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2025-05-25 10:36本頁面
【正文】 大小，制備出透明的氧化物陶瓷。陶瓷材料的介電損耗很小，可大量制造高頻、高溫下工作的器件。 陶瓷材料的性能特點 電學(xué)性能 陶瓷材料是良好的絕緣體。 陶瓷材料的熱膨脹系數(shù)小，這是由晶體結(jié)構(gòu)和化學(xué)鍵決定的。 陶瓷材料的性能特點 熱學(xué)性能 熔點 陶瓷材料由離子鍵和共價鍵結(jié)合，因此具有較高的熔點。 斷裂是裂紋形成和擴展的過程。 陶瓷材料的性能特點 力學(xué)性能 塑性與韌性 陶瓷材料的塑性和韌性較低，這是陶瓷最大的弱點。此外，陶瓷材料一般具有優(yōu)于金屬材 料的高溫強度，高溫抗蠕變能力強，且有很高的 抗氧化性。 陶瓷材料的強度也受晶粒大小的影響。 陶瓷材料的性能特點 力學(xué)性能 強度 強度 陶瓷材料的強度取決于鍵的結(jié)合力，理論強度很 高。剛度是由彈性模量衡量的，而 彈性模量又反映其化學(xué)鍵的鍵能。陶瓷 硬度高的原因是離子晶體中離子堆積密度大、 以及共價晶體中電子云的重疊程度高引起的。對金屬材料來說， 晶界阻礙位錯的運動，從而強化了材料；而對陶瓷材料來說， 利用晶界兩側(cè)晶粒取向的不同來阻止裂紋的擴展，提高強度。 我們知道晶粒細化可以提高材料的強度。 陶瓷材料的物質(zhì)結(jié)構(gòu) 陶瓷材料的晶體缺陷 面缺陷 陶瓷材料一般是多晶材料。這兩種結(jié)合鍵造成位錯 錯的可動性降低。陶瓷材料中位 錯密度很低。 陶瓷材料的物質(zhì)結(jié)構(gòu) 陶瓷材料的晶體缺陷 線缺陷 位錯是陶瓷材料晶體中存在線缺陷。陶瓷材料的很多性質(zhì)如導(dǎo)電性與點缺陷有 直接關(guān)系。它降低材料的強度，是造 成裂紋的根源。這些空隙可由玻璃 相來填充，還有少部分殘留下來形成氣孔。 玻璃相對陶瓷強度、介電常數(shù)、耐熱性能是不利的。 陶瓷材料的物質(zhì)結(jié)構(gòu) 陶瓷材料的相組成 玻璃相 玻璃相是陶瓷材料中原子不規(guī)則排列的組成部分，其結(jié)構(gòu) 類似于玻璃。 陶瓷中晶體相主要有含氧酸鹽（硅酸鹽、鈦酸鹽等）、氧化物（ MgO、 Al2O3）、非氧化物（ SiC， Si3N4）等。 陶瓷材料的物質(zhì)結(jié)構(gòu) 陶瓷材料的相組成 晶體相 晶體相是陶瓷材料最主要的組成相，主要是某些固溶體 或化合物，其結(jié)構(gòu)、形態(tài)、數(shù)量及分布決定了陶瓷材料 的特性和應(yīng)用。但它脆性大，無延展性，熱膨脹系數(shù)小，固態(tài)、熔融態(tài)時都絕緣。共價晶體具有方向性和 飽和性，因而共價鍵晶體的原子堆積密度較低。金屬氧化物晶體主要 以離子鍵結(jié)合，一般為透明體。它具有強度高、硬度高、熔點高、 等特點。 一般為脆性材料 傳統(tǒng)陶瓷 無機非金屬材料的種類 陶瓷 水泥 玻璃 特種陶瓷 結(jié)構(gòu)陶瓷 功能陶瓷 陶瓷材料的物質(zhì)結(jié)構(gòu) 陶瓷材料的結(jié)合鍵 陶瓷材料的組成相的結(jié)合鍵為離子鍵（ MgO、 Al2O3）、 共價鍵（金剛石、 Si3N4）以及離子鍵與共價鍵的混合鍵 以離子鍵結(jié)合的晶體稱為離子晶體。第四章：無機非金屬材料 結(jié)構(gòu)陶瓷材料 功能陶瓷材料 傳統(tǒng)日用、建筑材料 本章主要內(nèi)容 無機非金屬材料概論 什么是無機非金屬材料？ 金屬材料和有機高分子材料以外的固體材料通稱 為無機非金屬材料。 主要特性： 熔點高、硬度高、化學(xué)穩(wěn)定性好、耐高溫、耐腐蝕、 耐磨損、耐氧化、彈性模量大、強度高。離子晶體在陶瓷材料 中占有很重要的地位。但這樣的晶體脆性大，無延展性，熱膨脹系數(shù)小， 固態(tài)時絕緣，但熔融態(tài)可導(dǎo)電等特點。 陶瓷材料的物質(zhì)結(jié)構(gòu) 陶瓷材料的結(jié)合鍵 以共價鍵結(jié)合的晶體稱為共價晶體。共價鍵晶體 具有強度高、硬度高、熔點高、結(jié)構(gòu)穩(wěn)定等特點。 最硬的金剛石、 SiC、 Si3N BN等材料都屬于共價晶體。晶體相又分為主晶相、次晶相和第三相。 硅氧四面體是硅酸鹽陶瓷中最基本的結(jié)構(gòu)單元。 玻璃相的作用是：熔點低，將分散的晶體相粘結(jié)起來，填 填充晶體之間的空隙，提高材料的致密度；降低燒成溫度， 加快燒結(jié)過程；阻止晶體轉(zhuǎn)變、抑止晶粒長大。 陶瓷材料的物質(zhì)結(jié)構(gòu) 陶瓷材料的相組成 氣相（氣孔） 陶瓷中氣孔主要是坯體各成分在加熱過程中單獨或互相 發(fā)生物理、化學(xué)作用所生成的空隙。 氣孔對陶瓷的性能是不利的。 陶瓷材料的物質(zhì)結(jié)構(gòu) 陶瓷材料的晶體缺陷 點缺陷 陶瓷材料晶體中存在的置換原子、間隙原子和空位等缺陷 稱之為點缺陷。此外，陶瓷材料的燒結(jié)、擴散等物理化學(xué)過程 也與點缺陷有關(guān)。陶瓷材料中位錯形成 所需要的能量較大，因此，不易形成位錯。 陶瓷材料主要是離子鍵和共價鍵。當位錯滑移時，離子鍵中同號離子相斥， 導(dǎo)致離子鍵斷裂；而共價鍵的方向性和飽和性，具有確定 的鍵長和鍵角，位錯的滑移也會導(dǎo)致共價鍵的破斷。多晶材料中存在的晶界和亞晶界 就是陶瓷材料中的面缺陷。晶界對金屬材料和 陶瓷材料強度的提高作用機理是不同的。 陶瓷材料的性能特點 力學(xué)性能 硬度
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