当前课程知识点:材料学概论 > 第7讲 陶瓷及陶瓷材料 > 7.4 陶瓷材料的结构 > 7.4.2 精细陶瓷的组成、组织结构和性能
那么精细陶瓷和普通陶瓷
到底有什么差别
我们刚才讲陶和瓷有什么差别
我们说精细陶瓷四大差别
跟普通陶瓷
原料不同 制作工艺不同
组织结构不同
性能和应用不同
我们再看看
我们第一章讲的
材料科学与工程四面体
第一个角上是Composition
第二个角上是Structure
第三个角上是Synthesis and Processing
上边是Properties or Performance to Cost Ratio
这四个
成份 组织结构
合成加工 上边是性能
我们看看现在 也是这样
也是分
所以我们学
材料学概论以后
首先抓住的这一件法宝
就是按照
材料科学与工程的四面体
分析材料
那这里边就说了
精细陶瓷跟日用陶瓷的差别之一
原料不同
第二是制作工艺不同
第三是组织结构不同
第四是性能和应用不同
肯定是这么四大区别
我们这里边举出来了
各种陶瓷
我这里面用的是陶瓷基板
电子工业用的陶瓷基板
那么组成和特征
你看三氧化二铝里边
刚才讲了
92瓷 96瓷 99瓷
莫来石
三个二氧化二铝
两个二氧化硅
块滑石
镁橄榄石 金青石
LTCC低温基板
那么高热导基板
氧化铍 氮化铝 碳化硅
单晶硅 三氧化二铝 金刚石
这张表当中
性能是哪些
性能是力学性能
电学性能 热学性能
还有表观密度
我们列这张表
这张表是我自己做了
我花了很长时间来做这张表
我们做这张表的目的是什么
并不是叫同学们死记硬背
把这张表记着
要是首先有哪些个陶瓷材料
大概心里有个数
然后比较这些陶瓷材料的时候
比较哪几个性能
然后这些性能是由什么所决定的
把这些性能会排队
比方说热导率
陶瓷材料热导率会排队
哪个高 哪个低
为什么它高 为什么它低
因为热导率
陶瓷材料热导率
它由什么所决定的呀
是吧
我们一说电导率
金属的电导率 很清楚
金属的电导率
铜 金 银 是吧
它电导率是高的
它电导率高 热导率也高
为什么
它是自由电子导热的过程吧
电导率是自由电子
那我们讲为什么铜银金
它电导率这么好
好
从它电子结构讲
因为它次外层电子是十个
都是十个
它已经是个闭壳层了
由于闭壳层
对外边那个电子的
外边不是一个就是两个
它束缚力比较低
因此它电导性也好
热导性也好
那么对于陶瓷材料
它的热导率由什么所决定的
它是声子导热
声子就是晶格振动
晶格振动 好了
晶格振动那对陶瓷来讲
既然它的热导机制是
声子是晶格振动
因此组成陶瓷材料
原子的原子系数越小
导热性越好
这是基本规律
你们可以看
谁的导热性最好
你们看这里边 看导热性
热导最后一排
看谁的最好
最好的是氧化铍
氮化硅 碳化硅和氮化铝
三氧化二铝就差了一个量级
道理在哪
因为氧化铍 氮化硅 碳化硅
组成这种陶瓷材料的
它的原子系数小
质量小 容易振动
还容易导热
三氧化二铝差一个数量级
为什么
铝的原子系数比它们大
所以我举这个表的意思是什么
不要死记硬背这个表
无论是热膨胀系数 热导率
还有它的强度等等这些
它都有一定的规律性
要认识规律性
为你后边来讨论问题
考虑问题
它都很方便了
比如说介电常数
介电常数跟什么有关系
为什么要用介电常数
热膨胀系数
热膨胀系数跟什么有关系
热膨胀系数
显然跟键的强度有关系
是吧
跟键的强度有关系
热膨胀系数最低是谁呀
是金刚石 是吧
那金属来讲
低熔点的金属
和高熔点的金属比较起来
谁的热膨胀系数比较大
当然是低熔点的金属比较大了
是吧
那你有机材料跟无机材料
跟金属比较起来
谁的热膨胀系数比较大
当然越软的
那些热膨胀系数越大了
谁的热膨胀系数大
有机材料的热膨胀系数(比较大)
这里边都有规律
你要把这种规律记住
你再讲别的材料就好办
所以我们叫做材料学概论
实际上里边
讲了很多很多的规律性
但是规律性
不是拿公式来推导出来的
是吧
我拿实际的材料给它摆出来
不同的材料做比较 是吧
讲道理
把道理吃透了 后边就好办了
-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
--1.2.7 “制造材料者制造技术”,材料可以“以不变应万变”
-1.2 材料的作用--作业
-1.3 材料科学与工程四面体
-1.3 材料科学与工程四面体--作业
-1.4 材料与创新
--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 材料与创新--作业
-本讲作业--作业
-2.1 元素在周期表中的位置决定于其核外电子排布
--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 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 过渡族元素、稀土元素和镧系元素--作业
-本讲作业--作业
-3.1 材料性能与组织结构的关系
-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 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
-4.1 高炉炼铁和转炉炼钢
-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 金属材料的组织结构--作业
-4.3 铸锭及其组织
-4.3 铸锭及其组织--作业
-本讲作业--作业
-5.1 金属材料的加工
-5.1 金属材料的加工--作业
-5.2 钢材的热处理
--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 钢材的热处理--作业
-5.3 钢的强化机制
--5.3.6 合金钢(2)——高速钢、不锈钢、弹簧钢和轴承钢
-5.3 钢的强化机制--作业
-本讲作业--作业
-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 粉体的加工与处理--作业
-6.3 粉体的应用
--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 纳米材料--作业
-本讲作业--作业
-7.1 陶瓷材料的定义和分类
-7.1 陶瓷材料的定义和分类--作业
-7.2 坯体成型
--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 陶瓷烧结--作业
-7.4 陶瓷材料的结构
-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 结构陶瓷--作业
-7.6 功能陶瓷
--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
-8.1 玻璃的发展简史
-8.2 玻璃的定义和特征
-8.3 玻璃的加工
-8.1-8.3 小节练习--作业
-8.4 建筑及高铁用玻璃
--8.4 建筑及高铁用玻璃--作业
-8.5 高技术玻璃
-8.5 高技术玻璃--作业
-本讲练习--作业
-9.1 何谓高分子和聚合物
-9.1 何谓高分子和聚合物--作业
-9.2 聚合物的合成
-9.2 聚合物的合成--作业
-9.3 从结构层次看聚合物
-9.3 从结构层次看聚合物--作业
-本讲练习--作业
-10.1 高分子材料性能与加工
--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 胶粘剂和涂料--作业
-本讲练习--作业
-11.1 复合材料的定义和分类
-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 增强材料和基体材料--作业
-11.3 复合材料的应用
-11.4 天然复合材料
-11.5 生物材料
-11.3-11.5 节练习--作业
-本讲练习--作业
-12.1 磁性的来源
--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 磁性材料的分类--作业
-12.3 磁畴和磁滞回线
-12.3 磁畴和磁滞回线--作业
-12.4 软磁材料与硬磁材料
-12.4 软磁材料与硬磁材料--作业
-本讲练习--作业
-13.1 薄膜的定义和薄膜形成的必要条件
-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 薄膜制备——PVD法--作业
-13.3 薄膜制备——CVD法
-13.3 薄膜制备——CVD法--作业
-13.4 薄膜的加工
--13.4.2 反应离子刻蚀(RIE)和反应离子束刻蚀(RIBE)
-13.4 薄膜的加工--作业
-13.5 薄膜材料的应用
-13.5 薄膜材料的应用--作业
-本讲作业--作业