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7.4.1 普通陶瓷的组织和结构在线视频

7.4.1 普通陶瓷的组织和结构

下一节:7.4.2 精细陶瓷的组成、组织结构和性能

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7.4.1 普通陶瓷的组织和结构课程教案、知识点、字幕

我们下边讲

就是普通陶瓷的组织和结构

普通陶瓷的组织结构

这又是

了解陶瓷的第四个重点问题

第四个重点问题

我再重复一遍

第一个问题什么叫陶

什么叫瓷

第二个问题

就讲的是四大原料

第三个问题讲的

是普通陶瓷的烧结过程

第四个大问题

普通陶瓷的组织和结构

那有的同学讲了

我们现在高新技术陶瓷

老师你为什么老讲普通陶瓷

道理在这个地方

普通陶瓷

我们从成分也讲

烧结工艺也讲

烧结过程来讲

它的组织结构来讲

要复杂的多

你理解了

日用陶瓷

普通陶瓷这些规律

你再理解高新技术陶瓷

那就简单多了

就简单多了

那么首先

普通陶瓷的结构

有哪些结构

四大相

哪些结构

第一大相是晶相

第二大相是玻璃相

第三大相是晶界

第四是气孔

这是普通陶瓷

那普通陶瓷晶相是什么

拿黏土石英长石陶瓷(举例)

首先是莫来石

当然莫来石有粒状的

有层片状的

还有针状的莫来石

把前者叫做一次莫来石

把后者叫做二次莫来石

讲义上都有

同学们可以看

第二大特点

它有玻璃相

所以陶瓷如果说

它是个普通陶瓷

是个纯粹的多晶材料

不太确切

因为在普通陶瓷里边

有玻璃相

它为什么有玻璃相

刚才我们讲了烧结过程当中

它产生晶相

就把那成分

不符合晶相就推出来了

推出来了以后

剩下的那些

它只能是玻璃相

玻璃相

无所谓晶粒了

是异常长大的巨大的晶粒

也可以说异常长大一个晶粒

但是或者是玻璃相

玻璃相当然是

非晶

或者里面缺陷很多了这些

成分比较复杂

都是人家不要的

推出来的东西

另外晶界 晶界

晶界是不同晶粒的过渡区

在金属里边

有晶界

多晶材料

什么叫多晶材料

这是多个晶粒再加上晶界

这就是多晶材料

晶界有不同的看法

早期把它看成一个

像沥青一样

低温的时候强度比较高

高温的时候强度比较低

那么现在看样子

它是一个晶态的材料

但是缺陷比较多地方

它可以容纳一些杂质

可以不同晶粒之间互相协调

低温的时候强化等等

这是晶界

在陶瓷里边晶界也是很多的

除了晶态 晶粒 晶界 玻璃相之外

陶瓷材料的区别于金属的

一个另外大的特点就是气孔

存在着大量的气孔

气孔一般是

不是连接到一块的

如果连续的气孔

那就更不行了

一般是分割开的气孔

这个气孔

是很多的

你3%是多少

那就不得了

里边的气孔

因此陶瓷材料

除了有玻璃相之外

还有大量的气孔

当然从陶瓷材料的基本的结构来讲

它里边有些个

共价键

有些个离子键

它不容易塑性变形

除了它晶粒本身

不容易发生塑性变形以外

再加上好多玻璃相

加上气孔

再加上晶界

因此陶瓷材料的塑性性能

是比较差的

是比较脆的

这是关于普通陶瓷的

内部结构

那么功能陶瓷

或者是高新技术陶瓷

它就是就是一种

氮化铝就是氮化铝

氮化硅就是氮化硅

碳化硅就是碳化硅

那么它的结构

就跟普通陶瓷不一样

它是什么

它是晶相 晶界加上气孔

但是它没有玻璃相

一般来讲是没有玻璃相

因为用三氧化二铝来讲

你要说它没有玻璃相

也有点牵强

为什么牵强

因为有92瓷 94瓷 96瓷 98瓷 99瓷

是不是

你除了92% 94% 96%的

三氧化二铝以外

还要给它加入其他一些东西

这些其他东西

往往分布在晶界

晶界就比较宽了

晶界比较宽

你可以认为它少量的玻璃相

形成一个网络

但是对于那些纯度很高的

那些高新技术陶瓷

或者结构陶瓷

或者功能陶瓷

它基本上是

三种结构

一种是晶相 一种是晶界

一种是气孔

有气孔这件事

是陶瓷材料区别于玻璃

和金属材料的一个重大的区别

金属是冶炼成的

它形成液相 温度比较高

玻璃是熔凝成的

玻璃有一个1600度的

澄清化阶段

那有气孔冒泡冒出去了

没有气孔了

但是在陶瓷过程当中

烧结成的

烧结成的

注意它烧结成的

它是固相烧结过程当中

那气泡

没有那么高的温度跑出来

因此这里边会有一些气泡

陶瓷里边有气泡

是个

是个它的特点之一

我们讲三氧化二铝

一般的三氧化二铝瓷

是白色的

但是我们可以把它做成透明陶瓷

怎么做成透明陶瓷

想一想怎么做成透明陶瓷

我们大街上用的高压钠灯

里面用的透明陶瓷

为什么用透明陶瓷

你如果用玻璃管做灯不行

玻璃管钠蒸汽一腐蚀就不行了

寿命很低

必须用三氧化二铝耐腐蚀

但是三氧化二铝

如果用普通的三氧化二铝

它不透光

它必须加上一个透明的

三氧化二铝

怎么得到透明的三氧化二铝

就是一定要纯度要很高

要原料的活性很好

要原料的颗粒很均匀

最好是球形化

烧结温度要严格的控制

使这里边气孔降得很低

结晶非常完整

晶界要少一些

要在烧结过程当中

反应非常充分

把那个气孔都排出来

当然本身原料比较纯

气孔也比较少

得到的陶瓷就是什么

就是透明三氧化二铝的陶瓷

陶瓷从道理上讲

它是个绝缘体

绝缘体

它本身它是个透光的

从道理上

它跟金属不一样

金属本身它

从本性上是不透光的

但是陶瓷它是个绝缘体

它本身应该是透光的

但是为什么陶瓷它不透光

就关于它结构所决定的

像普通陶瓷

有好多非晶相

晶界气孔

它都漫反射

根本透不了光

所以陶瓷是可以做成透光的

这就在材料上想办法

下边讲液相烧结

在烧结过程当中

凡是出液相的叫液相烧结

液相烧结 液相烧结

注意它的意思并不是说

完全处于液相状态

进行烧结

完全成为液态进行烧结

那就不叫陶瓷了

陶瓷是烧结成的

必须在熔点以下那个温度

那么什么叫液相烧结

凡是有液相参与的

烧结过程叫液相烧结

液相可能出的很少

可能出的很少

用百分数来讲

小于百分之几都有可能

但是液相尽管很少

它起的作用可不小

怎么说

它就可以液相

在高温之下

它就可以浸润颗粒表面

可以把不同的颗粒粘附在一块

然后

利用液相表面的张力

把不同的晶粒

给它拉紧

拉紧

使它扩散增强

另外液相出现以后

它的液相扩散系数

远大于固相的扩散系数

因此液相烧结可以使它

密实化可以使它均匀化

使反应均匀化

最后得到的瓷

它是非常均匀的

密实度非常高的

我们想普通陶瓷就是液相烧结

为什么液相烧结

你加了长石了

你加了长石

它熔点低

熔点低就变成液相了

液相尽管不是很多

起的作用还是很大的

把这种烧结叫做液相烧结

这是烧结过程当中

致密化的过程

致密化的过程 致密化就变成你看

它都是粉体

粉体密实

经过扩散 经过反应

最后出来晶相

这不是晶相就出来了

这也是

最后你看看

右图这是个多晶材料

注意多晶材料

多晶材料里面有些气孔

有些这些东西

这当然我们指的是

三氧化二铝的烧结

二氧化碳的烧结

这都属于精细陶瓷范畴

不是普通陶瓷范畴

材料学概论课程列表:

第1讲 材料的支柱和先导作用

-1.1 材料的定义和分类,选择材料的标准

--1.1.1 材料的定义和分类,选择材料的标准

-1.1 材料的定义和分类,选择材料的标准--作业

-1.2 材料的作用

--1.2.1 材料是人类社会进步的标志

--1.2.2 材料是当代文明的根基

--1.2.3 材料是各类产业的基础

--1.2.4 先进材料是高新技术的核心

--1.2.5 新材料是国家核心竞争力的体现

--1.2.6 材料可以“点石成金,化腐朽为神奇”

--1.2.7 “制造材料者制造技术”,材料可以“以不变应万变”

--1.2.8 复合材料和功能材料大大扩展了材料的应用领域

-1.2 材料的作用--作业

-1.3 材料科学与工程四面体

--1.3.1 材料科学与工程的定义和学科特点

--1.3.2 材料科学与工程四要素

--1.3.3 重视材料的加工和制造

--1.3.4 提高材料的性能永无止境

-1.3 材料科学与工程四面体--作业

-1.4 材料与创新

--1.4.1 关注材料的最新应用——强调发展,注重创新

--1.4.2 “9.11事件”世贸大厦垮塌和“3.11大地震”福岛核事故都涉 及材料

--1.4.3 新材料如何适应技术创新和产业创新

-1.4 材料与创新--作业

-本讲作业--作业

第2讲 材料就在元素周期表中(一)

-2.1 元素在周期表中的位置决定于其核外电子排布

--2.1 在元素周期表中发现材料

--2.1.2 元素周期表中120种元素综合分析

--2.1.3 原子的核外电子排布(1)——量子数和电子轨道

--2.1.4 原子的核外电子排布(2)——电子排布的三个准则

-2.1 元素在周期表中的位置决定于其核外电子排布--作业

-2.2 元素周期表反映元素的规律性

--2.2.1 核外电子排布的应用(1)——碳的sp3、sp2、sp杂化

--2.2.2 核外电子排布的应用(2)——四面体键的奇妙之处

--2.2.3 核外电子排布的应用(3)——电子授受及元素氧化数变化

--2.2.4 核外电子排布的应用(4)——过渡族元素和难熔金属

--2.2.5 原子半径、离子半径和元素的电负性

--2.2.6 原子的电离能和可能的价态表现

-2.2 元素周期表反映元素的规律性--作业

-2.3 过渡族元素、稀土元素和镧系元素

--2.3.1 稀土元素和锕系元素

--2.3.2 日常生活中须臾不可离开的元素

-2.3 过渡族元素、稀土元素和镧系元素--作业

-本讲作业--作业

第3讲 材料就在元素周期表中(二)

-3.1 材料性能与组织结构的关系

--3.1.1 材料性能和化学键类型之间的关系

--3.1.2 材料性能与微观结构的关系

--3.1.3 铁的晶体结构

--3.1.4 材料性能与组织的关系

-3.1 材料性能与组织结构的关系--作业

-3.2 从轨道能级到能带——绝缘体、导体和半导体

--3.2.1 从轨道能级到能带——绝缘体、导体和半导体

--3.2.2 化合物半导体和荧光体材料

-3.2 从轨道能级到能带——绝缘体、导体和半导体--作业

-本讲作业--作业

第4讲 金属及合金材料(一)

-4.1 高炉炼铁和转炉炼钢

--4.1.1 从矿石到金属制品(1)——高炉炼铁

--4.1.2 从矿石到金属制品(2)——转炉炼钢

-4.1 高炉炼铁和转炉炼钢--作业

-4.2 金属材料的组织结构

--4.2.1 晶态和非晶态、单晶体和多晶体

--4.2.2 相、相图、组织和结构

--4.2.3 凝固中的形核与长大

--4.2.4 钢的各种组织形态

-4.2 金属材料的组织结构--作业

-4.3 铸锭及其组织

--4.3.1 铸锭组织和连续铸造

-4.3 铸锭及其组织--作业

-本讲作业--作业

第5讲 金属及合金材料(二)

-5.1 金属材料的加工

--5.1.1 金属的热变形

--5.1.2 金属的冷变形

--5.1.3 由铜锭到铜箔的压延加工

-5.1 金属材料的加工--作业

-5.2 钢材的热处理

--5.2.1 热处理的目的和热处理温度的确定

--5.2.2 钢的退火(annealing)

--5.2.3 钢的正火(normalizing)

--5.2.4 钢的淬火(quenching)(1)——加热和急冷的选择

--5.2.5 钢的淬火(quenching)(2)——增加淬透性和防止淬火开裂

--5.2.6 钢的回火(tempering)

--5.2.7 恒温转变

-5.2 钢材的热处理--作业

-5.3 钢的强化机制

--5.3.1 钢的强化机制及合金钢

--5.3.2 应用最广的碳钢

--5.3.3 表面处理(1)——表面淬火及渗碳淬火

--5.3.4 表面处理(2)——表面渗碳、氮化及喷丸处理

--5.3.5 合金钢(1)——强韧钢、可焊高速钢和工具钢

--5.3.6 合金钢(2)——高速钢、不锈钢、弹簧钢和轴承钢

--5.3.7 铸铁及轻金属的减振应用

-5.3 钢的强化机制--作业

-本讲作业--作业

第6讲 粉体及纳米材料

-6.1 粉体材料的性能

--6.1.1 粉体及其特殊性能(1)——小粒径和高比表面积

--6.1.2 粉体及其特殊性能(2)——易流动性和高分散性

--6.1.3 粉体及其特殊性能(3)——低熔点和高化学活性

--6.1.4 粉体的特性及测定(1)——粒径和粒径分布的测定

--6.1.5 粉体的特性及测定(2)——密度及比表面积的测定

--6.1.6 粉体的特性及测定(3)——折射率和附着力的测定

-6.1 粉体材料的性能--作业

-6.2 粉体的加工与处理

--6.2.1 破碎和粉碎

--6.2.2 分级和集尘

--6.2.3 混料及造粒

--6.2.4 输送及供给

--6.2.5 非机械式粉体制作方式

-6.2 粉体的加工与处理--作业

-6.3 粉体的应用

--6.3.1 日常生活中的粉体

--6.3.2 工业应用的粉体材料

--6.3.3 粉体精细化技术——粒度精细化及粒子形状的改善

-6.3 粉体的应用--作业

-6.4 纳米材料

--6.4.1 纳米材料和纳米技术的概念

--6.4.2 “纳米”就在我们身旁

--6.4.3 纳米材料制备和纳米加工

--6.4.4 纳米技术与纳米材料的发展前景

-6.4 纳米材料--作业

-本讲作业--作业

第7讲 陶瓷及陶瓷材料

-7.1 陶瓷材料的定义和分类

--7.1.1 陶瓷发展史——人类文明进步的标志

--7.1.2 日用陶瓷的进展

--7.1.3 陶瓷及陶瓷材料分类

-7.1 陶瓷材料的定义和分类--作业

-7.2 坯体成型

--7.2.1 普通粘土陶瓷的主要原料

--7.2.2 陶瓷成型工艺(1)——旋转制坯成型和注浆成型

--7.2.3 陶瓷成型工艺(2)——干压成型、热压注成型和等静压成型

--7.2.4 陶瓷成型工艺(3)——挤压成型、注射成型和流延成型

-7.2 坯体成型--作业

-7.3 陶瓷烧结

--7.3.1 普通陶瓷的烧结过程

--7.3.2 陶瓷的烧成和烧结工艺

-7.3 陶瓷烧结--作业

-7.4 陶瓷材料的结构

--7.4.1 普通陶瓷的组织和结构

--7.4.2 精细陶瓷的组成、组织结构和性能

-7.4 陶瓷材料的结构--作业

-7.5 结构陶瓷

--7.5.1 结构陶瓷及应用(1)——Al2O3和Zr02

--7.5.2 结构陶瓷及应用(2)——TiO2、BeO和AlN

--7.5.3 结构陶瓷及应用(3)——SiC和Si3N4

--7.5.4 低温共烧陶瓷(LTCC)基板

-7.5 结构陶瓷--作业

-7.6 功能陶瓷

--7.6.1 单晶材料及制作

--7.6.2 功能陶瓷及应用(1)——陶瓷电子元器件

--7.6.3 功能陶瓷及应用(2)——生物陶瓷和换能器件

--7.6.4 功能陶瓷及应用(3)——微波器件、传感器和超声波马达

-7.6 功能陶瓷--作业

-本讲练习--作业

第8讲 玻璃材料及玻璃的应用

-8.1 玻璃的发展简史

--8.1.1 玻璃的发现

--8.1.2 古代玻璃与现代玻璃的组成惊人地相似

-8.2 玻璃的定义和特征

--8.2.1 玻璃的传统定义和现代定义

-8.3 玻璃的加工

--8.3.1 玻璃的熔融和成型加工

--8.3.2 非传统方法制造玻璃

-8.1-8.3 小节练习--作业

-8.4 建筑及高铁用玻璃

--8.4.1 新型建筑玻璃(1)

--8.4.2 新型建筑玻璃(2)

--8.4.3 汽车、高铁用玻璃(1)

--8.4.4 汽车、高铁用玻璃(2)

--8.4 建筑及高铁用玻璃--作业

-8.5 高技术玻璃

--8.5.1 生物医学用玻璃材料

--8.5.2 特殊性能玻璃材料(1)

--8.5.3 特殊性能玻璃材料(2)

--8.5.4 图象显示、光通信用玻璃材料(1)

--8.5.5 图象显示、光通信用玻璃材料(2)

--8.5.6 图像显示、光通信用玻璃材料(3)

-8.5 高技术玻璃--作业

-本讲练习--作业

第9讲 高分子及聚合物材料(一)

-9.1 何谓高分子和聚合物

--9.1.1 何为高分子和聚合物

--9.1.2 常见聚合物的结构和用途——按结构和反应分类

-9.1 何谓高分子和聚合物--作业

-9.2 聚合物的合成

--9.2.1 加聚反应和聚合物实例(1)——均加聚

--9.2.2 加聚反应和聚合反应实例(2)——共加聚

--9.2.3 缩聚反应和聚合物实例——共缩聚

-9.2 聚合物的合成--作业

-9.3 从结构层次看聚合物

--9.3.1 聚丙烯中的不对称碳原子引起的立体异构

--9.3.2 高分子链的结构层次

--9.3.3 高分子链间的相互作用

--9.3.4 高分子的聚集态结构

-9.3 从结构层次看聚合物--作业

-本讲练习--作业

第10讲 高分子及聚合物材料(二)

-10.1 高分子材料性能与加工

--10.1.1 天然橡胶和合成橡胶

--10.1.2 塑料的分类、特性及用途

--10.1.3 热固性树脂(热固性塑料)

--10.1.4 工程塑料

--10.1.5 新型电子产业用的塑料薄膜

--10.1.6 聚合物的结构模型及力学特性

--10.1.7 聚合物的形变机理及变形特性

--10.1.8 聚合物的成形加工及设备(1)——压缩模塑和传递模塑

--10.1.9 聚合物的成形加工及设备(2)——挤出成型和射出成型

--10.1.10 聚合物的成形加工及设备(3)——塑料薄膜和纤维丝制造

-10.1 高分子材料性能与加工--作业

-10.2 胶粘剂和涂料

--10.2.1 胶粘剂的构成和粘接原理

--10.2.2 胶粘剂的制造和用途

--10.2.3 涂料的分类及构成

--10.2.4 涂料中的成分、成膜和固化

-10.2 胶粘剂和涂料--作业

-本讲练习--作业

第11讲 复合材料和生物材料

-11.1 复合材料的定义和分类

--11.1.1 复合材料的定义和分类

--11.1.2 复合材料的界面

--11.1.3 复合材料的特长及优势

-11.1 复合材料的定义和分类--作业

-11.2 增强材料和基体材料

--11.2.1 复合材料中增强材料与基体材料的匹配

--11.2.2 增强纤维的制造

--11.2.3 碳纤维及C/C复合材料

--11.2.4 增强纤维的编制和铺展

--11.2.5 复合材料的成形制造

-11.2 增强材料和基体材料--作业

-11.3 复合材料的应用

--11.3.1 复合材料在航空航天领域的应用

-11.4 天然复合材料

--11.4.1 天然复合材料——木材的断面组织

--11.4.2 天然复合材料——木材的微观结构

-11.5 生物材料

--11.5.1 生物材料的定义和范畴

--11.5.2 骨骼、筋和韧带组织

--11.5.3 各种植入人体的材料

-11.3-11.5 节练习--作业

-本讲练习--作业

第12讲 磁性及磁性材料

-12.1 磁性的来源

--12.1.1 磁性源于电流

--12.1.2 过渡金属元素3d壳层的电子结构与其磁性的关系

-12.1 磁性的来源--作业

-12.2 磁性材料的分类

--12.2.1 亚铁磁性和软磁铁氧体磁性材料

-12.2 磁性材料的分类--作业

-12.3 磁畴和磁滞回线

--12.3.1 磁畴和磁畴壁的运动

--12.3.2 决定磁畴结构的能量类型

--12.3.3 磁滞回线及其决定因素

-12.3 磁畴和磁滞回线--作业

-12.4 软磁材料与硬磁材料

--12.4.1 非晶态高导磁率材料

--12.4.2 永磁材料及其进展

--12.4.3 钕铁硼稀土永磁材料及制备工艺

--12.4.4 钕铁硼永磁材料性能的提高与改进

--12.4.5 粘结磁体

--12.4.6 永磁材料的应用和退磁曲线

--12.4.7 磁性材料的各种应用

-12.4 软磁材料与硬磁材料--作业

-本讲练习--作业

第13讲 薄膜技术及薄膜制备技术

-13.1 薄膜的定义和薄膜形成的必要条件

--13.1.1 薄膜的定义和薄膜材料的特殊性能

--13.1.2 获得薄膜的三个必要条件

--13.1.3 真空获得

--13.1.4 薄膜是如何沉积的

--13.1.5 气体放电

--13.1.6 等离子体与薄膜沉积

-13.1 薄膜的定义和薄膜形成的必要条件--作业

-13.2 薄膜制备——PVD法

--13.2.1 真空蒸镀

--13.2.2 离子镀和激光熔射

--13.2.3 溅射镀膜

--13.2.4 磁控溅镀靶

--13.2.5 溅射镀膜的应用

-13.2 薄膜制备——PVD法--作业

-13.3 薄膜制备——CVD法

--13.3.1 CVD法原理及设备

--13.3.2 各类CVD的应用

-13.3 薄膜制备——CVD法--作业

-13.4 薄膜的加工

--13.4.1 薄膜图形化——湿法刻蚀和干法刻蚀

--13.4.2 反应离子刻蚀(RIE)和反应离子束刻蚀(RIBE)

--13.4.3 平坦化技术和大马士革工艺

-13.4 薄膜的加工--作业

-13.5 薄膜材料的应用

--13.5.1 超硬涂层

--13.5.2 金刚石及类金刚石图层

--13.5.3 电镀Cu膜用于集成电路芯片制作

-13.5 薄膜材料的应用--作业

-本讲作业--作业

7.4.1 普通陶瓷的组织和结构笔记与讨论

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