陶瓷材料的分類?
?隨著生產(chǎn)與科學(xué)技術(shù)的發(fā)展.陶瓷材料及產(chǎn)品種類日益增多.為了便于掌握各種材例或產(chǎn)品的特征,通常以不同的角度加以分類。 1.按化學(xué)成分分類 (1)氧化物陶瓷。氧化物陶瓷種類繁多,在陶瓷家族中占有非常重要的地位。*常用的氧化物陶瓷是用Al2O3、SiO2、MgO、ZrO3、CeO2,CaO.Cr2O3及莫萊石(3Al2O3.2SiO4)和尖晶石(MgAl2O3)等。陶瓷中的Al2O3和SiO2相當(dāng)于金屬材料中的鋼鐵和鋁合金一樣被廣泛應(yīng)用,表11.1中列出了一些氧化物陶瓷.硅酸鹽亦屬氧化物系列。如ZrsiO4。Call已等,還有復(fù)合氧化物如BaT嗎、CgyiO;等亦屬此類。 ???
(2)碳化物陶瓷。碳化物陶瓷~般具有比氧化物更高的熔點(diǎn)。*常用的是SIC、SC,鳳C.TIC等。碳化物陶瓷在制備過(guò)程中應(yīng)有氣氛保護(hù)。
(3)氨化物陶瓷。氯化物中應(yīng)用*廣泛的是a幾,它具有優(yōu)良的綜合力學(xué)性能和耐高溫性能。另外,TZN、BN、AI問(wèn)籌氮化物陶瓷的應(yīng)用也日趨廣泛。*近剛剛出現(xiàn)的C3N4,可望其性能超過(guò)Si3O4。
(4)四化物陶瓷。硼化物陶瓷的應(yīng)用并不很廣泛,主要是作為深加劑或第二相加入其它陶瓷基體中,以達(dá)到改善性能的目的。常用的有Ti已、Zr&等。
2.按性能和用途分類
(1)結(jié)構(gòu)陶瓷。結(jié)構(gòu)陶瓷作為結(jié)構(gòu)材料用來(lái)制造結(jié)構(gòu)零部件.主要使用其力學(xué)性能。加強(qiáng)度、韌性、硬度、模量、耐磨性、耐高溫性能(高溫強(qiáng)度、抗熱震性、耐燒蝕性)等。上面講到的核化學(xué)成分分類的四種陶瓷大多數(shù)均為結(jié)構(gòu)陶瓷。如 AjZQ石.3N4、Z戲都是力學(xué)性能優(yōu)越的代表性結(jié)構(gòu)陶瓷材料。
(2)功能陶瓷。功能陶瓷作為功能材料用來(lái)制造功能器件,主要使用其物理性隊(duì)如電磁性能、熱性能、光性能、生物性能等。例如鐵氧體.鐵電陶瓷主要使用其電磁性能.用來(lái)制造電磁元件,介電陶瓷用來(lái)制造電容器,壓電陶瓷用來(lái)制作位移或壓力傳感器.固體電解質(zhì)陶瓷利用其離子傳身特性可以制作氧探測(cè)器.生物陶瓷用來(lái)制造人工骨骼和人工牙齒等。超導(dǎo)材料和光導(dǎo)纖維也屬于功能陶瓷的范疇。
值得提出的是,上述分類也是相對(duì)的.而不是**的,結(jié)構(gòu)陶瓷和功能陶瓷有時(shí)并無(wú)嚴(yán)格界限,對(duì)于某些陶瓷材林二者兼而有之。加壓電陶瓷。雖然可將它劃分為功能陶瓷之列,但對(duì)其力學(xué)性能,如杭區(qū)強(qiáng)度、韌性、硬度、彈性模量亦有一定的要求。首先必須有足夠的強(qiáng)度,在承受E力時(shí)不致破壞,才能實(shí)現(xiàn)共壓電特性。另外如高溫結(jié)構(gòu)陶瓷或航天器防熱部件用抗熱震耐燒依陶瓷,雖屬結(jié)構(gòu)陶瓷之列.但抗熱展性不但決定于它本身的強(qiáng)度、韌性、模量,而且導(dǎo)熱系數(shù)、熱膨脹系數(shù)也與力學(xué)性能一樣,對(duì)抗熱震性有著十分重要的影響。耐腐蝕性是化工陶瓷(如耐酸泵)的重要性能,但要求必須具有~定的力學(xué)性能,才能滿足承我要求。超導(dǎo)材料就是因?yàn)橹源?,做成?dǎo)線困難.因而目前尚不能進(jìn)入實(shí)際應(yīng)用階段。綜上所述,不論是結(jié)構(gòu)陶瓷還是功能陶瓷,力學(xué)性能是陶瓷材料的*基本性能.只不過(guò)是不同用途對(duì)力學(xué)性能要求的高低不同而已。
本章討論的對(duì)象主要是結(jié)構(gòu)陶瓷。