特种陶瓷在线视频

下面我们学习第二节 特种陶瓷

特种陶瓷又叫现代陶瓷

或者称精细陶瓷

特种陶瓷包括特种结构陶瓷

和功能陶瓷两大类

如压电陶瓷 磁性陶瓷

电容性陶瓷 高温陶瓷等等

按照陶瓷的主要组分

可以分为氧化物陶瓷

硼化物陶瓷 氮化物陶瓷

和碳化物陶瓷

下面我们分别介绍

第一氧化物陶瓷

第一种氧化铝陶瓷

或者称刚玉

氧化铝的结构为氧离子

排列成密排六方结构

铝离子占据间隙位置

我们看这张图

氧化铝陶瓷

按照三氧化二铝的含量

可以分为75 95 99等几种

当其中含有铬时

它的颜色呈红色

称红色氧化铝 又称红宝石

当含有铁或者钛时

它呈蓝色

又称蓝色氧化铝 或称蓝宝石

氧化铝的熔点高达2050度

它的抗氧化性好

氧化铝粉末压制成形

高温烧结后

就可以得到氧化铝陶瓷

它主要应用于制造耐火材料

如耐火砖 坩埚

电炉炉管 热电偶套等等

第二种微晶氧化铝

又称微晶刚玉

它的硬度极高

莫氏硬度高达9

红硬性高达1200度

可以用于制作切削淬火钢的刀具

金属拔丝模等等

它有很高的电阻率和低的导热率

很好的电绝缘性能

可以作为电绝缘材料

和绝热材料

它的强度和耐热强度均较高

为普通陶瓷的5倍

是很好的高温结构材料

可以用作内燃机的火花塞

空压机泵零件等等

单晶氧化铝

可以制作蓝宝石激光器

我们看下面这些

是氧化铝陶瓷它的应用实例

它可以用来制作密封环

可以用来做陶瓷的喷嘴等等

二氧化铍陶瓷

它的特点是导热性极好

有很高的热稳定性

和抗热冲击性能

它消散高能辐射的能力强

热中子阻尼系数大

它的强度较低

它可以用来制作坩埚

制作真空陶瓷

或原子反应堆的陶瓷

以及气体的激光管

也可以用做晶体管的散热片

和集成电路的基片及外壳等等

三氧化锆陶瓷

它的熔点在2700度以上

能够耐2300度的高温

它的使用温度

可以在2000至2200度

能抵抗熔融金属的浸蚀

可以用来制造铂 铑等

金属的冶炼坩埚

和1800度以上的发热体及炉子

反应堆绝热材料等

氧化锆作为添加剂

可以得到氧化锆增韧陶瓷

以提高陶瓷材料的强度和韧性

氧化锆陶瓷可以制作模具

拉丝模 泵叶轮 汽车零件

如凸轮 推杆 连杆等等

第二类碳化物陶瓷

具有很高的熔点 硬度

和耐磨性能

特别是在一些浸蚀性的介质中

具有很好的耐磨性能

它的缺点是耐高温氧化能力差

它只能使用于900至1000度以下

脆性很大

碳化物陶瓷有以下几种类型

碳化硅 碳化硼

碳化钼 碳化钨等等

我们先介绍第一种碳化硅

碳化硅的密度为

每立方厘米3.2克

弯曲强度为200至250兆帕

抗压强度为1000至1500兆帕

莫氏硬度9.2

热导率很高 热膨胀系数很小

但在900至1300度时

会慢慢氧化

它主要用于制造加热元件

石墨表面保护层

砂轮及磨料等等

我们看这是碳化硅陶瓷坩埚

这是碳化硅陶瓷密封件

二 碳化硼

碳化硼陶瓷硬度极高

抗磨粒磨损能力很强

熔点高达2450度

但它在高温下会很快氧化

会与热的

或熔融的黑色金属发生反应

所以使用温度限定在980度以下

它常用于制作磨料

以及制造超硬质工具材料

三 其它碳化物陶瓷

如碳化钼 碳化铌

碳化钨 碳化锆

它们的熔点和硬度都很高

在2000度以上的中性

或还原性气氛中可做高温材料

碳化铌 碳化钛

还可以用于2500度以上的

氮气气氛中的高温材料

下面我们学习硼化物陶瓷

主要有硼化铬 硼化钼

硼化钛 硼化钨 硼化锆

它们的特点是高硬度

较好的耐化学浸蚀能力

熔点范围在1800度至2500度之间

与碳化物陶瓷相比

硼化物陶瓷

具有较高的抗高温氧化性能

使用温度可以高达1400度

主要应用于制作高温的轴承

内燃机的喷嘴

以及各种高温器件

处理熔融非铁性金属的器件等等

第四类氮化物陶瓷

一 氮化硅陶瓷

氮化硅陶瓷是键能高

而且稳定的共价键晶体

它有以下性能特点

硬度高而摩擦系数低

有自润滑的作用

是优良的耐磨减摩材料

氮化硅的耐热温度比氧化铝低

抗氧化温度高于碳化物和硼化物

在1200度以下

具有较高的力学性能

和化学稳定性

而且热膨胀系数小 抗热冲击

是优良的高温结构材料

它耐各种无机酸

和碱溶液的浸蚀

是优良的耐腐蚀材料

下面我们学习氮化硅陶瓷的应用

一反应烧结法制得的α氮化硅

它主要用于制作泵的耐蚀

耐磨密封环等零件

二热压烧结法制得的β氮化硅

它主要应用于制造高温轴承

转子叶片 静叶片

以及切削刀具等

如果在氮化硅中

加入一定量的三氧化二铝

烧制成的陶瓷

可以制作柴油机的气缸

活塞 燃汽轮机的叶轮等等

二 氮化硼陶瓷

它有六方氮化硼

和立方氮化硼两种

我们先学习六方氮化硼

它具有六方晶体结构

它呈白色

我们看这是它的结构

跟石墨一样

呈这种层状结构

所以又称为白色石墨

它的特点是硬度低

可进行各种切削加工

它的导热和抗热性高

耐热性好 有自润滑性能

它高温下耐腐蚀 绝缘性能好

主要应用制作高温的耐磨材料

电绝缘材料 耐火润滑剂等等

在高压和1360度的条件下

六方氮化硼

可以转化为立方β氮化硼

它的硬度接近于金刚石的硬度

立方氮化硼

可以作为金刚石的代用品

可以制作耐磨切削刀具

高温模具和磨料等等

三 氮化钛陶瓷

它的硬度很高

可以高达1800HV 很耐磨

它可以用作刃具的表面涂层

可以作为耐磨零件的表面涂层

也可以用作装饰

因为它呈金黄色

我们看这是用CVD法

在铣刀表面涂上的氮化钛涂层

下面我们对第五章进行下小结

我们介绍以下内容

一 工业陶瓷生产过程

包括原料制备 坯料成形

制品烧成或烧结

二 普通日用瓷

介绍了日用器皿 瓷器

普通工业陶瓷

介绍了建筑卫生瓷

电工瓷 化学化工瓷

三 特种陶瓷

介绍了氧化物陶瓷

如氧化铝 氧化铍 氧化锆

碳化物陶瓷

如碳化硅 碳化硼 碳化钨

硼化物陶瓷

如硼化铬 硼化钼 硼化钛

氮化物陶瓷

如氮化硅 氮化硼 氮化钛

好 这一章的学习就到这里 再见