順序列出它們的分子數(shù)。這種表示法稱為坯式或釉式。坯料的實(shí)驗(yàn)式中取中性氧化物的摩爾數(shù)為之和c為１。 釉料的實(shí)驗(yàn)式中取堿性氧化物的摩爾數(shù)為之和a+b為１（5）分子式表示法：用分子式表示其組成。電子工業(yè)用的陶瓷常用。說明主要氧化物在坯料中的作用。SiO2 ：主要由石英引入，也可由粘土，長石引入。是成瓷的主要成分。部分 SiO2與Al2O3在高溫下生成莫來石；部分SiO2以殘余石英形式存在，這是構(gòu)成瓷體的骨架，提供瓷體的機(jī)械強(qiáng)度；部分SiO2與堿性氧化物在高溫下形成玻璃體，使坯體呈半透明性。注意： SiO2含量高，熱穩(wěn)定性差，易于炸裂。工藝過程不易控制。Al2O3 ：主要由粘土，長石引入，成瓷的主要成分。一部分存在于莫來石晶體中，另一部分熔于熔體中以玻璃相存在。 相對(duì)提高Al2O3含量，可提高白度，熱穩(wěn)定性，化學(xué)穩(wěn)定性和機(jī)械強(qiáng)度。藝過程： Al2O3含量高，燒成溫度高； Al2O3含量低，燒成時(shí)易變形。K2O 、Na2O ：主要由長石（瓷土）引入。與Al2O3　 SiO2形成玻璃相。助熔作用， K2O 、 Na2O含量過高（５％），急劇降低燒成溫度， 熱穩(wěn)定性大大降低，一般控制含量在５％以下?？商岣甙锥取：喪鲋贫ㄅ髁吓浞降闹饕瓌t。（1）產(chǎn)品的物理化學(xué)性質(zhì)以及使用性能要求是考慮坯料組成的主要依據(jù)；如日用瓷要求產(chǎn)品有一定的白度和透明度，釉面光澤要好。而電瓷要有較高的力學(xué)強(qiáng)度和電氣絕緣性。釉面磚則應(yīng)規(guī)格一致，釉面光滑平整并有一定的吸水率等。因此在設(shè)計(jì)配方時(shí)，一定要考慮各類陶瓷材料的基本性能要求。（2）在擬定配方時(shí)可采用一些工廠或研究單位積累的經(jīng)驗(yàn)和數(shù)據(jù)，這樣可節(jié)省時(shí)間，有助于提高效率。例如各類陶瓷材料和產(chǎn)品都有自己的經(jīng)驗(yàn)組成范圍。前人還總結(jié)了原料對(duì)坯料性質(zhì)的影響關(guān)系，無論是定性的說明或定量的數(shù)據(jù)都值得參考。由于原料性質(zhì)的差異和生產(chǎn)條件的不同，則不應(yīng)機(jī)械地搬用。（3）了解各種原料對(duì)產(chǎn)品性質(zhì)的影響是配料的基礎(chǔ)。陶瓷是多組分材料，每種坯料中都含有多種原料，有的原料構(gòu)成產(chǎn)品的主晶相，有的是玻璃相的主要來源，還有少量的添加物可以調(diào)節(jié)產(chǎn)品的性質(zhì)。采用多種原料的配方有利于控制產(chǎn)品的性能，制造穩(wěn)定的材料。（4）配方應(yīng)滿足生產(chǎn)工藝的要求。具體來說，坯料應(yīng)能適應(yīng)成形、干燥與燒成的要求。坯料要求組成和性能穩(wěn)定，要求成形性能、干燥性能（干坯強(qiáng)度、干燥收縮）和燒成性能（燒結(jié)溫度、燒結(jié)溫度范圍等）要好。(5)采用的原料希望來源豐富、性能穩(wěn)定、運(yùn)輸方便、價(jià)格低廉，還應(yīng)強(qiáng)調(diào)就地取材、量材使用、物盡其用。這些都是生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)、低成本產(chǎn)品的基本條件。 簡述確定配方的步驟。(1)了解所用的原料的化學(xué)組成、礦物組成、顆粒組成、物理性質(zhì)以及工藝性能； (2)了解產(chǎn)品的質(zhì)量要求，性能要求； (3)進(jìn)行配料計(jì)算； (4)對(duì)配方進(jìn)行實(shí)驗(yàn)（實(shí)驗(yàn)室階段，中試階段，半工業(yè)化生產(chǎn)，大批量生產(chǎn)）； (5)據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果確定配方。某瓷胎實(shí)驗(yàn)式為： K2O Na2O Al2O3 CaO Fe2O3 MgO 試計(jì)算瓷胎的化學(xué)組成。（1）計(jì)算各氧化物的質(zhì)量及總和；（2）計(jì)算各氧化物所占質(zhì)量百分?jǐn)?shù)（即各氧化物化學(xué)組成）。某廠坯料的重量百分比與原料的化學(xué)組成如下，求坯料實(shí)驗(yàn)式。 界牌泥 65％ 、長石 28% 、石英 7％。 各原料的化學(xué)組成如下：原料名稱 SiO2 Al2O3 Fe2O3 CaO MgO KNaO IL 總計(jì)界牌泥 長石 石英 － （1）將原料換算為不含燒失量的百分組成，列表計(jì)算結(jié)果； （2）計(jì)算各原料中氧化物的含量，同種氧化物相加計(jì)算出氧化物含量，并轉(zhuǎn)化為摩爾數(shù)。 （3）計(jì)算各氧化物的摩爾數(shù)值：各氧化物摩爾數(shù)除以中性氧化物摩爾數(shù)的總和，得到一套以中性氧化物為1 的各氧化物的數(shù)值。（4）將