特种陶瓷-考试重点

【例2】已知坯料的化学组成简表1-2-2。

用原料氧化铝(工业纯、未经煅烧)、滑石(未经煅烧)碳酸钙、苏州高岭土培配制,求出其质量百分组成。

【解】设：氧化铝、碳酸钙的纯度为100%；滑石为纯滑石（3MgO·4SiO2·H2O），其理论组成为MgO31.7%，SiO263.5%，H2O4.8%；苏州高岭土为纯高岭土（Al2O3·2SiO2·2H2O），其理论组成为Al2O339.5%，SiO246.5%，H2O14%。

下面根据化学组成计算原料的质量百分含量：①CaCO3的质量＝1/0.5603=1.78②滑石的质量=1.3/0.317=4.10③高岭土的质量=（4.7-由滑石引入的SiO2质量）/0.465=4.51④工业纯的Al2O3质量=93-由高岭土的引入的Al2O3质量=93-4.51×0.395=91.22⑤引入原料的总质量为： M=1.78+4.10+4.51+91.22=101.61⑥配方用原料的质量百分数：CaCO3=（1.78/M）×100﹪=1.75滑石=（4.1/M）×100﹪=4.03高岭土=（4.51/M）×100﹪=4.44工业纯Al2O3=（91.22/M）×100﹪=89.77总计: 99. 99 ﹪提出问题：假使采用煅烧过的氧化铝和滑石进行配料，计算方法相同。

第一章特种陶瓷粉体的物理性能及其制备粉体----就是大量固体粒子的集合系。

它表示物质的一种存在状态。

粉体是气、液、固三相之外的所谓第四相。

粉体由一个一个固体颗粒组成，所以它仍然具有很多固体的属性，例如物质结构，密度等等。

它与固体之间最直观，也最简单的区别在于：当我们用物轻轻触及它时，会表现出固体所不具备的流动性和变形。

第一节特种陶瓷粉体的基本物理性能一、粉体的粒度与粒度分布1．粉体颗粒粉体颗粒----是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。

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。

特种陶瓷考试题目及答案一、单项选择题（每题2分，共20分）1. 特种陶瓷的主要原料是（）。

A. 金属氧化物B. 金属C. 非金属氧化物D. 非金属答案：C2. 下列哪种材料不属于特种陶瓷？（）A. 氧化铝陶瓷B. 氮化硅陶瓷C. 聚四氟乙烯D. 碳化硅陶瓷答案：C3. 特种陶瓷的烧结温度通常比普通陶瓷（）。

A. 低B. 相同C. 高D. 无法确定答案：C4. 特种陶瓷的热导率通常（）。

A. 低于普通陶瓷B. 高于普通陶瓷C. 与普通陶瓷相同D. 无法确定答案：B5. 特种陶瓷的断裂韧性通常（）。

A. 低于普通陶瓷B. 高于普通陶瓷C. 与普通陶瓷相同D. 无法确定答案：B6. 特种陶瓷的电导率通常（）。

A. 低于普通陶瓷B. 高于普通陶瓷C. 与普通陶瓷相同D. 无法确定答案：A7. 特种陶瓷的热膨胀系数通常（）。

A. 低于普通陶瓷B. 高于普通陶瓷C. 与普通陶瓷相同D. 无法确定答案：A8. 特种陶瓷的硬度通常（）。

A. 低于普通陶瓷B. 高于普通陶瓷C. 与普通陶瓷相同D. 无法确定答案：B9. 特种陶瓷的耐化学腐蚀性通常（）。

A. 低于普通陶瓷B. 高于普通陶瓷C. 与普通陶瓷相同D. 无法确定答案：B10. 特种陶瓷的抗热震性通常（）。

A. 低于普通陶瓷B. 高于普通陶瓷C. 与普通陶瓷相同D. 无法确定答案：B二、多项选择题（每题3分，共15分）11. 特种陶瓷的主要应用领域包括（）。

A. 航空航天B. 电子工业C. 建筑行业D. 医疗领域答案：ABD12. 下列哪些因素会影响特种陶瓷的性能？（）A. 原料纯度B. 烧结温度C. 烧结时间D. 冷却速率答案：ABCD13. 特种陶瓷的加工方法包括（）。

A. 机械加工B. 热处理C. 化学蚀刻D. 超声波加工答案：ACD14. 特种陶瓷的表面处理技术包括（）。

A. 抛光B. 喷砂C. 阳极氧化D. 镀膜答案：ABD15. 特种陶瓷的断裂机制包括（）。

第二章特种陶瓷成型工艺1、什么是成型？特种陶瓷的主要成型方法可分为哪些？成型：将坯料制成具有一定形状、尺寸、孔隙和强度的坯体（生坯）的工艺过程。

2、坯料成型前原料预处理的5种方式。

1、原料煅烧2、原料的混合3、塑化4、造粒5、瘠性物料的悬浮3、原料煅烧的3个目的。

具体说明常用原料（氧化铝、氧化镁、滑石、二氧化钛）煅烧的目的。

煅烧的主要目的：① 去除原料中易挥发的杂质、化学结合和物理吸附的水分、气体、有机物等，提高原料的纯度。

② 使原料颗粒致密化及结晶长大，可以减少在以后烧结中的收缩，提高产品的合格率。

③ 完成同质异晶的晶型转变，形成稳定的结晶相，如γ-Al2O3煅烧成α-Al2O34、特种陶瓷原料混合的基本形式有哪两种？干混和湿混5、塑化的定义、原因及常用的塑化剂种类和组成。

塑化：是指利用塑化剂使原来无塑性的坯料具有可塑性过程。

传统陶瓷中有可塑性粘土，本身有良好的成型性能。

但特种陶瓷粉体中，几乎不含粘土，都是化工原料，这些原料没有可塑性。

因此，成型之前先要塑化。

塑化剂通常为有机塑化剂和无机塑化剂。

塑化剂通常由三种物质组成：a.粘结剂：能粘结粉料，如聚乙烯醇PVA、聚乙酸乙烯酯、羧甲基纤维素等。

b.增塑剂：溶于粘结剂中使其易于流动，通常为甘油等。

c.溶剂：能溶解粘结剂、增塑剂并能和坯料组成胶状物质，通常有水、无水乙醇、丙酮、苯等。

6、塑化剂对坯体性能的影响。

（1）还原作用的影响：将会同坯体中某些成分发生作用，导致还原反应，使制品的性能变坏，特别是易还原的TiO2和钛酸盐。

因此，焙烧工艺要特别注意。

（2）对电性能的影响：由于塑化剂挥发时产生一定的气孔，也会影响到制品的绝缘性能。

粘结剂越多，气孔越多，击穿电压越低。

（3）对机械强度的影响：塑化剂挥发是否完全、塑化剂用量的大小，会影响到产生气孔的多少，从而将影响到坯体的机械强度。

（4）塑化剂用量的影响一般塑化剂的含量越少越好，但塑化剂过低，坯体达不到致密化，也容易产生分层。

特种陶瓷试题一、填空1. 陶瓷的断裂方式分为 穿晶断裂 和 沿晶断裂 。

2. 陶瓷的增韧方法有 相变增韧 、 颗粒弥散增韧 、 纤维（晶须）补强增韧 和 纳米陶瓷增强增韧。

3. 理想粉体的特点：形状规则（各向同性）一致 、 粒度均匀且细小 、不结块 、 纯度高 、 能控制相。

4. 特种陶瓷粉体的制备方法：机械法 和 合成法。

5. 混料加料的顺序为：先多后少再多。

6. 烧结温度低于 材料熔点。

7. 烧结过程的驱动力为 粉体过剩的表面能。

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

9. 在热力学上，所谓烧结是指 系统总能量或Gibbs 自由能减少的过程。

10. 烧结，根据物质状态的不同分为 固相烧结 和 液相烧结。

11. 32O Al 有 α-32O Al 、β-32O Al 、γ-32O Al 三种晶相，其中α-32O Al 最稳定。

12. 四方氧化锆多晶体（TZP ）是韧性最好的陶瓷。

13. SiC 俗称 金刚砂，是 共价键化合物，晶相有 α-SiC （六方），β-SiC（立方），其中α-SiC 是 高温稳定相，β-SiC 是低温稳定相。

14. 功能陶瓷 拥有声、光、电、热、磁、化学等的检测、转换、传输、处理和储存能力的陶瓷。

15. 陶瓷根据导电性分为 电绝缘陶瓷、电解质陶瓷、半导体陶瓷、导体陶瓷、超导体陶瓷。

二、简答1.原料煅烧的主要目的是什么？答：①去除原料中易挥发的杂质、化学结合和物理吸附的水分、气体、有机物等，从而提高原料纯度；②使原料颗粒致密化及结晶长大，这样可以减少在以后烧结中的收缩，提高产品的合格率；③完成同质异晶的晶型转变，形成稳定的晶相。

2.简述先进陶瓷材料的制备过程及要求。

答：①粉体的制备：要求使用人工合成的高质量粉体作起始材料。

②陶瓷的成型：要求使用高纯度粉体添加有机添加剂才能适用于干法或湿法成型。

第一章特种陶瓷粉体的制备及其性能表征1、特种陶瓷粉体应具有的6个特性。

（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）球形颗粒且尺寸均匀单一（6）分散性好无团聚2、粒度分布的概念及其2种表示方法。

颗粒分布用于表征多分散颗粒体系中粒径大小不等的颗粒的组成情况，分为频度分布和累积分布。

3、筛分法中目数的计算公式。

为什么说筛分法适合于40μm以上的粗粉？4、粉体在液体介质中的分散原则及调控措施。

分散原则：（1）润湿原则：颗粒必须被液体介质润湿，使颗粒能很好地浸没在液体介质中。

（2）表面力原则：颗粒间的总表面力必须是一个较大的正值，以使颗粒间有足够强的相互排斥作用，防止颗粒相互接触并产生凝聚。

调控措施：（1）介质调控（2）分散剂调控（3）机械调控（4）超声波分散5、特种陶瓷粉体的球磨制备法中球磨的目的。

球磨的目的：（1）提高原料粉的分散度、减小粒度（粉碎细化）；（2）球磨过程可以使各组分混合更均匀（混合均匀）；（3）由于粉末粒度变细，粉末颗粒内部的杂质暴露出来，有利于粉料的净化（除杂）6、影响球磨效率的主要因素。

（1）临界转速；（2）磨球的直径级配；（3）水与电解质的加入量；（4）装载量；（5）球磨时间；（7）磨球与内衬的质料。

7、球磨机临界转速的概念。

球磨机中最外层钢球刚刚随筒体一起旋转而不下落时的球磨机转速称为临界转速。

用N表示，单位是r/min。

实际上是使最外层球也不会发生离心运转的筒体最高转速。

8、粉碎机械力化学作用中粉碎平衡的定义、原因及特点。

粉碎平衡：粉碎过程中颗粒微细化过程与微细颗粒团聚过程的平衡。

粉碎平衡出现的原因：（1）颗粒团聚微细化粉体的表面相互间有引力（vanderwaals 力、静电力、磁力）、水膜凝聚力、机械压力、摩擦力等作用使颗粒团聚。

微颗粒界面积越大，越易于团聚。

结晶化、活性化能量小的离子晶体也易发生团聚。

（2）粉体应力作用出现缓和状态微颗粒团聚体中由于颗粒间的滑移、颗粒本身的弹性变形以及颗粒表面的晶格缺陷、晶界不规则结构所产生的粉体应力作用出现缓和，致使碎裂作用减小。

1：新型陶瓷材料：除硅酸盐类无机非金属材料以外，非硅酸盐类无机非金属材料(氧化物、非氧化物和其它盐类)发展异常迅猛，这部分材料称为新型无机非金属材料。

2：晶体结构：主要为离子键、共价键或离子键-共价混合键3：化学组成：已不局限于硅酸盐，还包括其他含氧酸盐、氧化物、氮化物、碳与炭化物、硼化物、氟化物、硫系化物、硅与硅化物、锗、Ⅲ~Ⅴ族和Ⅱ~Ⅵ族化合物等。

4：存在的形态与形状：多样化、复合化、薄膜，纤维，纳米等低维化、单晶和非晶材料越来越重要。

5：陶瓷分类：特种陶瓷（结构陶瓷，功能陶瓷），陶器，瓷器，炻器6：功能陶瓷的基本电学性质：在电场作用下传导电流和被电场感应的性质。

7：陶瓷材料的两个基本电学性质: 电导率 介电常数8：各种陶瓷材料或多或少都存在着能传递电荷的质点，这些质点称为载流子。

金属材料中的载流子是自由电子，陶瓷中的载流子可能是离子，也可能是电子、空穴或几种载流子共同存在。

离子作为载流子的电导机制称为离子电导；电子或空穴作为载流子的电导机制称为电子电导。

9：电流I 通过电子电导的陶瓷试样时，如果在垂直于电流的方向加上一磁场H ，则在垂直于I-H 平面的方向产生了电场EH ，该电场EH 称之为霍耳电场，这种现象称之为霍耳效应。

实验证明霍耳效应的产生是由于电子在磁场作用下，产生横向位移的结果。

由于离子质量比电子大得多，离子在该磁场作用下，不呈现横向位移，因此离子电导则不呈现有霍耳效应。

因此，常用霍耳效应来区分陶瓷材料的载流子主要是电子还是离子。

如果霍耳电场EH 的方向与图示方向相反则为空穴电导10：介电常数：是衡量电介质材料储存电荷能力的参数，通常又叫介电系数或 电容率，是材料的特征参数。

（公式中：Q0为真空介质时电极上的电荷量； Q 为同一电场和电极系统中介质为非真空介质时电极上的电荷量。

） 物理意义：同一电场作用下，同一电极系统中介质为非真空电介质比 真空介质情况下，电极上的储存电荷量增加的倍数等于该 非真空介质的介电常数。

流延成型：将粉体加入粘合剂混合成浆料，再把浆料放入流延机的料斗中，流经薄膜载体上，形成膜坯。

梯度陶瓷材料：在同一材料内不同方向上由一种功能逐渐连续分布为另一种功能的材料称为梯度材料。

生物活性陶瓷：能在材料界面上诱发特殊生物反应，从而在材料和组织间形成化学键性结合的生物陶瓷。

功能陶瓷：指具有电、磁、光、超导、声、生物、化学（答出7个中的5个）等及其功能转换的陶瓷。

压电陶瓷：由机械能转变为电能或电能转变为机械能的某些陶瓷微裂纹增韧：陶瓷材料中存在许多小于临界尺寸的微纹，这些微裂纹在负载作用下是非扩展性的，但大的裂纹在扩展中遇到这些裂纹时，使扩展裂纹转向，吸收能量，起到提高韧性的作用，称为微裂纹增韧。

反应烧结：通过多孔坯体同气相或液相发生化学反应，从而使坯体质量增加，孔隙减小，并烧结成为具有一定强度和尺寸精度的成品的工艺。

PTC陶瓷：具有正的温度系数的陶瓷材料（或随温度升高，陶瓷材料的电阻率增大的陶瓷材料）热释电陶瓷：因温度而引起表面电荷变化的陶瓷（某些陶瓷）。

表面强化韧化：由于氧化锆四方晶向单斜晶转变产生的体积膨胀，从而使表面产生压应力，起到强化和韧化的作用。

低膨胀陶瓷材料：指膨胀系数的绝对值小于2×10-6/℃的陶瓷材料。

敏感陶瓷材料：当作用于由这些材料制造的元件上的某一个外界条件，如温度、压力、湿度、气氛、电场、光及射线等改变时，能引起该材料某种物理性能的变化，从而能从这种元件上准确迅速地获得有用的信号。

反应烧结：通过多孔坯体同气相或液相发生化学反应，坯体质量增加，孔隙率减小，并烧结成为具有一定强度和尺寸精度的成品的工艺。

压电效应：向压电陶瓷施加机械应力或电场后，在压电陶瓷的表面出现电荷或陶瓷沿极化方向发生形变，这种现象称为压电效应。

PTC效应：正温度系数效应，即陶瓷材料的体积电阻率随温度升高而升高的特性。

具缓变型、突变型等等。

人工极化：人工极化就是在电场作用下使材料内的电畴沿电场方向取向的过程，其结果是材料内部的正负电荷中心产生偏离而出现极化。

1、已知坯料的化学组成如下：Al2O3为92.0wt％，MgO为1.5wt％，SrO为1.0wt％，CaO为1.0wt％，SiO2为 4.5wt％。

用原料氧化铝、纯滑石3MgO.4SiO2.H2O，碳酸锶、煅烧高岭Al2O32SiO2、氧化硅配制，根据化学组成，求出其质量百分组成。

（Al2O3，SiO2，MgO，H2O分子量分别为101.9，60.0，40.3，18，碳酸锶中氧化锶含量为103.6/147.6，氧化钙分子量56，CO2分子量为44）。

答案：需SrCO3 1.42克；需CaCO3 1.79克；需滑石4.7克；需补高岭2.77克；需补氧化铝90.73克；合计：1.42+1.79+4.7+2.77+90.73=101.41克配方质量百分组成为：Al2O3 89.47% SrCO3 1.40% CaCO3 1.77% 高岭2.73% 滑石4.63%2、以BaCO3、SrCO3、Pb3O4、Fe2O3配料，试计算钡锶复合铁氧体Ba0.45Sr0.45Pb0.1O．6Fe2O3配方的百分组成。

已知BaCO3、SrCO3、Pb3O4、Fe2O3的摩尔质量分别是197.3、147.6、685.6、159.7。

解BaCO3 0.45×197.3＝88.79 7.82%SrCO3 0.45×147.6＝66.24 5.83%Pb3O4 0.1×685.6÷3＝22.85 2.01%Fe2O3 6×159.7＝958.20 84.34%∑＝1136.083、已知坯料的化学组成如下：Al2O3为93.0wt％，MgO为1.5wt％，SrO为1.0wt％，SiO2为4.5wt％。

用原料氧化铝、纯滑石3MgO.4SiO2.H2O，碳酸锶、苏州高岭配制，根据化学组成，求出其质量百分组成。

（Al2O3，SiO2，MgO，H2O分子量分别为101.9，60.0，40.3，18，碳酸锶中氧化锶含量为103.6/147.6）。

绪论陶瓷是以粘土为主要原料以及各种天然矿物经过粉碎混炼、成型和煅烧制得的材料以及各种制品。

传统陶瓷：指硅酸盐类材料，按照性能特点和用途，主要包括日用器皿、建筑材料等。

特种陶瓷：在传统陶瓷的工艺基础上制备出的一系列具有力学、电、磁性、声、光、热或者生物等特殊功能的陶瓷材料。

传统陶瓷与特种陶瓷的区别？1、原材料不同传统陶瓷采用天然矿物而特种陶瓷则使用经人工合成的高质量粉体。

2、结构不同传统陶瓷结构由原材料的多样性决定，显微结构不均匀。

特种陶瓷结构简单明晰，纯度高，均匀细密。

3、制备工艺不同 传统陶瓷可直接用于湿法成型，烧结温度较低，烧成后一般不需加工。

特种陶瓷需添加有机添加剂才能成型，烧结温度较高，烧成后一般尚需加工。

4、性能（用途）不同 传统陶瓷一般限于日用和建筑使用。

特种陶瓷在力学、电、磁、声、光、热、生物等方面使用。

第一章理想粉体的要求：形状规则一致、粒径均匀且细小、不团聚结块、纯度高、相易控制特种陶瓷颗粒的要求：化学组成精确、化学组成均匀性好、纯度高、适当小的颗粒尺寸、球状颗粒且尺寸均匀单一、分散性好无团聚表征粉体的参数： 颗粒大小、颗粒分布、颗粒形态、表面能、填充性、烧结性。

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。

第二章模压成型 ：也叫干压成型，即将粉料加少量结合剂，先经造粒，然后将造粒后的粉料置于钢模中，在压力机上加压形成一定形状的坯体。

等静压成型：又叫静水压成型，它是利用液体介质不可压缩性和均匀传递压力性的一种成型方法。

有冷等静压和热等静压两种类型，冷等静压又分为湿式等静压和干式等静压。

模压与等静压工艺对比答：等静压成型与模压成型相比具有以下优点：①素坯密度高、均匀、缺陷少，烧成收缩比一般模压要低。

能压制具有凹形、空心、细长件以及其他复杂形状的零件，而模压成型只能做规则的形状 ②摩擦损耗小，成型压力较低 ③压力从各个方面传递，压坯密度分布均匀、压坯强度高 ④模具成本低廉缺点:尺寸和形状不易精确控制，生产效率低，不易实现自动化。

特种陶瓷复习参考题1． 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，按照便于进行结构设计及控制制造的方法进行制造、加工的，具有优异特性的陶瓷。

主要包括高温、高强、耐磨、耐腐蚀为特征的结构陶瓷及用以进行能量转换的功能陶瓷和生物陶瓷。

由于不同的化学组分和显微结构而决定其具有不同的特殊性质和功能，如高强度、高硬度、耐腐蚀、导电、绝缘、磁性、透光、半导体以及压电、铁电、光电、电光、声光、磁光、超导、生物相容性等。

由于性能特殊，这类陶瓷要应用于高温、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。

2． 说明Al 2O 3陶瓷的晶型，各种晶型的结构。

Al 2O 3同质异晶体主要的三种：α- Al 2O 3，β- Al 2O 3，γ- Al 2O 3。

1300℃以上的高温几乎完全转变为α- Al 2O 3。

γ- Al 2O 3属尖晶石型（立方）结构，氧原子形呈立方密堆积，铝原子填充在空隙中。

β- Al 2O 3是一种Al 2O 3含量很高的多铝酸盐矿物。

其结构由碱金属或碱土金属离子如[]NaO -层和1112[]Al O +类型尖晶石单元交叠堆积而成，氧离子排列成立方密堆积，Na +完全包含在垂直于C 轴的松散堆积平面内。

α- Al 2O 3属三方晶系，单位晶胞是一个尖的菱面体。

3． 说明Al 2O 3的预烧的目的，并说明哪些因素对预烧的影响。

预烧的目的：一是使γ- Al 2O 3全部转变为α- Al 2O 3，减少烧成收缩，二是可以排除Al 2O 3原料中的Na 2O ，提高原料的纯度，从而保证产品的性能。

影响预烧的因素：（1）温度：预烧温度偏低即不完全转变成α- Al 2O 3，且电性能降低；预烧温度过高，粉料发生烧结，不易粉碎，且活性降低。

（2）气氛：1450℃以下，不同气氛中预烧的Al 2O 3，其Na 2O 的含量不同。

4． 简要说明Al 2O 3瓷的生产工艺过程。

1、什么是陶瓷？这种由无机非金属材料作为基本组分组成的固体制品统称为陶瓷。

以粘土、长石、石英为主要原料，经过粉碎、混炼、成型、锻烧等制作的产品2、陶和瓷的重要区别？坯体的孔隙度，即吸水率，取决于原料和烧结温度。

3、陶瓷材料的三个发展趋势？复合化：利用加和及乘积效应，开发出单一材料中不存在的新功能获由于单一材料性能的综合功能材料。

多功能化：将功能性与结构性相结合，如集低介电常数、高绝缘、高导热性、高机械强度、微型化于一体的基片材料。

多功能材料的发展对促进产品向轻、小、薄的发展提供了基础。

低维化：低维材料是低于三位材料的总称。

零维的是超微粒子，包括团聚体、那你材料和亚微米材料；一维材料包括晶须、纤维、以及纳米丝和纳米管；二维材料主要为薄膜材料4、陶瓷的分类？传统陶瓷和先进陶瓷两大类。

5、结构陶瓷的分类？氧化物陶瓷、碳化物陶瓷、氮化物陶瓷、硼化物陶瓷6、先进陶瓷与传统陶瓷的区别？在原料上：突破了传统陶瓷以黏土为主要原料的界限，先进陶瓷一般以提纯的化合物为主要原料。

在成分上：传统陶瓷的组成由黏土的成分决定，所以不同产地和炉窑的陶瓷有不同的质地，由于先进陶瓷的原料是纯化合物，因此成分由人工配比决定，其性质的优劣由原料的纯度和工艺决定。

在制备工艺上：突破了传统陶瓷以炉窑为主要生产手段的界限，广泛采用真空烧结、保护气氛烧结、热压、热等静压等手段。

近些年来，还相继开发了多种“软化学”方法来制备先进陶瓷，如溶胶-凝胶（sol-gel）法、水热法、自组装法等。

在性能上：先进陶瓷具有不同的特殊性质和功能，如高强度、高硬度、耐腐蚀、导电、绝缘以及在磁、电、光、声、生物工程各方面具有的特殊功能，从而使其在高温、机械、电子、计算机、宇航、医学工程等各方面得到广泛的应用。

7、陶瓷材料的结构组成是什么？陶瓷材料的结构是由晶体、玻璃体和气孔所组成的。

8、陶瓷材料晶体结构可以分为哪两种？其晶体结构可分为典型晶体结构和硅酸盐晶体结构。

特种陶瓷复习参考题1．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，按照便于进行结构设计及控制制造的方法进行制造、加工的，具有优异特性的陶瓷。

主要包括高温、高强、耐磨、耐腐蚀为特征的结构陶瓷及用以进行能量转换的功能陶瓷和生物陶瓷。

由于不同的化学组分和显微结构而决定其具有不同的特殊性质和功能，如高强度、高硬度、耐腐蚀、导电、绝缘、磁性、透光、半导体以及压电、铁电、光电、电光、声光、磁光、超导、生物相容性等。

由于性能特殊，这类陶瓷要应用于高温、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。

2．说明Al 2O3 陶瓷的晶型，各种晶型的结构。

Al 203同质异晶体主要的三种：a- AI2O3, 3- AI2O3, Y AI2O3。

1300 C以上的高温几乎完全转变为a- AI2O3。

Y- A I 2 O 3属尖晶石型(立方)结构，氧原子形呈立方密堆积，铝原子填充在空隙中。

3- AI2O3 是一种AI2O3 含量很高的多铝酸盐矿物。

其结构由碱金属或碱土金属离子如[NaO] 层和[ AI11O12 ] 类型尖晶石单元交叠堆积而成，氧离子排列成立方密堆积，Na 完全包含在垂直于C轴的松散堆积平面内。

a- AI2O3属三方晶系，单位晶胞是一个尖的菱面体。

3.说明AI 2O3的预烧的目的，并说明哪些因素对预烧的影响。

预烧的目的：一是使Y AI2O3全部转变为a- AI2O3,减少烧成收缩，二是可以排除AI 2O3 原料中的Na2O，提高原料的纯度，从而保证产品的性能。

影响预烧的因素：(1 )温度：预烧温度偏低即不完全转变成 a AI 2O3，且电性能降低；预烧温度过高，粉料发生烧结，不易粉碎，且活性降低。

(2)气氛：1450 C以下，不同气氛中预烧的AI 2O3,其Na2O的含量不同。

4.简要说明AI 2O3瓷的生产工艺过程。

原料煅烧T磨细T配方T加粘结剂T成型T素烧T修坯T烧结T表面处理。

绪论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。

结构陶瓷：具有高硬、高强、耐磨、耐蚀、耐高温、润滑性好等性能，可用作机械结构零部件的陶瓷材料。

功能陶瓷：具有声、光、电、热、磁特性和化学、生物功能的陶瓷材料。

2简述特种陶瓷和传统陶瓷的区别①原材料不同。

传统陶瓷以天然矿物，如粘土、石英和长石等不加处理直接使用；而现代陶瓷则使用经人工合成的高质量粉体作起始材料，突破了传统陶瓷以粘土为主要原料的界线，代之以“高度精选的原料”。

②结构不同。

传统陶瓷的组成由粘土的组成决定，不同产地的陶瓷有不同的质地，所以由于原料的不同导致传统陶瓷材料中化学和相组成的复杂多样、杂质成分和杂质相较多而不易控制，显微结构粗劣而不够均匀，多气孔；先进陶瓷的化学和相组成较简单明晰，纯度高，即使是复相材料，也是人为调控设计添加的，所以先进陶瓷材料的显微结构一般均匀而细密。

③制备工艺不同。

传统陶瓷用的矿物经混合可直接用于湿法成型，如泥料的塑性成型和浆料的注浆成型，材料的烧结温度较低，一般为900℃-1400℃，烧成后一般不需加工；而先进陶瓷一般用高纯度粉体添加有机添加剂才能适合于干法或湿法成型，材料的烧结温度较高，根据材料不同从1200℃到2200℃，烧成后一般尚需加工。

在制备工艺上突破了传统陶瓷以炉窑为主要生产手段的界限，广泛采用诸如真空烧结、保护气氛烧结、热压、热等静压等先进手段。

④性能不同。

由于以上各点的不同，导致传统陶瓷和先进陶瓷材料性能的极大差异，不仅后者在性能上远优于前者，而且特种陶瓷材料还发掘出传统陶瓷材料所没有的性能和用途。

传统陶瓷材料一般限于日用和建筑使用，而特种陶瓷具有优良的物理力学性能，高强、高硬、耐磨、耐腐蚀、耐高温、抗热震，而且在热、光、声、电、磁、化学、生物等方面具有卓越的功能，某些性能远远超过现代优质合金和高分子材料。