现代陶瓷之结构陶瓷.ppt

按组分分类,结构陶瓷又可分为:
◇(1)氧化物陶瓷,如氧化铝陶瓷、氧化锆陶瓷、莫来石陶瓷、氧
化镁陶瓷、氧化钙陶瓷、氧化铍陶瓷、锆英石陶瓷等
令(2)氮化物陶瓷、如氮化硅陶瓷、赛龙( Sialon)、氮化铝陶瓷、氮
化硼陶瓷等
☆(3)碳化物陶瓷∶如碳化硅陶瓷、碳化钛陶瓷、碳化硼陶瓷以及
碳化铀陶瓷
◇(4)硼化物陶瓷,如硼化钛陶瓷、硼化锆陶瓷等。
由此可见,组成结构陶瓷的元素,如硅、硼、碳、氧、氮、
铝均为地壳中含量最多的,这也是结构陶瓷用作发动机部件
取代镍、钴、铬等战略金属、显示其生命力的地方
氧化物陶瓷
◇氧化铝陶瓷
今氧化锆陶瓷
氧化镁陶瓷
◆氧化铍陶瓷
◆其它氧化物陶瓷
氧化铝陶瓷
◇氧化铝陶瓷是一种以α氧化铝为主晶相的陶瓷材料
氧化铝含量一般在75~%之间,通常习惯以氧化铝的
含量来分类。氧化铝的含量在75%左右称为“75瓷
含量在85%左右称作“85瓷”,含量在99%左右称作
99瓷”。含量在9%以上的称作刚玉瓷或纯刚玉瓷
氧化铝有a(刚玉型)、β、γ、δ等11种变体,其中主
要是、y两种晶型,而且只有一种热力学稳定相,即a
氧化铝。而β氧化铝是含碱的铝酸盐(R2O·11Al2O3或
RO6A2O3)。它们的结构各不相同
00℃
800~100℃
050~1200℃
wx相共存一无定形AlO
H-AlO
a-AlO3
Al(OH)3
0℃
900~940℃
1050~1200℃
LAOOH
0-A2Oh一
a-Al O3
图31AOH)2在加热过程中的过渡相
主要AO3品型的晶体结构参数
项日
- Al
P-Aly O( O3)
晶系
六方


晶格常数
a-Al2O3属六方晶系其单位晶胞是一个尖的菱面
体,氧离子近似于六方密堆排列,AI古占据2/3的八面体空隙。
a-A2O3是自然界中唯一存在的Al2O3变体,如天然刚玉、红宝
石、蓝宝石等矿物。α-Al2O3是所有Al2O3变体中结构最紧密、活
性最低、电学性质最好的晶相,在所有温度下都是稳定的,其他变
体当温度达到1000~1600℃时都不可逆地转变为aAl2O
2氧化铝结构图
蓝宝石
蓝色的蓝宝石,是由于其中混有少量钛(Ti)
和铁(Fe)杂质所致;
红宝石
红色来自铬(Cr)
γAl2O3属立方晶系,尖晶石型结构,氧离子形成立方密堆
积,A填充在间隙中。γA1O3的密度小,且高温下不稳定
加热到1100-1200℃时,缓慢转变成aAlO3,到1450℃时这
过程才完成。,%。
由于γAl2O3是松散结构,机电性能差,可以用它来做多孔
材料。自然界没有发现yAl2O3,它一般是由含水的AL2O3矿物
(A2O2H2O或Al,O23H2O)经加热而成
面体同隙
(每晶胞内32个)
四面体间隙
(每晶内64个)
八面体间除的阳离子
四面体闰隙中的阳高子
y-AL2O3的结构图(尖晶石)
序A12O,其化学组成可以近似地用MeO·6A1O2和MeO·1141O3表示,其中
●Me指Ca0、Ba0,SrO等碱土金属氧化物;Me20指N2O、K2O或LO等碱金属氧化
物。严格地说,-AO不属于氧化铝,3A2O2只是一类Al2O含量很高的多铝酸盐化合
物,兵有明显离子导电性和松弛极化现象,介质损耗大,电绝缘性能差。它的这此性质决定
了不能用于结构薄瓷中,在制造无线电陶瓷时也不希望AL2①3存在,但它可作为快离子导
体材料用于钠电池中。