工程陶瓷性能表

史上最全的建筑节能常用材料热工性能指标参数介绍还记得本公众号曾经发布过各类“史上最全”系列的科普吗？今天将为大家分享的是在我们做建筑节能设计和选材时经常遇到的问题，就是如何界定这些材料的热工性能参数。

这个表格里共展示了材料的名称、容重、导热系数、蓄热系数、热工计算时的修正系数等指标。

材料的名称是必须有的，部分材料还界定了相应的规格，例如尺寸规格，型号规格等。

容重是指单位容积内物体的重量，常用于工程上指一立方的重量，如单位体积土体的重量。

一般，轻质保温材料相对重质保温材料容重较低，保温性能越好。

但是，对于同一种有机发泡材料来讲，以EPS板为例，容重越大，密度越大，导热系数越低，保温性能越好。

对于同一种无机发泡材料来讲，以发泡混凝土为例，容重越大，导热系数越大，保温性能越差。

对于不同材料来讲，用泡沫混凝土和发泡聚氨酯来对比，前者容重大，导热系数大，保温性能差。

导热系数是指在稳定传热条件下，1m厚的材料，两侧表面的温差为1度（K，℃），在1秒钟内（1S），通过1平方米面积传递的热量，单位为瓦/米·度（W/(m·K)，此处为K可用℃代替）。

导热系数越低，保温性能越好。

当某一足够厚度单一材料层一侧受到谐波热作用时，表面温度将按同一周期波动。

蓄热系数即通过表面的热流波幅与表面温度波幅的比值。

是材料在周期性热作用下得出的一个热物理量。

对于一个有一定厚度的均质材料层来说，如果一次的空气温度作周期性波动，那么，材料层表面的温度和热流也要随着作同样周期的波动，此时，用表面上的热流波幅与表面波幅之比表示材料蓄热能力的大小，称为材料的蓄热系数。

为什么有导热系数和蓄热系数的修正系数呢？而且不同材料用在不同部位的修正系数还不一样呢？这主要是因为导热系数和蓄热系数都是在实验室的理想状态下测算出来的，与建筑物所处的实际状态有很大的差异，温湿度环境都不一样，而材料在实际工况下会因吸水等原因，致使导热系数、蓄热系数都有变动。

二、陶瓷材料的分类
1、按化学成分分类 可将陶瓷材料分为氧化物陶瓷、碳化物陶瓷、 氮化物陶瓷及其它化合物陶瓷。
玻璃幕 墙 导电玻 璃
2、按使用的原材料分类
可将陶瓷材料分为普通陶瓷和特种陶瓷。
普通陶瓷以天然的岩石、 矿石、黏土等材料作原 料。 特种陶瓷采用人工合成 的材料作原料。 3、按性能和用途分类 可将陶瓷材料分为结构 陶瓷和功能陶瓷两类。

玻璃相结构特点：硅氧四面体组成不规则的空间 网, 形成玻璃的骨架。 玻璃相成分：氧化硅和其它氧化物
(三)、气相
气相是陶瓷内部残留的孔洞；成因复杂，影 响因素多。 陶瓷根据气孔率分致密陶瓷、无开孔陶瓷 和多孔陶瓷。 气孔对陶瓷的性能不利（多孔陶瓷除外） 气孔率：普通陶瓷5%～10％ 特种陶瓷5％以下 金属陶瓷低于0.5％。
（2） 硅酸盐化合物的几种类型
按照连接方式划分，硅酸盐化合物可以分为以下几 种类型： ①孤立状硅酸盐 ②复合状硅酸盐 ③环状或链状硅酸盐 ④层状硅酸盐 ⑤立体网络状硅酸盐

①孤立状硅酸盐（岛状结构单元）
其单元体(SiO44－） 互相独立，不发生相 互连接。 化学组成一般可以表 示为2RO· 2。 SiO 其中RO表示金属氧化 物如MgO、CaO、 FeO等。 具有这类结构的有橄 榄石和石榴石等。
AX化合物的特征是：A和X原子或离子 是高度有序的，属于这类结构的有： （1）CsCl型 （2）NaCl型 （3） ZnS闪锌矿型 （4）纤维锌矿型
（以下分别介绍）
（1）CsCl型 这种化合物的结构见图3-2。A原子（或离 子）位于8个X原子的中心，X原子（或离子） 也处于8个A原子的中心。但应该注意的是， 这种结构并不是体心立方的。确切的说，它 是简单立方的，它相当于把简单立方的A原 子和X原子晶格相对平移a/2，到达彼此的 中心位置而形成。

4．3 墙面贴陶瓷锦砖施工工艺标准4．3．1总。

则4．3．1．1适用范围本章适用于工业与民用建筑室内、外墙面贴陶瓷锦砖装饰]程。

4．3．1．2编制参考标准及规范(1)中华人民共和国国家标准GB 50210—2001《建筑装饰装修工程质量验收规范》(2)中华人民共和国国家标准GB 50300—2001《建筑工程施工质量验收统一标准》(3)中华人民共和国国家标准GB 50325—2001《民用建筑工程室内环境污染控制规范》(4)中华人民共和国国家标准GB 50326—2001《建设工程项目管理规范》(5)《北京市建筑工程施工安全操作规程》DBJ 01—62—2002(6)《建筑安装分项工程施212212艺规程》DBJ 01—26—964．3．2术语、符号(1)交接检验由施工的承接方与完成方经双方检查并对可否继续施工做出确认的活动。

(2)主控项目建筑工程中的对安全、卫生、环境保护和公众利益起决定性作用的检验项目。

(3)一般项目除主控项目以外的检验项目。

(4)基层(直接承受装饰装修施工的面层)1374．3．3施工准备编制室内、外墙面贴陶瓷锦砖工程施工方案，并对工人进行书面技术及安全交底。

4．3．3．2材料准备(1)水泥：32．5级普通硅酸盐水泥或矿渣硅酸盐水泥。

粤有出产r证明或复试单，若出厂超过三个月，应按试验结果使用。

(2)白水泥：32．5级白水泥。

(3)砂子：粗砂或中砂，用前过筛，其他应符合规范的质量标准；(4)陶瓷锦砖(马赛克)：应表面半整，颜色一玖，撙孤!宽规宽尺寸一致，尺寸正确，边棱整齐，一次进场。

锦砖脱纸时间不得大于40min。

(5)石灰膏：应用块状生石灰淋制，淋制时必须用孔径不大于3mm ×3mm的筛过滤，并贮存在沉淀池中。

(6)生石灰粉：抹灰用的石灰膏可用磨细生石灰粉代替，其细度应通过4900孔／cm2筛。

用于罩面时，熟化时间不应小于3d。

(7)纸筋：用白纸筋或草纸筋，使用前三周应用水浸透捣烂。

d0
置，即使外力除去后，也不能再回到
复原位，就会保留永久的变形。
原子间距离
金属
陶瓷
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2、努氏硬度试验的压痕压入深度只有长对角线长度的1 /30，维氏硬度试
验的压痕压入深度为对角线长度的1/7，所以努氏硬度试验适用于表层硬度和 薄件的硬度测试。
3、同一试样在同一负荷下，努氏硬度压痕对角线长度约为维氏硬度压痕
对角线长度的3倍，大大优于维氏测量法。
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融化成液态。
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二、陶瓷力学性能及表征
弹性变形与弹性模量
陶瓷强度及表征
陶瓷的断裂韧性及表征
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2.1 弹性变形与弹性模量
与金属和有机材料不同，陶瓷材料具有弹性模量高、抗压强度和高温强度
1. 1）结晶学密度：是指原子组成的没有缺陷的连续晶格计算出来的理想密
度。 2）理论密度：与结晶学密度同义，但考虑了固溶体和多相。 3）体积密度：陶瓷体实际测出的密度，包括陶瓷内部所有的晶格缺陷， 各种相组成和制造中形成的气孔。 4）相对密度：指陶瓷实测体积密度与其理论密度比值的相对百分数。
显微硬度。也被广泛应用于陶瓷。
努普硬度所用压头很长，是一般维氏法中同样载荷下压痕的2.5倍，所 以压痕更易于测量。
努普金刚石压头主轴方向的压痕是副轴方向的7倍，硬度计算和维氏相
似，但用的是压痕的投影面积而不是实际表面积。

三、墙地砖及石材粘结剂系列产品（一）H F-JCMG101陶瓷墙地砖粘合剂HF-JCMG101陶瓷墙地砖粘合剂是一种以硅酸盐水泥和骨料为基料，配以进口聚合物胶粉等配制而成的室内外墙地砖粘结材料，适用于各种面砖与水泥基底材的粘结，本品为绿色环保产品。

1. 技术性能HF-JCMG101陶瓷墙地砖粘合剂性能指标见表2.用于建筑物内外墙面、地面、卫生间、厨房等部位的陶瓷墙地砖、马赛克等饰面材料的粘贴施工。

3. 特点粘结强度高耐高温耐久性好耐冻融4. 使用方法使用本品前必须对基层进行处理，具体方法如下：①、基层处理：基层表面必须坚实、平整、无裂纹，如沾有油污粉尘必须清除干净；温度高于35℃或基材较干燥，施工前用水轻微润湿；②、配料水和本产品的配料比例为1：4.5（质量比）左右；首先将1份清水倒入容器中，然后加入4.5份本产品，用电动搅拌器搅拌成均匀无颗粒的膏状，放置3～5分钟再搅拌一次即可使用。

③、粘贴用齿型刮板或抹子将搅拌好的胶粘剂涂布于基面上，使之均匀分布，然后将瓷砖揉压于上面即可，如用于背面沟槽较深的瓷砖的粘贴，除工作面抹浆外，还应在瓷砖背面抹浆。

5. 用量本产品一般情况下的用量为3.5kg/m2左右。

视施工面平整度，用量会有所增减。

6. 注意事项①、施工温度为5～35℃，避免强烈日晒雨淋；②、调好的浆料宜在2小时内用完；③、施工时如不慎入眼，应立即用清水冲洗并尽快就医诊治。

7. 包装纸塑复合带内衬包装，50kg/包。

8. 储存置于干燥阴凉处，注意防雨、防潮，未开封有效期12个月。

（二）HF-JCMG101B玻化砖粘合剂HF-JCMG101B玻化砖粘合剂是一种由硅酸盐水泥、骨料、进口聚合物胶粉等配制而成，本品具有更好的粘结强度和渗透力，克服了普通粘贴材料粘贴玻化砖存在的空鼓、脱落等各种弊端，是用于各种玻化砖粘贴的理想专用粘结材料。

1. 技术性能HF-JCMG101B玻化砖粘合剂性能指标见表2.建筑物内外墙面、地面玻化砖的粘结。

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1.2 材料的力学性能
• (2)试验条件及应用根据压头的种类和总载荷的大小，洛氏硬度常用 的表示方式有HRA , HRB , HRC三种，见表1 -2，其中以HRC应用最 广，如洛氏硬度表示为62 HRC表示用金刚石圆锥压头，总载荷为1 471 N测得的洛氏硬度值
• (2)优缺点洛氏硬度测定设备简单，操作迅速方便，可用来测定各种 金属材料的硬度。测定仅产生很小的压痕，并不损坏零件，因而适合 于成品检验，但测一点无代表性，不准确，需多点测量，然后取平均 值
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1.2 材料的力学性能
• 2.内力与内应力 • 材料受外力作用时，为保持自身形状尺寸不变，在材料内部作用着
与外力相对抗的力，称为内力。内力的大小与外力相等，方向则与外 力相反，和外力保持平衡。单位面积上的内力称为应力。 • 3.载荷下的变形 • (1)弹性变形材料在载荷作用下发生变形，而当载荷卸除后，变形也 完全消失。这种随载荷的卸除而消失的变形称为弹性变形。 • (2)塑性变形当作用在材料上的载荷超过某一限度，此时若卸除载荷， 大部分变形随之消失(弹性变形部分)，但还留下了不能消失的部分变 形，称为塑性变形，也称永久变形。 • 4.常用的力学性能指标 • 金属材料的力学性能是指材料在各种载荷作用下表现出来的抵抗变 形和断裂的能力。常用的力学性能指标有:强度、塑性、硬度、韧性 及疲劳强度等，另外还有粘弹性指标，它们是衡量材料性能和决定材 料应用范围的重要指标。
• 式中 бb—抗拉强度，MPa ;
•
Fb—试样在断裂前所受的最大外力，N;
• S0—试样原始截面积，mm2
• бs/бb的值称为屈强比。屈强比越小，工程构件的可靠性越高，也就
是万一超载也不致于马上断裂。但屈强比小，材料强度有效利用率也

显微硬度。也被广泛应用于陶瓷。
努普硬度所用压头很长，是一般维氏法中同样载荷下压痕的2.5倍，所 以压痕更易于测量。
努普金刚石压头主轴方向的压痕是副轴方向的7倍，硬度计算和维氏相
似，但用的是压痕的投影面积而不是实际表面积。
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但有一些晶体材料，三相点的饱和蒸汽压高于常压，因此在常压下 没有熔点，只有从固态直接到气态的升华与分解温度。 共价键氮化物或碳化物陶瓷，自扩散系数很小，高温时易于分解蒸 发。如氮化硅陶瓷，温度在1800℃以上时，分解蒸发已经比较剧烈； 石墨在常压下约3050 ℃时汽化，只有在100个大气压下才能使石墨
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1.3 陶瓷的熔融及蒸发
陶瓷的熔点：许多氧化物陶瓷和非氧化物陶瓷都具有高的熔点。
固体材料的熔点取决于内部质点间结合力的大小，即晶体中化学
键的类型和它的强弱程度。
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1）陶瓷材料的密度主要取决于元素的尺寸、元素的质量和结构堆积的紧
密程度。 原子序数和相对原子质量小的元素（如H、Be、C、Si等）使材料具有低的 结晶学密度或理论密度； 原子序数和相对原子质量大的元素（如W、Zr、Th钍、U等）使材料具有高 的结晶学密度或理论密度。 2）原子堆积情况也产生一定影响，但影响较小。 金属键合陶瓷中的原子形成紧密堆积，会使其密度比共价键键合陶瓷（较 开放的结构）的密度更高一些，例如锆英石(ZrSiO3)和氧化锆(ZrO2)，若单 从相对原子质量看会以为锆英石的密度 更高一些，然而，锆英石结构由于 Si-O共价键合，形成开放式内部结构，因而ZrSiO3密度（4.65 g/cm3 ）比 ZrO2（5.8 g/cm3 ）低很多。

机械密封的工作原理机械密封是靠一对或数对垂直于轴作相对滑动的端面在流体压力和补偿机构的弹力（或磁力）作用下保持贴合并配以辅助密封而达到阻漏的轴封装置。

常用机械密封结构机械密封一般由静止环（静环）1．旋转环（动环）2．弹性元件3．弹簧座4．紧定螺钉5．旋转环辅助密封圈6和静止环辅助密封圈8等元件组成，防转销7固定在压盖9上以防止静止环转动。

旋转环和静止环往往还可根据它们是否具有轴向补偿能力而称为补偿环或非补偿还。

机械密封中流体可能泄漏的途径有A、B、C、D四个通道。

C、D泄漏通道分别是静止环与压盖、压盖与壳体之间的密封，二者均属静密封。

B通道是旋转环与轴之间的密封，当端面摩擦磨损后，它仅仅能追随补偿环沿轴向作微量的移动，实际上仍然是一个相对静密封。

因此，这些泄漏通道相对来说比较容易封堵。

静密封元件最常用的有橡胶O形圈或聚四氟乙烯V形圈，而作为补偿环的旋转环或静止环辅助密封，有时采用兼备弹性元件功能的橡胶、聚四氟乙烯或金属波纹管的结构。

A通道则是旋转环与静止环的端面彼此贴合作相对滑动的动密封，它是机械密封装置中的主密封，也是决定机械密封性能和寿命的关键。

因此，对密封端面的加工要求很高，同时为了使密封端面间保持必要的润滑液膜，必须严格腔制端面上的单位面积压力，压力过大，不易形成稳定的润滑液膜，会加速端面的磨损；压力过小，泄漏量增加。

所以，要获得良好的密封性能又有足够寿命，在设计和安装机械密封时，一定要保证端面单位面积压力值在最适当的范围。

机械密封与软填料密封比较，有如下优点：①密封可靠在长周期的运行中，密封状态很稳定，泄漏量很小，按粗略统计，其泄漏量一般仅为软填料密封的1/100；②使用寿命长在油、水类介质中一般可达1～2年或更长时间，在化工介质中通常也能达半年以上；③摩擦功率消耗小机械密封的摩擦功率仅为软填料密封的10%～50%；④轴或轴套基本上不受摩损；⑤维修周期长端面磨损后可自动补偿，一般情况下，毋需经常性的维修；⑥抗振性好对旋转轴的振动、偏摆以及轴对密封腔的偏斜不敏感；⑦适用范围广机械密封能用于低温、高温、真空、高压、不同转速，以及各种腐蚀性介质和含磨粒介质等的密封。

磊晶：在半导体 器件制造过程中 在原有晶片上长 出新结晶，以制 成新半导体层的 技术。
蓝宝石外延层上表面制作的n型和p型电极
三.硅片的磨削
1单晶硅的 材料特性
2单晶硅片 磨削特点
3.单晶硅片 磨削技术
5硅片表面 4.超精密磨削硅 2单晶硅片 的磨削纹 片的材料去除机理 磨削特点 理
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2.4磨削的两个物理模型
（1）压痕断裂力学模型：通常认为工 程陶瓷等硬脆材料在机械加工和使用中 产生的表面缺陷与压痕有着极强的相似 性。 中央/径向裂纹通常会导致材料强 度降低，横向裂纹引起材料的去除。
（2）磨粒切削加工模型：从陶瓷加工中产 生的磨屑形态看，材料主要以脆性断裂 的方式被去除，但脆性断裂所消耗的能 量不足实测总磨削能的1%，而工件已磨 削表面存在大量磨粒耕犁留下的纹路， 纹路两侧有明显的塑性变形凸起和撕裂 涂覆物。 该模型证实：虽然陶瓷材料去除由脆 性断裂的实现，但磨削中能量主要消耗 于耕犁中的塑性变形
•
4、磨削的单晶硅片易产生变形和 碎裂
在磨削加工过程中单晶硅片亚表面会产 生残余应力，易引起大直径薄硅片的翘 曲或弯曲变形，尤其是引起背面减薄硅 片的严重变形，使硅片自动输运困难， 很容易产生破碎。
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3.3单晶硅片的磨削技术
• 1、转台式磨削 硅片分别固定于旋转台的吸盘上，在转 台的带动下同步旋转，硅片本身并不绕 其轴心转动;砂轮高速旋转的同时沿轴向 进给，砂轮直径大于硅片直径。 • 不足：磨削加工中实际磨削区面积B和 切入角θ均随着砂轮切入位置的变化而 变化，导致磨削力不恒定，难以获得理 想的面型精度，并容易产生塌边、崩边 等缺陷
3.3单晶硅片的磨削技术
• 2、硅片旋转磨削 原理：吸附在工作台上的单晶硅片和杯 型金刚石砂轮绕各自轴线旋转，砂轮同 时沿轴向连续进给。其中，砂轮直径大 于被加工硅片直径，其圆周经过硅片中 心。为了减小磨削力和减少磨削热，通 常把真空吸盘修整成中凸或中凹形状或 调整砂轮主轴与吸盘主轴轴线的夹角， 保证砂轮和硅片之间实现半接触磨削。

1、力学性能：材料在力的作用下所表现出来的特性。

力学性能包括强度、硬度、塑性、韧性、疲劳特性、耐磨性。

强度包括屈服强度和抗拉强度。

硬度是指材料抵抗局部塑性变形的能力。

测试方法有布氏硬度法、洛氏硬度法、维氏硬度法。

布氏硬度优点是测量误差小，数据稳定；缺点压痕大，不能用于太薄件或成品件。

洛氏优点操作方便、压痕小、适用范围广；缺点测量结果分散度大。

维氏优点可根据工件硬化层的厚薄任意先选择载荷大小，可以测定由软到硬的各种材料。

塑性：只材料在外力作用下破坏前可承受最大塑性变形的能力。

衡量指标为断后伸长率和断面收缩率。

物理性能：密度、熔点、导热性、热膨胀性、磁性。

化学性能：耐腐蚀性、抗氧化性。

工艺性能指机械零件在冷、热加工的制造过程中应具备的性能，包括：铸造性能、锻压性能、切削加工性能、热处理性能。

2、晶格：描述原子排列方式的空间格架；晶胞：晶格中能代表晶格特征的最小几何单元；晶格常数：晶胞的棱边长度a b c。

单晶体：多晶体；晶界：晶粒之间的交界；亚晶界：亚晶粒之间的交界；位错：在晶体中某处有一列或几列一原子发生有规律的错排的现象；位错密度：单位体积中包含的位错线总长度；各向异性：同素异构体转变：在固体下随温度的改变，由一种晶格转变为另一种晶格的现象；试说明缺陷的类型，内容及对性能的影响：1点缺陷：当晶体中某些原子获得足够高的能量，就可以克服周围原子的束缚，而离开原来的位置，形成空位的现象；点缺陷的存在，使晶体内部运动着的电子发生散射，使电阻增大，点缺陷数目的增加，使晶体的密度减小，过饱和的点缺陷可提高材料的强度和硬度，但降低了材料的塑性和韧性。

2线缺陷：降低了金属的强度；3面缺陷：晶体中存在的一个方向上尺寸很小，另两个方向上尺寸很大的缺陷；提高了金属的强度和塑性。

3、因为金属的实际结晶温度总是低于理论结晶温度，所以总会产生过冷现象；冷却速度越大，过冷度就越大；说明纯金属的结晶过程：总是在恒温下进行，结晶时总有结晶潜热放出，结晶过程总是遵循形核和晶核长大的规律，在有过冷度的条件下才能进行结晶。

4
工程陶瓷材料的塑性、韧性值比金属材料低得多， 对缺陷十分敏感，因而其力学性能数据的分散性 大，强度可靠性较差，常用韦伯模数表征其强度 均匀性。 工程陶瓷材料的制备技术、气孔、夹杂物、晶界、 晶粒结构均匀性等因素对其力学性能有显著影响， 因此，在讨论工程陶瓷的力学性能前，应首先了 解这种材料的组成和结构特点。
核电站：能耐2000℃高温
[耐温能力：900℃ →1200~1300℃
发动机 热效率：30%→50% 重量 ↓20% 耗油量 ↓ 30%
由此可见，工程陶瓷材料较好地适应了 近代科学技术发展的需要，具有广阔的应用 前景。目前在机械、冶金、化工、纺织等行 业中，用工程陶瓷材料制作耐高温、耐磨损、 耐腐蚀的零部件越来越多。
14
如图10-2所示，陶瓷在压缩加载时，其σ-ε曲 线斜率比拉伸时的大，此与陶瓷材料复杂的 显微结构和不均匀性有关。从该图中还可看 出，陶瓷材料的抗压强度值比其抗拉强度值 大得多。这是由于材料中的缺陷对拉应力十 分敏感所致。在工程应用中，选用陶瓷材料 时要充分注意这一特点。
15
§10.2.2 陶瓷材料的塑性变形
27
由表10-4可见，陶瓷材料的抗压强度远大于其抗拉强 度，两者相差10倍左右，因而陶瓷材料特别适于制造受压 缩载荷作用的零件。压缩试样尺寸为直径9.0±0.05mm，长 度18±0.10mm，两端面研磨成平面并互相平行。
表10－4 某些材料的抗拉强度和抗压强度
材料
抗拉强度/MPa 抗压强度/MPa 抗拉强度/抗压强度
这是由其共价键和离子键的键合结构所决 定的。
共价键具有方向性，使晶体具有较高的抗 晶格畸变、阻碍位错运动的阻力。离子键晶 体结构的键方向性虽不明显，但滑移系受原 子密排面与原子密排方向的限制，还受静电 作用力的限制，其实际可动滑移系较少。此 外，陶瓷材料都是多元化合物，晶体结构较 复杂，点阵常数较金属晶体大，因而陶瓷材 料中位错运动很困难。 (见表10-2)

2、氮化硼陶瓷
氮化硼陶瓷的主晶相是BN，属于共价晶体。其晶体结 构与石墨相仿，为六方晶格，故有白石墨之称。
此类陶瓷具有良好的导热性和耐热性；热膨胀系数小； 绝缘性好；化学稳定性高；有自润性。
（三）碳化物陶瓷
1.碳化硅（SiC）陶瓷
碳化硅是用石英砂（SiO2 ）加焦炭直接加热至高
温还原而成：
SiO2 + 3C
稳定性，耐高温、耐氧化、耐腐蚀等特 性。
② 陶瓷材料还具有密度小、弹性模量大、 耐磨损、强度高等特点。
③ 一些特种陶瓷还具有电、光、磁等特殊 性能。
通用硬质合金
是在成分中添加TaC或NbC来取代部分TiC。常用代号有 YW1、YW2。
（2）硬质合金的应用
硬质合金有着广泛的应用：切削刀具、冷作模具、量具和 耐磨零件等。
三、钢结硬质合金
1. 钢结硬质合金是以一种或几种碳化物（WC、 TiC）等为硬化相，以合金钢粉末为粘结剂， 经配料、压型、烧结而成。
气相
是在工艺过程中形成并保留下来的； 除非有特殊要求，一般气孔的存在对陶瓷的性能都是不利的，它降 低了陶瓷的强度，常常是造成裂纹的根源，应尽量使其含量降低； 一般普通陶瓷的气孔率为5﹪-10﹪，特种陶瓷在5﹪以下，金属陶瓷 则要求低于0.5﹪。
6、陶瓷的性能
陶瓷的力学性能
刚度最大 （弹性模量最 高）；
SiC + 2CO
氮化硅的烧结工艺也有热压和反应矛烧结两种。
由于碳化硅表面有一层薄氧化膜 ，因此很难烧结，需
添加烧结助剂促进烧结，常加的助剂有硼、碳、铝等。
碳化硅陶瓷用于制造火箭喷嘴、浇注金属的喉管、热电偶套管、 炉管、燃气轮机叶片及轴承，泵的密封圈、拉丝成型模具等。

第一节 陶瓷材料的结构
• 陶瓷材料的组成与结合键
负电性所体现的是一个原于吸住电子的能力，元素的负电性与其在 周期表中的位置有关，大约当负电性差∆X<0.4～0.5时，对形成固溶 体有利，当∆X增大时，则形成化合物的倾向增大。
• 陶瓷材料的显微结构
• 陶瓷材料由晶相、玻璃相和气孔组成。 • 如果玻璃相分布于主晶相界面，在高温下陶瓷材 料的强度下降，易于产生塑性变形。 • 气孔率增大，陶瓷材料的致密度降低，强度及硬 度下降。
第五节 陶瓷材料的断裂韧度与增韧
• 陶瓷材料的断裂韧度
1.单边切口梁法
• • • •
优点： (1) 数据分散性好； (2) 重现性好； (3) 试样加工和测定方法比较简单，是目前 广泛采用的一种方法。 • 缺点： • 测定的KIC值受切口宽度影响较大，切口宽 度增加， KIC增大，误差随之增大。 • 如果能将切口宽度控制在0.05~0.10mm以 下，或在切口顶端预制一定长度的裂纹， 可望提高KIC值的稳定性。
3.压痕法
• 测试过程：用维氏或显微硬度压头，压入 抛光的陶瓷试样表面，在压痕时对角线方 向出现四条裂纹，测定裂纹长度，根据载 荷与裂纹长度的关系，求出KIC值。
• 优点：测试方便，可以用很小的试样进行多点韧度测试， 但此法只对能产生良好压痕裂纹的材料有效。 • 缺点：由于裂纹的产生主要是残余应力的作用，而残余应 力又是因为压痕周围塑性区与弹性基体不匹配引起的。因 此，这种方法不允许压头下部材料在加载过程中产生相变 或体积致密化现象，同时压痕表面也不能有碎裂现象。
材料力学性能
第十章 陶瓷材料的力学性能
• 陶瓷材料广泛应用于我们的日常生活，它和金属材料、 高分子材料并列为当代三大固体材料之一。 • 传统的陶瓷制品以天然粘土为原料，通过混料、成型 烧结而成，性能特点是强度低、脆性高。 • 工程陶瓷的力学性能是耐高温、硬度高、弹性模量高、 耐磨、耐蚀、抗蠕变性能好。