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特种陶瓷复习

绪论

传统陶瓷：即普通陶瓷，主要包括日用器皿、建筑材料等。指以粘土为主要原料与其他矿物原料经粉碎，混练，成型，烧成等工艺过程制成的各种制品。如陶器，炻器，瓷器。

特种陶瓷：是一类“采用高度精选的原料，具有能精确控制的化学组成，按照便于控制的制造技术加工的，便于进行结构设计的，具有优异特性的陶瓷”。

传统陶瓷与特种陶瓷的区别：

1、什么是特种陶瓷？特种陶瓷有哪些主要类别？请分别列举1-2种，并简述其应用。

2、简述传统陶瓷与特种陶瓷的主要区别有哪些？

3、请根据特种陶瓷发展的特点，简述其发展方向。

第一章特种陶瓷粉体制备及其性能表征

理想粉体的要求：形状规则一致、粒径均匀且细小、不团聚结块、纯度高、相易控制

特种陶瓷粉体特性：1、化学组成精确:最基本的要求，直接决定产品的晶相结构，最终决定其性能2、化学组成均匀性好：匀将导致化学组成的局部偏离，进而产生局部晶相的偏析和显不均微结构的差异，从而造成性能下降，重复性与一致性变差。3、纯度要高：杂质将严重影响粉体的工艺性能和产品物理性能。原材料选择、制备加工过程4、球形颗粒：球形颗粒粉体的流动性好，颗粒堆积密度高（理论值为74%），气孔分布均匀，从而在成型和烧结时可对晶粒生长和气孔的排除与分布进行有效的控制，以获得结构均匀、性能优良、一致性好的产品。（球形）5、适合的颗粒大小：颗粒小、表面活性大。活性大，降低烧结温度。易团聚，成型、烧结缺陷。（不规则）6、尺寸均匀单一：尺寸差异大，造成烧结活性的差异，容易造成烧结后产品内部的结构不一致，产生异常的粗晶粒

7、分散好无团聚：理想的粉体是由一次颗粒组成的。一次颗粒：是指粉体中最基本的颗粒。二次颗粒：由一次颗粒因静电力、分子引力、表面张力等的作用聚集形成。

团聚：硬团聚和软团聚

特种陶瓷颗粒的要求：1、化学组成精确2、化学组成均匀性好3、纯度高4、适当小的颗粒尺寸5、球状颗粒且尺寸均匀单一6、分散性好无团聚

粉体：粉体是大量固体粒子的集合，表示物质的一种存在状态，既不同于气体、液体，也不完全同于固体。所以许多学者认为，粉体是气、固、液三态之外的第四相。

粉体颗粒一般是指物质本质结构不发生变化的情况下分散或细化而得到的物质基本颗粒。粉体粒度测定方法：1、X射线小角度散射法2、X射线衍射线线宽法3、沉降法4、激光散射法5、比表面积法6、显微镜分析法

粉体性能：颗粒大小、颗粒分布、颗粒形态、表面能、填充性、烧结性

机械制粉法：捣磨法、切磨法、涡旋磨法、球磨法、气体喷射粉碎法、高能球磨法（后两个为制备细粉和纳米粉）

合成法：固相合成法（化合反应、分解反应、固溶反应、氧化还原反应、相变）

液相合成法（沉淀法、水热法、溶剂蒸发法）

气相合成法（蒸发-凝聚法（PVD）、气相化学反应法（CVD））

1.特种陶瓷所需的粉体应具备哪些基本要求？

2.试阐述特种粉体颗粒的要求（形态、大小、颗粒分布）及其主要原因。

3.平均粒径、中位径和众数直径的概念。

4.粉体的制备方法主要有哪些？其主要特点？

第二章特种陶瓷成型工艺

配料的计算：P43-45

Pb0.95Sr0.05(Zr0.54Ti0.46)O3：可以看成PbTiO3中有54%的Ti被Zr取代，有5%的Pb被Sr取代；称量计算时以金属原子的mol数计算，如1mol 的Pb3O4有3mol的Pb2+ ，需要0.95/3mol的Pb3O4 制备1mol的Pb0.95Sr0.05(Zr0.54Ti0.46)O3 ；物质的重量=该物质的mol数*该物质的分子量/该物质的纯度；称量前对试剂干燥等

成型：将粉末制成要求形状的半成品。

压力成型方法：干压成型、冷等静压成型、干袋式等静压成型

（1）配制料方(Ba0.95Ca0.05)TiO3，采用BaCO3、CaCO3、TiO2原料进行配料，计算出各个原料的质量百分比。

（2）试说明干压成型与等静压成型的特点及其各优缺点。

（3）试说明塑化机理。

第三章特种陶瓷烧结工艺

烧结：一种或多种固体粉末经过成型，在加热到一定温度后开始收缩，在低于熔点温度下变成致密、坚硬的烧结体，这种过程称为烧结。

烧成包括多种物理和化学变化，例如脱水、坯体内气体分解、多相反应和熔融、溶解、烧结等。烧成＞烧结

烧结与固相反应：相同点：两者都是在低于材料熔点或者熔融温度下进行，并且过程中始终至少有一相是固态的。不同点：固相反应必须至少有两相参加(A+B)，并发生化学反应，最后生成化合物(AB)。且AB的结构和性能不同于A和B。

烧结只有单组元或者多组元参加，但是组分并不发生化学反应。

从结晶化学观点看，烧结体的微观晶相组成都未发生改变。

烧结和熔点的关系

泰曼指出，纯物质的烧结温度TS与其溶点T如下近似关系：金属粉末T S≈（0.3-0.4）T M，无机盐类T S≈0.57T M，硅酸盐类T S≈（0.8-0.9）T M

烧结类型：固相烧结：?纯氧化物或化合物瓷料是在固相下烧结的。

?烧结过程主要决定于瓷料的表面能或晶粒的界面能。

?能量大的物质有降低其能量的趋向，在能量释放过程中，引起了物质的迁移。

?由于这一过程的进行，使得粉料总表面下降(烧结前后总表面可降低103数量级)、瓷坯内气孔排除、晶界减少并导致晶粒长大，产生所谓烧结。

液相烧结：在电子陶瓷的生产中，有时为了降低烧成温度，扩大烧结范围，反而要加进一些熔剂。

?成型时为了提高瓷料的塑性而加进去的粘土类矿物，在烧成时都能引起液相的生成。

1）烧结、烧成与固相反应的定义及其之间的区别；

2）影响烧结的因素有哪些？

1,原始粉料的粒度。2，外加剂的作用。3，烧结温度和保温时间。4，盐类的选择及其煅烧条件。5，气氛的影响。6，成型压力的影响。除此外，还有生坯内粉料的堆积程度，加热速度，保温时间，粉料的粒度分布等。

第四章特种陶瓷后续加工

特种陶瓷制品的后续加工包括冷加工，热加工，表面金属化和封接。

冷加工:在常温下，通过机械等方法改变特种陶瓷材料的外形和表面状态的过程，称为冷加工。

热加工：对陶瓷材料局部加热使其熔化、蒸发等来改变材料外观和表面状态的加工方法。表面金属化：非金属材料表面金属化是采用某种表面处理工艺，在非金属表面上形成一层金属层，从而达到耐磨、防腐、装饰的目的，赋予非金属材料一些新的使用性能。（由于陶瓷表面结构与金属表面结构不同，在封接金属与陶瓷时，焊料往往不能润湿陶瓷表面，也不能与之作用形成牢固的粘结，所以，需要先在陶瓷表面牢固的粘附一层金属薄膜，从而实现金属与陶瓷之间的封接。）非金属材料多是电和热的不良导体，在非金属材料表面金属化之前，往往需要首先使非金属材料表面变成导体，覆盖一层金属膜才有可能实现金属化

1）特种陶瓷为什么要进行后续加工？

2）冷加工和热加工的定义及其有哪些具体方法？

3）何为表面金属化？表面金属化的目的？

4）封接有哪些方法？试列举2种方法并简要进行解释。

第五章结构陶瓷

结构陶瓷：用于制造机械结构零件的陶瓷。结构陶瓷具有优越的强度、硬度、绝缘性、热传导、耐高温、耐氧化、耐腐蚀、耐磨耗、高温强度等特色。（在材料中，有一类叫结构材料主要制利用其强度、硬度韧性等机械性能制成的各种材料。金属作为结构材料，这类材料具有能经受高温、不怕氧化、耐酸碱腐蚀、硬度大、耐磨损、密度小等优点，作为高温结构材料，非常适合。）

功能陶瓷：对电、磁、光、热、化学、生物等现象或物理量有很强反应，或能使上述某些现象或量值发生相互转化的陶瓷材料。

按功能，陶瓷材料分为结构陶瓷和功能陶瓷两大类，结构陶瓷主要利用其力学及机械性能，通常指强度，塑性，韧性，蠕变，弹性，硬度，疲劳等。

结构陶瓷主要利用陶瓷的力学性能。力学性能包括强度，塑性，韧性，蠕变，弹性，硬度，疲劳。

陶瓷形变的特点：1）在极微小的应变下立即出现脆性断裂，伸长率和收缩率都几乎为零。---键合很强的离子键和共价键，有明显的方向性，因此滑移系很少。

2）压缩时的弹性模量大大高于拉伸时的弹性模量。---弹性模量E是指材料在外力作用下产生单位弹性变形所需要的应力。

陶瓷的脆性断裂：实际材料的强度只有理论强度的1/10~1/100。材料内部存在原始裂纹，当材料受力时，在裂纹尖端处产生应力集中，如果尖端处的应力超过材料的理论强度时，裂纹就迅速扩展，最后使材料断裂。

陶瓷材料的断裂韧性（KIC）：指材料阻止宏观裂纹失稳扩展能力的度量，也是材料抵抗脆性破坏的韧性参数。它和裂纹本身的大小、形状及外加应力大小无关。是材料固有的特性，只与材料本身、热处理及加工工艺有关。是应力强度因子的临界值。常用断裂前物体吸收的能量或外界对物体所作的功表示。例如应力-应变曲线下的面积。韧性材料因具有大的断裂伸长值，所以有较大的断裂韧性，而脆性材料一般断裂韧性较小。

从断裂力学观点出发，克服脆性和提高强度的关键是：提高材料的断裂能，便于提高抵抗裂纹扩展的能力；减小材料内部所含裂纹缺陷的尺寸，以减缓裂纹尖端的应力集中效应。

陶瓷的强韧化及其机理

增韧机理

相变增韧：利用ZrO2四方相转变成ZrO2单斜相的马氏体相变来实现增韧。

机理：（1）在裂尖相变引起的体积膨胀造成的应力本身就有闭合裂尖的作用。

（2）裂尖的断裂能量有一部分被用于诱发相变了。

（3）裂纹尖端区的膨胀受到周围基体材料的反作用，因此颗粒受到压应力，当裂尖扩展到颗粒上时，这种压应力对裂尖的扩展也有阻碍作用。

微裂纹增韧机理：当主裂纹扩展，越到小于临界尺寸的微裂纹时，主裂纹发生偏转、分叉，吸收断裂能，使材料在更高的荷载下才能断裂，这一机制被称为微裂纹增韧机制。

如果尺寸较小，总膨胀应变小，不足以使基体产生微裂纹，就会以残余应力的形式存在下来。

当主裂纹扩展遇到残余应力时，残余应力释放，阻碍主裂纹的进一步扩展，这一机制被称为残余应力增韧。

桥联增韧：多晶陶瓷中局部晶粒的桥联，延性颗粒和纤维（晶须）补强

氧化铝陶瓷的晶型结构：

用途：1）高强度高稳定性：装饰瓷、喷嘴、火箭导弹的引流罩

2）高硬度、高耐磨性：切削工具、模具、磨料、轴承、人造宝石

3熔点高，抗腐蚀：耐火材料、坩埚、炉管、热电偶保护套等

4）透明氧化铝：钠灯管、全瓷牙等

5）电绝缘性：电介质陶瓷

氧化锆(Zirconia)，ZrO2：来源：含锆的矿石——锆英石（ZrSiO4），斜锆石（ZrO2）

颜色：白色（高纯），黄色或者灰色（含杂质，通常为HfO2），密度：5.65~6.27 g/cm3，熔点：2715o C

实际转变温度是一个温度范围，正转变和逆转变温度不相等，t相向m相转变时，有3-4%的体积效应，同时有热效应-----纯氧化锆难以烧结-----晶型稳定化处理

ZrO2的稳定化：通常添加的稳定剂为CaO、MgO、Y2O3、CeO2或其他稀土氧化物。这些氧化物的阳离子半径与Zr4+很相近（<12%），因此在ZrO2中溶解度很大，可以形成立方相的置换型固溶体。

（1）全稳定化ZrO2（Fully Stabilized Zirconia, FSZ)：将上述固溶体快冷，避免共析分解，立方相就以亚稳态保持到室温，而不再发生相变，这种c-ZrO2称为全稳定化ZrO2。

在ZrO2中加入一定量的稳定剂时，c相-t相-m相之间的转变时在一个温度区间内完成的。(2）部分稳定化ZrO2（Partially Stabilized Zirconia, PSZ)：当稳定剂较少时，不足以使得所有的c相保持的室温，c→t，甚至c→t→m的相变过程仍会发生，得到（c+t）、（c+t+m）或者（t+m）相的ZrO2，这种氧化锆叫做部分稳定化ZrO2。

（3）四方ZrO2多晶体（Tetragonal Zirconia Polycrystals, TZP)：当进一步减少稳定剂的加入量，使几乎所有的t相亚稳到室温，称为四方氧化锆多晶体。

随着Y2O3的增加，t-ZrO2的正方度（c/a）减小，当Y2O3>8%时，全部c相保持到室温，得到FSZ材料。当加入量中等时（如5%），则可能得到PSZ材料。

ZrO2的性能：（1）PSZ的物理性能：

TZP的物理性能：

ZrO2增韧Al2O3（Zirconia Toughened Alumina, ZTA)：也称为弥散型ZrO2陶瓷。含约未经稳定的ZrO2和Al2O3的复合陶瓷。

ZrO2陶瓷应用：（1）高硬度、高强度、高韧性（2）高温热稳定性、高温隔热、高温强度（3）其他应用：ZrO2氧气敏感陶瓷，氧传感器，固体电解质等ZrO2导电陶瓷，高温发热体，高温电极材料等

氮化物陶瓷：

氮化硅陶瓷：

性能与用途：具有高温耐磨性能、化学稳定性很好、具有耐磨性好，强度高，摩擦系数小、高温电阻率比较高

骞隆

碳化硅陶瓷

1）基本概念：断裂韧性、弹性模量等

2）增韧的几种方式及其主要机理

3）为什么ZrO2陶瓷需要稳定化？如何稳定化？稳定后有几种类型？

4）氧化锆陶瓷增韧的机理？

5）列举主要氮化物/碳化物？

6）何为“白石墨”？其主要的同质异构体是什么？有哪些性能特点？

7）陶瓷基板的主要性能要求有哪些？有哪些材料可以作为陶瓷基板材料?

8)试举例说明碳热还原法制备碳化物的过程。

第六章功能陶瓷

功能陶瓷：指利用电、磁、声、光、热、力等直接效应及其耦合效应所提供的一种或多种性质来实现某种功能的先进陶瓷。

本征性能----化合物性质，晶型结构，铁电，铁磁，半导体，超导性

非本征性能----晶粒大小、分布和取向，晶界成分、结构特征、电势，气孔大小、形貌和分布，主晶相的晶型，相界及界面组成，电畴结构类型与取向、形态，缺陷种类、密度和分布，微裂纹的形成与分布，杂质、配位场及晶体场

铁磁性，是指一种材料的磁性状态，具有自发性的磁化现象。某些材料在外部磁场的作用下得而磁化后，即使外部磁场消失，依然能保持其磁化的状态而具有磁性，即所谓自发性的磁化现象。

铁电性：在一些电介质晶体中，晶胞的结构使正负电荷重心不重合而出现电偶极矩，产生不等于零的电极化强度，使晶体具有自发极化，晶体的这种性质叫铁电性（铁电性：具有自发极化，并且自发极化能在外加电场作用下发生翻转。）

当一个外加磁场作用于材料时，磁场H导致磁偶极子形成，并作定向排列，产生磁化。物质的磁化性能可以用磁化强度M与磁场强度H的比值来度量，称为磁化率X。X= M/H

若X为正值，物质的磁性是顺磁性、铁磁性、亚铁磁性或反铁磁性。对于这案例，物质的置入会使得B增强；若X为负值，物质的磁性是抗磁性，物质的置入会使得B减弱。

对于顺磁性或抗磁性物质，通常X的绝对值都很小，大约在10-6 到10-5 之间，大多时候可以忽略为0 。一个物质的原胞中所有的磁性离子均指向它的磁性方向时才被称为是铁磁性的。若只有部分离子的磁场指向其磁性方向，则称为亚铁磁性。若其磁性离子所指的方向正好相互抵消（尽管所有的磁性离子只指向两个正好相反的方向）则被称为反铁磁性。铁磁性、亚铁磁性、反铁磁性

居里温度：是指磁性材料中自发磁化强度降到零时的温度，是铁磁性或亚铁磁性物质转变成顺磁性物质的临界点。

尼尔温度：是反铁磁性材料转变为顺磁性材料所需要达到的温度

铁磁或亚铁磁材料中含有许多已经自发磁化了的微区（畴），也就是说，每个畴内部所有磁矩都按相同方向排列，这种畴称为磁畴。

未被磁化前磁畴排列方向杂乱，畴与畴之间有个渐变的区域，称为畴壁。

分为含铁的铁氧体陶瓷和不含铁的磁性陶瓷。铁氧体陶瓷是以氧化铁和其他铁族或者稀土族氧化物为主要成分的复合氧化物。

ABO3:A位：+2价——Mg2+、Ca2+、Sr2+、Ba2+、Zn2+、Pb2+

B位：+4价——Ti4+、Zr4+

典型化合物：BaTiO3、CaTiO3、SrTiO3、PbTiO3、ZnTiO3、BaZrO3、PbZrO3等

光敏陶瓷：

●结构陶瓷与功能陶瓷

●电介质陶瓷、压电陶瓷、热释电陶瓷、铁电陶瓷

●极化与自发极化

●电滞回线和磁滞回线

●居里温度BaTiO3的结构及其应用？

●试述下列功能材料的作用机理：ZnO压敏电阻；打火机点火器；红外探测器；家

用天然气报警器。。。

氧离子导电陶瓷：

β-Al2O3隔膜材料和钠硫电池

铁电陶瓷:极化（polarization）：电场作用下，电介质中束缚着的电荷发生位移或者极性按电场方向转动的现象，称为极化。自发极化（Spontaneous polarization）：在没有外电场作用时，晶体中存在着由于点偶极子的有序排列而产生的极化，称为自发极化

铁电性：具有自发极化，并且自发极化能在外加电场作用下发生翻转

材料超导性的基本特征;1,超导电性，指材料在低温下失去电阻的性质；2，完全抗磁性，指超导体处于外界磁场中，磁力线无法穿透，超导体内的磁通为零。

效应：生物功能性，活性无机生物材料，生物安全性，生物相容性

生物功能性Biofunctionability：是指生物材料植入后行使功能的能力，或为执行功能，其自身和植入位置应当满足的适当的物理化学要求。

生物相容性Biocompatibility：是指材料与生物体之间相互作用后产生的各种生物、物理、化学等反应的一种概念。一般地讲，就是材料植入人体后与人体相容程度。

生物安全性Biological safety：采用生物学的方法检测材料对受体的毒副作用，从而预测该材料在医学实际应用中的安全性

活性无机生物材料：（4）羟基磷灰石（HAp）——Ca10（PO4）6（OH）2 骨的成分中约65%是羟基磷灰石，其余成分为纤维蛋白胶原。

1.列举主要的导电陶瓷

2.SOFC是什么？其机理？

3.钠硫电池充放电的原理？

4.何为超导材料？其主要特点是什么？

5.列举主要的超导陶瓷及其应用。

6.何为生物相容性？生物材料的基本要求是什么？

7.列举一种生物活性材料，并说明其具有生物活性的原因。

8.思考如果要制备人工齿或者人工骨，需要对哪些性能有要求？为什么？

第七章纳米陶瓷和其他特种陶瓷

产生超塑性条件：1、具有较大的晶格应变能力2、较小粒径，且变形时能保持颗粒尺寸稳定性3、较高的试验温度4、具有较低的应力指数5、快速的扩散途径（增强的晶格、晶界扩散能力）

复合材料是由两种以上组分以及他们之间的界面构成

陶瓷基复合材料：1、基体2、增强体：一维纤维，二维纤维，三维纤维，晶须，颗粒（1）纳米陶瓷有哪些特点（定义）？

（2）何为超塑性？为什么纳米陶瓷具有超塑性？超塑性有哪些条件？

（3）列举主要的三种陶瓷纤维

（4）陶瓷涂层有哪些意义？

（5）何为复合材料？其主要的优点有哪些？

（6）陶瓷基复合材料的增强体有那几种？各自有哪些特点？

（7）如果要设计一种复合材料，应从哪些方面着手考虑？

特种陶瓷整理版

1名词解释特种陶瓷：采用高度精选的原料，具有能精确控制的化学组成，按照便于控制的制造技术加工的，便于进行结构设计，具有优异特性的陶瓷。粉体颗粒：指在物质的本质结构不发生改变的情况下，分散或细化而得到的固态基本颗粒。团聚体：由一次颗粒通过表面力吸引或化学键键合形成的颗粒，它是很多一次颗粒的集合体。胶粒：即胶体颗粒。胶粒尺寸小于100nm，并可在液相中形成稳定胶体而无沉降现象。 6什么是固相法、气相法、液相法，简述工艺流程固相法就是以固态物质为出发原料，通过一定的物理与化学过程来制备陶瓷粉体的方法。固相原料——配料——混合——合成——粉碎——粉体气相法是直接利用气体或者通过各种手段将物质变成气体，使之在气体状态下发生物理变化或化学反应，最后在冷却过程中凝聚长大形成粉体的方法。蒸发-凝聚法（PVD）：原料——高温气化——急冷——粉体蒸发-凝聚法是将原料加热至高温(用电弧或等离子流等加热)，使之气化，接着在电弧焰和等离子焰与冷却环境造成的较大温度梯度条件下急冷，凝聚成微粒状物料的方法。气相化学反应法(CVD)：金属化合物蒸气——化学反应——粉体气相化学反应法是挥发性金属化合物的蒸气通过化学反应合成所需物质的方法。液相合成法也称湿化学法或溶液法。溶液法从均相的溶液出发，将相关组分的溶液按所需的比例进行充分的混合，再通过各种途径将溶质与溶剂分离，得到所需要组分的前驱体，然后将前驱体经过一定的分解合成处理，获得特种陶瓷粉体，可以细分为脱溶剂法、沉淀法、溶胶-凝胶法、水热法等。溶液制备——溶液混合——脱水——前驱体——分解合成——粉体 7常用的气相法有哪些，各有何特点（3个）

特种陶瓷原料到设备的选用..

特陶原料及设备的选用1、主要设备一览表 2、设备的主要技术参数及说明 2.1气流磨（QLM-400） 2.1.1结构组成表2-2-1

2.1.2技术参数表 2-2-3

气流磨是通过无外部热能供给的高能球磨过程制备纳米粉体，该系统可靠性高、操作方便、一次出品率高[3,5]，产量指标已经达到国际标准及日本标准，产品可以替代国外产品，得到业内人士的肯定。还解决了传统的球磨机效率低，粉磨后粉体粒径分布范围宽的缺点。 2.2干压成型机（IR-520) 2.2.1技术参数表 2-2-1 2.2.2结构组成干压成型机手轮，动压轮，定压轮，摆线针轮，减速机，电动机等。适用于压制陶瓷、磁性材料等材料。该机自动化程度高, 具有在安全生产提高生产率的同时节省材料，省工、省时、一机多用的特点，是干压陶瓷、磁性材料成型机械首选。该机精度高，压片稳定，性能好，成品率高。精锐机械厂生产的全自动陶瓷成形机采用PLC控制，各动作的时间通过文本输入，并且全部可调。可以自动脱模，自动清洁浇口，无需人工清理。标准化模架设计，自动对模，使装换模具时间更短。 2.2.3特点干压成型机具有设计先进、结构合理、安装调试容易、操作方便、工作范围大、

调节性能好、生产周期短、成本低、生产效率高、易于自动化，废品率低等优点，可满足粉末成型时的不同要求。 2.3 冷等静压机（LDJ100/320-300I） 2.3.1技术参数表 2-3-1 2.3.2结构组成冷等静压机主要由弹性模具、缸体(高压容器)、框架、液压系统等组成。 (1)弹性模具。用橡胶或树脂材料制成。物料颗粒大小和形状对模具寿命有较大影响。模具设计是等静压成型的关键，因为坯体尺寸的精度和致密均匀性与模具关系密切。将物料装入模具中时，其棱角处不易为物料所充填，可以采用振动装料，或者边振动，边抽真空，效果更好。 (2)缸体。能承受高压的容器。一般有两种结构形式：一种是由两层简体热装而成，内筒处于受压状态，外筒处于受拉状态，这种结构形式只适用于中小型等静压成型设备；另一种是采用钢丝预应力缠绕结构，用机械性能良好的高强度合金钢作为芯简体，然后用高强度钢丝按预应力要求，缠绕在芯筒外面，形成一定厚度的钢丝层，使芯筒承受很大的压应力。即使在工作条件下，也不承受拉应力或很小的拉应力，这种容器具有很高的抗疲劳寿命，可以制造直径较大的容器。容器的上塞和下塞都是活动的，加压时，上下塞将力传递到机架上。 (3)框架。有两种结构形式：一种为叠板式结构，采用中强度钢板叠合而成；另一种为缠绕式框架结构，由两个半圆形梁及两根立柱拼合后用高强度钢丝预应力缠绕而成。这种结构受力合理，抗疲劳强度高，工作安全可靠。 (4)液压系统。由低压泵、高压泵和增压器以及各式阀等组成。开始由流量较大的低压泵供油，达到一定压力后，再由高压泵供油，如压力再高，则由增压

特种陶瓷制备工艺..

特种陶瓷材料的制备工艺 10材料1班王俊红，学号：1000501134 摘要：介绍粉末陶瓷原料的制备技术、特种陶瓷成形工艺、烧结方法。目前，特种陶瓷中的粉末冶金陶瓷工艺已取得了很大进展，但仍有一些急需解决的问题。当前阻碍陶瓷材料进一步发展的关键之一是成形技术尚未完全突破。压力成形不能满足形状复杂性和密度均匀性的要求。多种胶体原位成形工艺，固体无模成形工艺以及气相成形工艺有望促使陶瓷成形工艺获得关键性突破。关键词：特种陶瓷；成形；烧结；陶瓷材料前言：陶瓷分为普通陶瓷和特种陶瓷两大类，特种陶瓷是以人工化合物为原料（如氧化物、氮化物、碳化物、硼化物及氟化物等）制成的陶瓷。它主要用于高温环境、机械、电子、宇航、医学工程等方面，成为近代尖端科学技术的重要组成部分。特种陶瓷作为一种重要的结构材料，具有高强度、高硬度、耐高温、耐腐蚀等优点，无论在传统工业领域，还是在新兴的高技术领域都有着广泛的应用。因此研究特种陶瓷制备技术至关重要。正文：特种陶瓷的生产步骤大致可以分为三步：第一步是陶瓷粉体的制备、第二步是成形，第三步是烧结。特种陶瓷制备工艺流程图一、陶瓷粉体的制备粉料的制备工艺(是机械研磨方法，还是化学方法)、粉料的性质(粒度大小、形态、尺寸分布、相结构)和成形工艺对烧结时微观结构的形成和发展有着巨大的影响，即粉末制备坯料制备成型干燥烧结后处理热压或热等静压烧结成品

陶瓷的最终微观组织结构不仅与烧结工艺有关，而且还受粉料性质的影响。由于陶瓷的材料零件制造工艺一体化的特点，使得显微组织结构的优劣不单单影响材料本身的性能，而且还直接影响着制品的性能。陶瓷材料本身具有硬、脆、难变形等特点。因此，陶瓷材料的制备工艺显得更加重要。由于陶瓷材料是采用粉末烧结的方法制造的，而烧结过程主要是沿粉料表面或晶界的固相扩散物质的迁移过程。因此界面和表面的大小起着至关重要的作用。就是说，粉末的粒径是描述粉末品质的最重要的参数。因为粉末粒径越小，表面积越大，单位质量粉末的表面积(比表面积)越大，烧结时进行固相扩散物质迁移的界面就越多，即越容易致密化。制备现代陶瓷材料所用粉末都是亚微米(＜lμm)级超细粉末，且现在已发展到纳米级超细粉。粉末颗粒形状、尺寸分布及相结构对陶瓷的性能也有着显著使组分之间发生固相反应，得到所需的物相。同时，机械球磨混合无法使组分分的影响。粉末制备方法很多，但大体上可以归结为机械研磨法和化学法两个方面。传统陶瓷粉料的合成方法是固相反应加机械粉碎(球磨)。其过程一般为：将所需要的组分或它们的先驱物用机械球磨方法（干磨、湿磨）进行粉碎并混合。然后在一定的温度下煅烧。由于达不到微观均匀，而且粉末的细度有限（通常很难小于 l μm 而达到亚微米级），因此人们普遍采用化学法得到各种粉末原料。根据起始组分的形态和反应的不同，化学法可分为以下三种类型： 1.固相法：化合反应法：化合反应一般具有以下的反应结构式： A(s)+B(s)→C(s)+D(g) 两种或两种以上的固态粉末，经混合后在一定的热力学条件和气氛下反应而成为复合物粉末，有时也伴随一些气体逸出。钛酸钡粉末的合成就是典型的固相化合反应。等摩尔比的钡盐BaCO3和二氧化钛混合物粉末在一定条件下发生如下反应： BaCO3+TiO2→BaTiO3+CO2↑ 该固相化学反应在空气中加热进行。生成用于PTC制作的钛酸钡盐，放出二氧化碳。但是，该固相化合反应的温度控制必须得当，否则得不到理想的、粉末状钛酸钡。热分解反应法：

特种陶瓷的制备工艺综述及其发展趋势

特种陶瓷的制备工艺综述及其发展前景摘要：本文主要介绍了粉末陶瓷原料的制备技术、特种陶瓷成形工艺、烧结方法以及未来的发展趋势。目前，特种陶瓷中的粉末冶金陶瓷工艺已取得了很大进展，但仍有一些面临急需解决的问题。当前阻碍陶瓷材料进一步发展的关键之一是成形技术尚未完全突破。压力成形不能满足形状复杂性和密度均匀性的要求。多种胶体原位成形工艺，固体无模成形工艺以及气相成形工艺有望促使陶瓷成形工艺获得关键性突破。关键词：特种陶瓷；成形；烧结；粉末冶金；陶瓷材料引言陶瓷分为普通陶瓷和特种陶瓷两大类，特种陶瓷是以人工化合物为原料（如氧化物、氮化物、碳化物、硼化物及氟化物等）制成的陶瓷。它主要用于高温环境、机械、电子、宇航、医学工程等方面，成为近代尖端科学技术的重要组成部分。特种陶瓷作为一种重要的结构材料，具有高强度、高硬度、耐高温、耐腐蚀等优点，无论在传统工业领域，还是在新兴的高技术领域都有着广泛的应用。因此研究特种陶瓷制备技术至关重要。 1 陶瓷原料的制备方法粉料的制备工艺(是机械研磨方法，还是化学方法)、粉料的性质(粒度大小、形态、尺寸分布、相结构)和成形工艺对烧结时微观结构的形成和发展有着巨大的影响，即陶瓷的最终微观组织结构不仅与烧结工艺有关，而且还受粉料性质的影响。由于陶瓷的材料零件制造工艺一体化的特点，使得显微组织结构的优劣不单单影响材料本身的性能，而且还直接影响着制品的性能。陶瓷材料本身具有硬、脆、难变形等特点。因此，陶瓷材料的制备工艺显得更加重要。由于陶瓷材料是采用粉末烧结的方法制造的，而烧结过程主要是沿粉料表面或晶界的固相扩散物质的迁移过程。因此界面和表面的大小起着至关重要的作用。就是说，粉末的粒径是描述粉末品质的最重要的参数。因为粉末粒径越小，表面积越大，单位质量粉末的表面积(比表面积)越大，烧结时进行固相扩散物质迁移的界面就越多，即越容易致密化。制备现代陶瓷材料所用粉末都是亚微米(＜lμm)级超细粉末，且现在已发展到纳米级超细粉。粉末颗粒形状、尺寸分布及相结构对陶瓷的性能也有着显著

文字特种陶瓷定义

文字特种陶瓷定义特种陶瓷又称精细陶瓷，按其应用功能分类，大体可分为高强度、耐高温和复合结构陶瓷及电工电子功能陶瓷两大类,在陶瓷坯料中加入特别配方的无机材料，经过1360度左右高温烧结成型，从而获得稳定可靠的防静电性能，成为一种新型特种陶瓷，通常具有一种或多种功能。如：电、磁、光、热、声、化学、生物等功能，以及耦合功能。如压电、热电、电光、声光、磁光等功能。特种陶瓷的分类特种陶瓷是二十世纪发展起来的，在现代化生产和科学技术的推动和培育下，它们"繁殖"得非常快，尤其在近二、三十年，新品种层出不穷，令人眼花缭乱。按照化学组成划分有： ①氧化物陶瓷：氧化铝、氧化锆、氧化镁、氧化钙、氧化铍、氧化锌、氧化钇、氧化钛、氧化钍、氧化铀等。 ②氮化物陶瓷：氮化硅、氮化铝、氮化硼、氮化铀等。 ③碳化物陶瓷：碳化硅、碳化硼、碳化铀等。 ④硼化物陶瓷：硼化锆、硼化镧等。 ⑤硅化物陶瓷：硅化钼等。 ⑥氟化物陶瓷：氟化镁、氟化钙、氟化镧等。硫化物陶瓷：硫化锌、硫化铈等。还有砷化物陶瓷，硒化物陶瓷，碲化物陶瓷等。除了主要由一种化合物构成的单相陶瓷外，还有由两种或两种以上的化合物构成的复合陶瓷。例如，由氧化铝和氧化镁结合而成的镁铝尖晶石陶瓷，由氮化硅和氧化铝结合而成的氧氮化硅铝陶瓷，由氧化铬、氧化镧和氧化钙结合而成的铬酸镧钙陶瓷，由氧化锆、氧化钛、氧化铅、氧化镧结合而成的锆钛酸铅镧（PLZT）陶瓷等等。此外，有一大类在陶瓷中添加了金属而生成的金属陶瓷，例如氧化物基金属陶瓷，碳化物基金属陶瓷，硼化物基金属陶瓷等，也是现代陶瓷中的重要品种上。近年来，为了改善陶瓷的脆性，在陶瓷基体中添加了金属纤维和无机纤维，这样构成的纤维补强陶瓷复合材料，是陶瓷家族中最年轻但却是最有发展前途的一个分支。人们为了生产、研究和学习上的方便，有时不按化学组成，而根据陶瓷的性能，把它们分为高强度陶瓷，高温陶瓷，高韧性陶瓷，铁电陶瓷，压电陶瓷，电解质陶瓷，半导体陶瓷，电介质陶瓷，光学陶瓷（即透明陶瓷），磁性瓷，耐酸陶瓷和生物陶瓷等等。随着科学技术的发展，人们可以预期现代陶瓷将会更快地发展，产生更多更新的品种。特种陶瓷的制作工艺 1、成形方法与结合剂的选择特种陶瓷成形方法有很多种，生产中应根据制品的形状选择成形方法，而不同的成形方法需选用的结合剂不同。常见陶瓷成形方法、结合剂种类及用量如下所示：

材料工程基础复习资料(全)

材料工程基础复习要点第一章粉体工程基础粉体：粉末质粒与质粒之间的间隙所构成的集合。 *粉末：最大线尺寸介于0.1～500μm的质粒。 *粒度与粒径：表征粉体质粒空间尺度的物理量。粉体颗粒的粒度及粒径的表征方法： 1.网目值表示——（目数越大粒径越小）直接表征，如果粉末颗粒系统的粒径相等时可用单一粒度表示。 2.投影径——用显微镜测试，对于非球形颗粒测量其投影图的投影径。 ①法莱特（Feret）径D F：与颗粒投影相切的两条平行线之间的距离 ②马丁（Martin）径D M：在一定方向上将颗粒投影面积分为两等份的直径 ③克伦贝恩（Krumbein）径D K：在一定方向上颗粒投影的最大尺度 ④投影面积相当径D H：与颗粒投影面积相等的圆的直径 ⑤投影周长相当径D C：与颗粒投影周长相等的圆的直径 3.轴径——被测颗粒外接立方体的长L、宽B、高T。 ①二轴径长L与宽B ②三轴径长L与宽B及高T 4.球当量径——把颗粒看做相当的球，并以其直径代表颗粒的有效径的表示方法。（容易处理） *粉体的工艺特性：流动性、填充性、压缩性和成形性。 *粉体的基本物理特性： 1.粉体的能量——具备较同质的块状固体材料高得多的能量。分体颗粒间的作用力——高表面能，固相颗粒之间容易聚集（分子间引力、颗粒间异性静电引力、固相侨联力、附着水分的毛细管力、磁性力、颗粒表面不平滑引起的机械咬合力）。 3.粉体颗粒的团聚。第二章粉体加工与处理粉体制备方法： 1.机械法——捣磨法、切磨法、涡旋磨法、球磨法、气流喷射粉碎法、高能球磨法。 ①脆性大的材料：捣磨法、涡旋磨法、球磨法、气流喷射粉碎法、高能球磨法 ②塑性较高材料：切磨法、涡旋磨法、气流喷射粉碎法 ③超细粉与纳米粉：气流喷射粉碎法、高能球磨法 2.物理化学法 ①物理法（雾化法、气化或蒸发-冷凝法）：只发生物理变化，不发生化学成分的变化，适于各类材料粉末的制备 ②物理-化学法：用于制备的金属粉末纯度高，粉末的粒度较细 ③还原法：可直接利用矿物或利用冶金生产的废料及其他廉价物料作原料，制的粉末的成本低 ④电解法：几乎可制备所有金属粉末、合金粉末，纯度高 3.化学合成法——指由离子、原子、分子通过化学反应成核和长大、聚集来获得微细颗粒的方法

机械工程师考试资料.pdf

机械工程师资格认证考试大纲前言 Ⅰ.基本要求 Ⅱ.考试内容 Ⅲ.有关规定和说明 Ⅳ、样题示例前言《机械工程师资格考试大纲》（试行）是中国机械工程学会、教育部考试中心为开展我国机械工程技术人员技术资格认证工作制订的考试标准文件之一。它是机械工程师资格认证申报者参加“综合素质与技能”考试的复习备考的依据，是编写《机械工程师资格考试指导书》等学习教材的依据，是各地开展助学辅导的依据，是资格考试命题的依据。本大纲共分四个部分：Ⅰ.基本要求，Ⅱ.考试内容，Ⅲ.有关规定和说明，Ⅳ.样题示例。基本要求部分旨在表明，作为一名合格的机械工程师，应积极适应当今世界制造业全球化、信息化、绿色化、服务化的发展趋势，努力提高自身的综合素质，成为具有良好职业道德和创新理念，掌握机械制造技术，懂得经济、管理知识以及有关国际通则的新一代机械工程专业技术人员。大纲所列考试内容，体现了一名合格的机械工程师应具备的八个方面的基本知识、相关知识与技能。这些考试内容不仅涵盖了大学所学的主要基础与专业知识，更重要的是包

含了应考者工作后运用这些知识所应获得的实践经验与能力，还涉及大学毕业后应扩展的新知识，是对应考者综合素质的全面考核。因此，应考者欲通过资格考试达到大纲提出的基本要求，必须要有较扎实的大学基础、毕业后踏实的工作实践和边工作边接受继续教育的不断积累。大纲的第Ⅲ部分，是对资格考试的考试形式、时间、注意事项和考试试卷的结构、试题分布、题型题量、难易程度等方面的有关规定和说明。大纲的第Ⅳ部分，提供了第一单元考试和第二单元考试的样题示例。本大纲尚待通过一个阶段的考试实践后，再进一步改进和完善。希望广大使用者提出意见和建议。 Ⅰ.基本要求 1．熟练掌握工程制图标准和表示方法。掌握公差配合的选用和标注。 2．熟悉常用金属材料的性能、试验方法及其选用。掌握钢的热处理原理，熟悉常用金属材料的热处理方法及其选用。了解常用工程塑料、特种陶瓷、光纤和纳米材料的种类及应用。 3．掌握机械产品设计的基本知识与技能，能熟练进行零、部件的设计。熟悉机械产品的设计程序和基本技术要素，能用电子计算机进行零件的辅助设计，熟悉实用设计方法，了解现代设计方法。 4．掌握制订工艺过程的基本知识与技能，能熟练制订典型零件的加工工艺过程，并能分析解决现场出现的一般工艺

特种陶瓷教学大纲

《陶瓷工艺学》教学大纲

的物理化学变化。本章难点：配方计算包括由化学组成计算配方，由实验公式计算配方，由矿物组成计算配方，由分子式计算配方，以及更换原料时的重配计算。可塑泥团的流变特性，陶瓷泥浆的流变特性及影响因素。矿物煅烧时的变化。第三章釉层的工艺基础（6学时） 3.1 釉料的组成 3.1.1 釉的分类 3.1.2 确定釉料组成的依据 3.1.3 釉料配方的计算 3.2 釉层的形成 3.2.1 釉层形成过程的反应 3.2.2 釉料与坯体的作用 3.2.3 釉层的显微结构 3.3 釉层的性质 3.3.1 釉层的物理化学性质 3.3.2 坯-釉适应性 3.3.3 釉的析晶本章重点：铅釉，石灰釉，长石釉的主要特性，釉料成分的种类，确定釉料组成的依据，釉料冷却过程的变化，釉的熔融温度范围，釉的粘度与表面张力，釉的化学稳定性，坯釉适应性，釉熔体的析晶过程，影响釉熔体析晶的因素，析晶对釉面光学性质的影响。本章难点：釉料加热过程的变化，釉层中气泡的产生，釉料与坯体的作用，长石质透明釉，乳浊釉的显微结构，釉的热膨胀性，釉的弹性，釉的硬度，釉的介电性质。第四章生产过程（16学时） 4.1 原料的处理 4.1.1 原料的精选 4.1.2 原料的预烧 4.1.3 原料的合成 4.2 坯料的制备 4.2.1 坯料的种类和质量要求 4.2.2 原料的细粉碎 4.2.3 泥浆的脱水 4.2.4 造粒及陈腐和真空处理 4.3 陶瓷成型方法与模具 4.4 生坯的干燥 4.4.1 干燥的工艺问题 4.4.2 干燥制度确定 4.4.3 干燥方法 4.5 施釉 4.5.1 釉浆的制备 4.5.2 施釉 4.6 烧成 4.6.1 烧成制度的制订 4.6.2 低温烧成与快速烧成 4.6.3 烧成新方法

特种陶瓷材料

特种陶瓷材料电气05 黄纯内容摘要：材料是人类用以制作有用物件的物质，是人类社会进步的物质基础和先导。人类历史的发展无不伴随着材料的发明，应用和发展。从原始社会以来，人类经历了石器时代，青铜时代和铁器时代。现在已经跨进按照人类需要设计材料，合成材料和应用材料的新时代。目前，材料的发展水平和利用程度已成为人类文明进步的标志。关键词：特种精细陶瓷材料性能形成基础应用发展陶瓷材料是用天然或合成化合物经过成形和高温烧结制成的一类无机非金属材料。它具有高熔点、高硬度、高耐磨性、耐氧化等优点。可用作结构材料、刀具材料，由于陶瓷还具有某些特殊的性能，又可作为功能材料。陶瓷材料分为普通陶瓷（传统陶瓷）材料和特种陶瓷（现代陶瓷）材料两大类。普通陶瓷材料采用天然原料如长石、粘土和石英等烧结而成，是典型的硅酸盐材料，主要组成元素是硅、铝、氧，这三种元素占地壳元素总量的90%，普通陶瓷来源丰富、成本低、工艺成熟。这类陶瓷按性能特征和用途又可分为日用陶瓷、建筑陶瓷、电绝缘陶瓷、化工陶瓷等。特种陶瓷材料采用高纯度人工合成的原料，利用精密控制工艺成形烧结制成，一般具有某些特殊性能，以适应

各种需要。根据其主要成分，有氧化物陶瓷、氮化物陶瓷、碳化物陶瓷、金属陶瓷等；特种陶瓷具有特殊的力学、光、声、电、磁、热等性能。人们研究构成陶瓷的陶瓷材料的基础，使陶瓷的概念发生了很大的变化。陶瓷内部的力学性能是与构成陶瓷的材料的化学键结构有关，在形成晶体时能够形成比较强的三维网状结构的化学物质都可以作为陶瓷的材料。这重要包括比较强的离子键的离子化合物，能够形成原子晶体的单质和化合物，以及形成金属晶体的物质。他们都可以作为陶瓷材料。其次人们借鉴三维成键的特点发展了纤维增强复合材料。更进一步拓宽了陶瓷材料的范围。因此陶瓷材料发展成了可以借助三维成键的材料的通称。陶瓷的概念就发展成为可以借助三维成键的材料，通过成型和高温烧结所得到的烧结体。研究陶瓷的结构和性能的理论的展开：陶瓷材料，内部微结构（微晶晶面作用，多孔多相分布情况）对力学性能的影响得到了发展。材料（光，电，热，磁）性能和成形关系，以及粒度分布，胶着界面的关系也得到发展，陶瓷应当成为承载一定性能物质存在形态。这里应该和量子力学，纳米技术，表面化学等学科关联起来。陶瓷学科成为一个综合学科。陶瓷材料又称精细陶瓷，它以抗高温、超强度、多功

特种陶瓷的应用与发展

创新实验设计与训练报告

特种陶瓷的应用与发展摘要：特种陶瓷是二十世纪发展起来的，在现代化生产和科学技术的推动和培育下，它们"繁殖"得非常快，尤其在近二、三十年，新品种层出不穷，令人眼花缭乱。关键字：特种陶瓷应用发展前景特种陶瓷，又称精细陶瓷，按其应用功能分类，大体可分为高强度、耐高温和复合结构陶瓷及电工电子功能陶瓷两大类。在陶瓷坯料中加入特别配方的无机材料，经过1360度左右高温烧结成型，从而获得稳定可靠的防静电性能，成为一种新型特种陶瓷，通常具有一种或多种功能，如：电、磁、光、热、声、化学、生物等功能；以及耦合功能，如压电、热电、电光、声光、磁光等功能。按照化学组成划分有：氧化物陶瓷、氮化物陶瓷、碳化物陶瓷、硼化物陶瓷、硅化物陶瓷、氟化物陶瓷、硫化物陶瓷，其他还有砷化物陶瓷，硒化物陶瓷，碲化物陶瓷等。除了主要由一种化合物构成的单相陶瓷外，还有由两种或两种以上的化合物构成的复合陶瓷。例如，由氧化铝和氧化镁结合而成的镁铝尖晶石陶瓷，由氮化硅和氧化铝结合而成的氧氮化硅铝陶瓷，由氧化铬、氧化镧和氧化钙结合而成的铬酸镧钙陶瓷，由氧化锆、氧化钛、氧化铅、氧化镧结合而成的锆钛酸铅镧（PLZT）陶瓷等等。此外，有一大类在陶瓷中添加了金属而生成的金属陶瓷，例如氧化物基金属陶瓷，碳化物基金属陶瓷，硼化物基金属陶瓷等，也是现代陶瓷中的重要品种上。近年来，为了改善陶瓷的脆性，在陶瓷基体中添加了金属纤维和无机纤维，这样构成的纤维补强陶瓷复合材料，是陶瓷家族中最年轻但却是最有发展前途的一个分支。为了生产、研究和学习上的方便，有时不按化学组成，而根据陶瓷的性能，把它们分为高强度陶瓷，高温陶瓷，高韧性陶瓷，铁电陶瓷，压电陶瓷，电解质陶瓷，半导体陶瓷，电介质陶瓷，光学陶瓷（即透明陶瓷），磁性瓷，耐酸陶瓷和生物陶瓷等等。随着科学技术的发展，人们可以预期现代陶瓷将会更快地发展，产生更多更新的品种。特种陶瓷不同的化学组成和组织结构决定了它不同的特殊性质和功能，如高强度、高硬度、高韧性、耐腐蚀、导电、绝缘、磁性、透光、半导体以及压电、光电、电光、声光、磁光等。由于性能特殊，这类陶瓷可作为工程结构材料和功能材料应用于机械、电子、化工、冶炼、能源、医学、激光、核反应、宇航等方面。一些经济发达国家，特别是日本、美国和西欧国家，为了加速新技术革命，为新型产业的发展奠定物质基础，投入大量人力、物力和财力研究开发特种陶瓷，因此特种陶瓷的发展十分迅速，在技术上也有很大突破。特种陶瓷在现代工业技术，特别是在高技术、新技术领域中的地位日趋重要。本世纪初特种陶瓷的国际市场规模预计将达到500亿美元，因此许多科学家预言：特种陶瓷在二十一世纪的科学技术发展中，必定会占据十分重要的地位。特种陶瓷的应用

材料科学概论复习题及答案

复习特种陶瓷—材料的结构—．材料科学—无机非金属材料—失效—特种陶瓷— 硅酸盐水泥—热处理—纳米材料判断题 1. 低碳钢的硬度及塑性均比高碳钢的高。错 2. 橡胶是在高弹态下使用的高分子材料。对 3. 玻璃是一种晶体材料，它具有透光性、抗压强度高、但脆性大的特点。错 4. 位错、空位、间隙原子都是实际晶体中的点缺陷。错 5. 什么是材料？如何进行分类? 材料是指人类社会可接受、能经济地制造有用器件或物品的固体物质。 6. 什么是材料的成分？什么是材料的组织？什么是材料的结构？材料的成分是指组成材料的元素种类及其含量，通常用质量分数（w），也可以用粒子数分数表示。材料的组织是指在光学显微镜或电子显微镜下可观察到，能反应各组成相形态、尺寸和分布的图像。材料的结构主要是指材料中原子的排列方式。 7. 材料科学与工程的四大要素是什么？材料成分，结构，工艺，性能。 8. 传统陶瓷坯料常见的成形方法及生产工艺？ 9. 什么是高分子材料？高分子材料具有哪些性能特点？高分子材料是由可称为单体的原料小分子通过聚合反应而合成的。力学性能：最大的特点是高弹性和黏弹性。电性能：绝大多数高分子材料为绝缘体。热性能：绝热性。 10. 什么叫复合材料？按基体材料分为哪几类？复合材料指由两种或更多种物理性能、化学性能、力学性能和加工性能不同的物质，经人工组合而成的多相固体材料。复合材料可分为基体相和增强相。按基体分为树脂基、金属基陶瓷基。

11. 陶瓷由哪些基本相组成？它们对陶瓷的性能有什么影响？晶体相、玻璃相、气相。 12. 简述提高陶瓷材料强度及减轻脆性的途径？ 13. 按照用途可将合金钢分为哪几类？机器零部件用钢主要有哪些？可分为结构钢，工具钢，特殊钢和许多小类。轴，齿轮，连接件。 14. 材料典型的热处理工艺有哪些？什么叫回火? 退火、正火、淬火、回火。钢件淬火后，为了消除内应力并获得所要求的性能，将其加热Ac1以下的某一温度，保温一定时间，然后冷却到室温的热处理工艺叫做回火。 15. 什么是特种陶瓷？阐述其与传统陶瓷的区别特种陶瓷是以高纯化工原料和合成矿物为原料，沿用传统陶瓷的工艺流程制备的陶瓷，是一些具有各种特殊力学、物理或化学性能的陶瓷。 16 .谈谈你对材料的认识，材料的未来发展趋势

苏州特种陶瓷项目申报材料

苏州特种陶瓷项目申报材料规划设计/投资方案/产业运营

承诺书申请人郑重承诺如下： “苏州特种陶瓷项目”已按国家法律和政策的要求办理相关手续，报告内容及附件资料准确、真实、有效，不存在虚假申请、分拆、重复申请获得其他财政资金支持的情况。如有弄虚作假、隐瞒真实情况的行为，将愿意承担相关法律法规的处罚以及由此导致的所有后果。公司法人代表签字： xxx科技发展公司（盖章） xxx年xx月xx日

项目概要氮化铝陶瓷是一种高温耐热材料，其热导率高，较氧化铝陶瓷高5倍以上，膨胀系数低，与硅性能一致。使用氮化铝陶瓷为主要原材料制造而成的基板，具有高热导率、低膨胀系数、高强度、耐腐蚀、电性能优、光传输性好等优异特性，是理想的大规模集成电路散热基板和封装材料。随着我国电子信息产业蓬勃发展，我国市场对PCB基板的需求不断上升，氮化铝陶瓷基板凭借其优异性能，市场占有率正在不断提升。陶瓷基板材料以其优良的导热性和气密性，广泛应用于功率电子、电子封装、混合微电子与多芯片模块。该陶瓷基板项目计划总投资12380.88万元，其中：固定资产投资8824.26万元，占项目总投资的71.27%；流动资金3556.62万元，占项目总投资的28.73%。达产年营业收入27655.00万元，总成本费用20970.24万元，税金及附加231.13万元，利润总额6684.76万元，利税总额7837.93万元，税后净利润5013.57万元，达产年纳税总额2824.36万元；达产年投资利润率53.99%，投资利税率63.31%，投资回报率40.49%，全部投资回收期3.97年，提供就业职位396个。报告根据项目工程量及投资估算指标，按照国家和xx省及当地的有关规定，对拟建工程投资进行初步估算，编制项目总投资表，按工

中国特种陶瓷现状

中国特种陶瓷现状能源，材料和信息是当代文明的三大支柱。新材料是新技术，新产业赖以形成和发展的基础，特种陶瓷（工程结构陶瓷，电子陶瓷，生物陶瓷）具有电、声、光、磁、热、力学、化学、医学等一种或多种物理，化学功能，在许多场合不论现在或将来都不能为其它材料所取代，已成为用途广泛，迅速发展的新兴产业，各发达国家均投入大量人力，物力研究和开发，竞争十分激烈。美国提出的“先进材料与材料制备”计划，每年用于材料研究工程费高达20~25亿美元，以提高其竞争力，越来越多的国家已意识到，就某种意义上说，谁掌握了高性能材料，谁就掌握了未来的先进技术，另一方面，特种陶瓷材料属技术密集，知识密集的学科，材料的性能不仅与化学组成有关，而且很大程度上取决于材料内部结构,而结构的形成又与材料制备起始状况，工艺过程等密切相关。因此研究开发的特点是要求高，难度大，获取技术和情报困难，引进高级技术，人才十分不易，价格十分昂贵。当前工程结构陶瓷的研究经历了一段全球“陶瓷热”的鼎盛时期后已逐渐冷静下来，转入深入细致的基础性工作。针对结构陶瓷的弱点之一的脆性，近年来，陶瓷材料科学家围绕提高陶瓷韧性方面进行了许多卓有成就的研究；电子信息正向着集成化，微型化和智能化方向发展，相应地要求电子元器件逐步向微型化、薄膜化、多功能、高效能、高可靠性和高稳定性方向发展；生物陶瓷作为医用材料和金属材料.高分子材料相比，具有生物相容性好的优点，正受到医疗界的重视，已成功用于人造骨，关节，牙齿等。特种陶瓷种类繁多，本文仅就某些陶瓷材料及其相关问题，提出某些见解进行商讨，以期促进我省，我国特种陶瓷的迅速发展。 1、基础研究和应用基础研究特种陶瓷材料的开发应用首先依赖于新材料的发现和人工合成。由于现代科学技术的发展，化学与材料科学的发展与有机结合，产生了材料化学，物理与材料科学紧密结合形成了材料物理。近百年来，新化合物、固溶体、多晶型等不断涌现。特种陶瓷领域中，合成化合物及材料特性方面取得了某些重大进展（表1）。伴随着电子陶瓷元器件向轻、薄、短、小、多功能、高性能、高可靠性、高密度表面组装的发展需要，以及日益激烈的市场竞争,要求高合格率和低成本化，必须加强基础研究和应用基础研究。当前国内虽然有一批知名企业、单位，正从事这方面相关的研究工作，并已取得了长足的进步。但另一方面大都为跟踪研究，很少或缺乏独立自主的基础研究和应用基础研究。例如，有人对纳米材料基本特性尚缺乏应有的认识，就提出许多纳米产品进行误导；又如陶瓷相图研究国外十分重视，它是一项长期艰苦的复杂工作，国内已很少见到这方面的报导；界面物理化学及陶瓷材料设计等方面的工作，由于对仪器设备，计算技术要求高，费用大，国内至今这方面的工作少见报道；机械装备设计，加工制造与

特种陶瓷概述

特种陶瓷概述特种陶瓷概述摘要本文主要叙述了国内特种陶瓷市场发展和生产现状，讲述了相关的制备方法和最新的相关技术前沿工艺，最后展望了特种陶瓷未来的发展趋势。关键词特种陶瓷；市场现状；制备工艺；发展规模、八、，刖言特种陶瓷也称为先进陶瓷、新型陶瓷、高性能陶瓷等，突破了传统陶瓷以黏土为主要原料的界限，主要以氧化物、炭化物、氮化物、硅化物等为主要原料，有时还可以与金属进行复合形成陶瓷金属复合材料，是一种采用现代材料工艺制备的，具有独特和优异性能的陶瓷材料。已成为现代高性能

复合材料的一个研究热点。特种陶瓷于二十世纪发展起来，在近二、三十年内，新产品不断涌现，在现代工业技术，特别是在咼技术、新技术领域中的地位日趋重要。许多科学家预言：特种陶瓷在二^一世纪的科学技术发展中，必将占据十分重要的地位。特种陶瓷不同的化学组成和组织结构决定了它不同的特殊性质和功能，可作为工程结构材料和功能材料应用于机械、电子、化工、冶炼、能源、医学、激光、核反应、宇航等领域。一些经济发达国家，特别是日本、美国和西欧国家，为了加速新技术革命，为新型产业的发展奠定物质基础，投入大量人力、物力和财力研究开发特种陶瓷，因此，特种陶瓷的发展十分迅速，在技术上也有很大突破。 1.发展现状 1.1市场情况: 与20年前相比，目前我国特陶行业结构变化巨大，私营企业、外资企业的数量和比重迅猛增加，特别是外资企业增长势头迅猛，约占我国全部特陶企业的10%左右。当前在电子陶瓷行业中，股份制和三资企业市场竞争力最强。我国特陶市场的开放和市场规模的潜力，吸引许多国外企业纷纷进入，投资不断增加，规模逐步扩大，其投资模式已从最初的产品输入（经销产品）到生产输入（投资设厂），再到应用研究输入（设立实验室），对我国本土特陶企业带来巨大挑战。 1995年我国特种陶瓷产品销售额80亿元人民币（约合10亿美元），其中电子陶瓷约占70%约56亿元；结构陶瓷占30%约为24亿元。相当于日本的1/9、美国的1/5 ,与欧洲的市场规模相当。2015年，特种陶瓷产品产值达到约450 亿元。 45U 460 400

《设计材料与加工工艺》考试复习题 ()

《设计材料与加工工艺》一、填空题（每题3分，共45分） 1、金属材料的使用性能是指材料在使用过程中表现出来的性能，它包括、和性能等。 2、材料按照其化学组成可以分为、、和四类。 3、材料基本性能包括和。 4、金属材料的性能包括和。 5、陶瓷制品的工艺过程一般包括、和三个主要工序。 6、陶瓷制品的旋压成型可以分为和两种。 7、金属焊接按其过程特点可分为3大类：、、。 8、按照陶瓷材料的性能功用可分为和两种。 9、涂料由、和三部分组成。 10、金属件的连接工艺可以分为、和化学性连接三种类型。 11、根据载荷作用性质不同，载荷可分为、、等三种。 12、工业产品造型材料应具备的特殊性能包括、、和

。 13、钢铁材料按化学组成分为钢材、和；其中钢材按化学组成分为和。 14、塑料按照其重复加工利用性能可以分为和。 15、金属材料的表面处理技术包括、表面精整加工和。二、名称解释（每题6分，共30分） 1、铸造： 2、静力强度： 3、挤塑： 4、熔模铸造： 5、金属压力加工：三、简答题（每题5分，共25分） 1、简述金属的熔模铸造工艺。 2、什么叫热固性塑料和热塑性塑料？其代表材料都有哪些？ 3、材料的使用性能有哪些？ 4、玻璃有哪些基本性能？ 5、木材有哪些综合性能？答案：一、填空题 1、机械性能、物理性能、化学 2、金属材料、非金属材料、复合材料、有机材料 3、固有特性、派生特性 4、使用性能、工艺性能 5、原配料、坯料成型、窑炉烧结 6、覆旋旋压法、仰旋旋压法 7、熔焊、压焊、钎焊 8、普通陶瓷、特种陶瓷

9、主要成膜物质、次要成膜物质、辅助材料 10、机械性连接、金属性连接 11、静载荷、冲击载荷、疲劳载荷 12、感觉物性、加工成型性、表面工艺性、环境耐候性 13、纯铁、铸铁、碳素钢、合金钢 14、热塑性塑料、热固性塑料 15、表面改质处理、表面被覆处理三、名称解释 1、答：是熔炼金属、制造铸型并将熔融金属流入铸型、凝固后获得一定形状和性能的铸件的成型方法。 2、答：在缓慢加力条件下，金属材料抵抗变形和断裂的能力。 3、答：又称挤出成型，是将物料加热熔融成粘流态，借助螺杆挤压作用，推动粘流态的物料，使其通过口模而成为截面与口模形状相仿的连续体的一种成型方法。 4、答：又称失蜡铸造、因其铸件表面光滑精细又称为精密铸造，因可以获得无分型面的铸型，所以又称为整体铸造。 5、答：是在外力作用下，使金属坯料产生塑性变形，从而获得具有一定形状、尺寸和力学性能的原材料、毛坯或零件的加工方法。四、简答题 1、答：熔模铸造又称失蜡铸造，因其铸件表面光滑精细又称为精密铸造，因可以获得五分型面的铸造，所以又称为整体铸造。铸造的过程是：用易熔材料制成模型，在模型表面涂挂耐火涂料后硬化，反复多次并将模型熔出来，焙烧硬壳，即可得到天分型面的铸型，用这种铸型浇注后即可获得尺寸准确和表面光洁的铸件。 2、答：热固性塑料是在受热或其他条件下能固化或具有不溶（熔）特性的塑料。代表有：酚醛塑料（PE）环氧塑料（EP）氨基塑料不饱和聚酯（UP）热塑性塑料是在加热到一定温度后软化，而且有一定的可塑性，冷却后变硬，可反复加热冷却，其性能不发生变化的塑料。代表有：聚乙烯（PE）聚氯乙烯（PVC）聚苯乙烯（PS）聚丙烯（PP）ABS 聚酰胺（PA） 3、答：材料的使用性能包括物理性能和化学性能，材料的物理性能包括密度，力学性能，热性能，电性能，磁性能，光性能等。材料的力学性能包括强度和塑性，脆性和韧性，硬度，耐磨性等，材料的化学性能包括耐腐蚀性，抗氧化性和耐候性。 4、答：玻璃强度：是一种脆性材料，抗张强度较低；硬度：硬度较大。仅次于金刚石，比一般金属要硬；光学特性：是一种高度透明的物质，具有吸收和透过紫外线，红外线，感光，变色，防辐射等一系列重要的光学性能；电学性能：常温下，玻璃一般是电的不良导体，有些是半导体；玻璃的热性能很差，一般经受不了温度的急剧变化；化学性质较稳定，大多数工业玻璃都能抵抗除氢氟酸以

无机非金属材料复习资料.docx

玻璃共性（必考）：1各向同性玻璃太无知因其致电排列的不规则和宏观的均匀也所以，在任何方向上都具有相同的性质2介稳性玻璃态物质比相应的品态物质含较大的内能, 它不是处于能量最低的稳定状态，二十处于介稳状态3固态和熔融态间转化的架变形和可塑性当熔体向I 古I态玻璃转化时，是在较宽的温度范F貝内完成的，随温度下降熔体年度剧增，最后形成固态玻璃，不会有新的晶相出现4性质随成分变化的连续性和渐变性。综上，玻璃的物理化学性质除了随成分变化外，很大程度取决于它的热历史。玻璃的结构学说（无规则网络学说与晶子学说）：异同点：（必考）无规则网络学说着重于玻璃的结构的无序、连续、均匀和统计学；晶了学说则强调玻璃结构的微不均匀性和有序性。无规则网络学说将离子配位方式和相应的品体比较指出了近程范围离了堆积的冇序性。晶了学说也注意到了晶了Z间中间过渡层在玻璃中的作用。两者比较一致的看法是，玻璃具有近程有序，远程无序的结构特点。无规则网络学说（查哈里阿生）四个条件：1阳离子的配位数要小为3?4 2 —个氧离子不能与多于2个阳离子和连3 氧多而体Z间只能共角，不能共边或共面4每个氧多面体必须最少有三个角与另一个多面体共有分类：网络形成体网络外体和网络中间体着色方式：离子着色，金属胶体粒子着色，化合物着色脱色方式：化学脱色，物理脱色无机非金属材料研究内容：组成、合成、性质和效能（是指材料在使用条件下的表现，包括环境影响、受力状态、材料特征曲线，乃至寿命佔计等）特点：1比金属的晶体机构复杂2没有白市电子3具有比金屈键和纯共价键稳定的离子键和混合键4结晶化合物的熔点比许多金属和有机高分子髙5硬度高，抗化学腐蚀能力强6绝大多数是绝缘体，高温导电能力比金属强7—般比金属的导热性低8光化学性能优良，制成薄膜时大多是透明的8在大多数情况下观察不到变形结构的定义：是指材料系统内各组成单元之间的相互联系和相互作用方式。微观结构：是指高分辨电子显微镜所能分辨的结构范围，结构纽成单元主要是原子、分子、离子或原子团等质点。所谓微观结构就是这些质点在相互作用力下的聚集状态、排列形式晶胞：能充分反映这种整个晶体构造特征的最小构造单位零位缺陷:是理想品体中的一些原子被空位或外界原子所代替，或者在品格间隙中掺入原子, 破坏了有规则的周期性排列，弓I起质点间势场的畸变位错：是实际晶体在结晶时受到杂志、温度变化或振动产生的应力作用，或由于晶体受到打击、切削、研磨等机械应力作用，使内部质点排列变形，原了行列相互滑移，而不再符合理想晶体的有序排列所形成的线位缺陷。晶界：凡结构、组成相同而取向不同的品粒相互接触，英接触界血称为品界相：在系统内部物理和化学性质相同而且均匀的一部分称为相