陶瓷材料增韌課件

第二節(jié)陶瓷材料的制備和增韌一、塊狀陶瓷材料的生產(chǎn)原料制備、坯料成型、燒結(jié)（一）1化學(xué)方法：化學(xué)氧化法、溶膠-凝膠法

2電化學(xué)方法：陽極氧化法、電泳沉積法、電鍍法（二）氣相法（三）固相法二、陶瓷材料的贈(zèng)韌1.

陶瓷的增韌機(jī)理陶瓷的增韌機(jī)理雖然很多，大致可分為5種：1）微裂紋增韌：殘余應(yīng)變場(chǎng)與裂紋在分散相周圍發(fā)生反應(yīng)，使主裂紋尖端產(chǎn)生微裂紋。2）相變?cè)鲰g：由分散相的相變產(chǎn)生應(yīng)力場(chǎng)來阻止裂紋的擴(kuò)展。3）裂紋擴(kuò)展受阻：裂紋尖端的韌性分散相發(fā)生塑性變形，使裂紋進(jìn)一步的擴(kuò)展受阻或裂尖鈍化。4）裂紋偏轉(zhuǎn)：由于分散相和基體之間產(chǎn)生應(yīng)力場(chǎng)，從而使裂紋沿分散相發(fā)生偏轉(zhuǎn)。5）縣委（晶須）拔出：基體/纖維界面脫膠或纖維拔出2．基體材料的選擇

要求基體材料有較高的耐高溫性能，與纖維（或晶須）增強(qiáng)體有良好的界面相容性，同時(shí)應(yīng)考慮到復(fù)合材料制造的工藝性能。可選擇的基體材料有玻璃、氧化物陶瓷和非氧化物陶瓷材料。

玻璃基復(fù)合材料的優(yōu)點(diǎn)是易于制作（燃燒過程中通過基體低熔點(diǎn)的粘性流動(dòng)形成致密化），增韌效果好；缺點(diǎn)是玻璃相容容易產(chǎn)生高溫蠕變，同時(shí)玻璃相還易向晶態(tài)轉(zhuǎn)化而發(fā)生析晶，使性能下降，使用溫度也受到限制。

氧化物陶瓷主要有MgO、Al2O3、SiO2、ZrO2和莫來石等，但它們均不宜用于高應(yīng)力和高溫環(huán)境。

非氧化物陶瓷等具有較高的強(qiáng)度、模量和抗熱震動(dòng)性及優(yōu)異的高溫力學(xué)性能，與金屬材料相比，這類陶瓷材料還有密度較低等特點(diǎn)。第三節(jié)陶瓷材料的結(jié)構(gòu)與性能一、陶瓷材料的組織結(jié)構(gòu)1結(jié)晶相2玻璃相3氣相二、陶瓷材料的性能特點(diǎn)性能

力學(xué)性能——

剛性、硬度、脆性大，抗壓強(qiáng)度大，抗拉強(qiáng)度、塑韌性低。熔點(diǎn)高、高溫下不易氧化，但不耐溫度的急劇變化。耐蝕性、絕緣性好。第四節(jié)常用陶瓷材料簡(jiǎn)介普通陶瓷——

日用，建筑衛(wèi)生，電器（絕緣），化工等用途。特種陶瓷——

氧化鋁陶瓷、氮化硅陶瓷、碳化硅陶瓷、氮化硼陶瓷、氧化物陶瓷等，用于電容器，壓電，磁性，電光，高溫零件等。功能陶瓷

功能陶瓷：

鐵電陶瓷

有些陶瓷的晶粒排列是不規(guī)則的，但在外電場(chǎng)作用下，不同取向的電疇開始轉(zhuǎn)向電場(chǎng)方向，材料出現(xiàn)自發(fā)極化，在電場(chǎng)方向呈顯一定電場(chǎng)強(qiáng)度，這類陶瓷稱為鐵電陶瓷，廣泛應(yīng)用的鐵電材料有鈦酸鋇、鈦酸鉛、鋯酸鋁等。鐵電陶瓷應(yīng)用最多的是鐵電陶瓷電容器，還可用于制造壓電元件、熱釋電元件、電光元件、電熱器件等。

氧化鋯固體電解質(zhì)陶瓷ZrO2中加入CaO、Y2O3等后，提供了氧離子擴(kuò)散的通道，所以為氧離子導(dǎo)體。氧化鋯固體電解質(zhì)陶瓷主要用于氧敏傳感器和高溫燃料電池的固體電解質(zhì)。

生物陶瓷

氧化鋁陶瓷和氧化鋯陶瓷與生物肌體有較好的相容性，耐腐蝕性和耐磨性能都較好，因此常用于生物體中承受載荷部位的矯形整修，如人造骨骼等。

導(dǎo)電性介于導(dǎo)電和絕緣介質(zhì)之間的陶瓷材料。主要有鈦酸鋇陶瓷，具有正電阻溫度系數(shù)，應(yīng)用非常廣泛。如用于電動(dòng)