材料科学基础 第1章材料的结构(第7节 陶瓷材料结构及性能分类新结构陶瓷)
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陶瓷材料的结构“陶瓷”是指所有以粘土为主要原料与其它天然矿物原料经过粉碎、混炼、成形、烧结等过程而制成的各种制品。
电子绝缘件SiC陶瓷件主要性能:耐高温、耐磨、耐腐蚀、高硬度、高强度及其它特殊性能(压电性、磁性和光学性能),但脆性大。
一. 陶瓷材料的结构特点陶瓷主要是由金属元素和非金属元素通过离子键、共价键或兼有离子键和共价键的方式结合起来。
陶瓷材料的显微组织由晶体相、玻璃相和气相三种相态组成,而且各相的相对量变化很大,分布不均匀。
二. 晶体相Ø 晶体相是陶瓷材料中主要的组成相,决定陶瓷材料的物理、化学性质。
Ø 由于陶瓷材料中原子的键合方式主要是离子键,故多数陶瓷的晶体结构可以看成是由带电的离子而不是由原子组成。
Ø 由于陶瓷至少由两种元素组成,所以陶瓷的晶体结构通常要比纯金属的晶体结构复杂。
氧化物结构晶体相的结构硅酸盐结构1.氧化物结构结构特点:较大的氧离子紧密排列成晶体结构,较小的正离子填充在它们的空隙内。
常见陶瓷的各种氧化物晶体结构结构类型晶体结构陶瓷中主要化合物AX型面心立方碱土金属氧化物MgO,BaO等,碱金属卤化物,碱土金属硫化物AX2型面心立方CaF2(萤石)、ThO2、VO2等简单四方TiO2(金红石)、SiO2(高温方英石)等A2X3型菱形晶体α-Al2O3(刚玉)ABX3型简单立方CaTiO3(钙钛矿)、BaTiO3等菱形晶系FeTiO3(铁钛矿)、LiNbO3等AB2X3型面心立方MgAl2O3(尖晶石)等100多种(1)AX型陶瓷晶体AX型陶瓷晶体是最简单的陶瓷化合物,它们具有数量相等的金属原子和非金属原子。
它们可以是离子型化合物,如MgO,其中两个电子从金属原子转移到非金属原子,而形成阳离子(Mg2+)和阴离子(O2-)。
AX化合物也可以是共价型,价电子在很大程度上是共用的,如硫化锌(ZnS)是这类化合物的一个例子。
最大特征: A和X原子或离子是高度有序的。