结构陶瓷材料
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1陶瓷烧结过程中影响气孔形成的因素有哪些?(1)煅烧温度过低、时间过低 (2)煅烧是时原料中的水碳酸盐、硫酸盐的分解或有机物的氧化 (3) 煅烧时炉内气氛的扩散 (4) 煅烧时温度过高,升温过快或窑内气氛不合适等。
夏炎2.影响陶瓷显微结构的因素有哪些?参考答案:(1) 原料组成、粒度、配比、混料工艺等(2) 成型方式、成型条件、制品形状等(3)干燥制度(干燥方式、温度制度、气氛条件、压力条件等)(4) 烧成制度(烧成方式、窑炉结构、温度制度、气氛条件、压力条件等)3. 提高陶瓷材料强度及减轻其脆性有哪些途径?参考答案:a.制造微晶、高密度、高纯度的陶瓷。
例如,采用热等静压烧结制成的Si3N4气孔率极低,其强度接近理论值。
b.在陶瓷表面引入压应力可提高材料的强度。
钢化玻璃是成功应用这一方法的典型例子。
c.消除表面缺陷,可有效地提高材料的实际强度。
d.复合强化。
采用碳纤维、SiC纤维制成陶瓷/陶瓷复合材料,可有效地改善材料的强韧性。
e.ZrO2与增韧。
ZrO2对陶瓷的强韧化的贡献有四种机理(相变增韧、微裂纹增韧、裂纹偏转增韧、表面残余应力增韧)罗念4.影响氧化锆相变增韧的因素是什么?简单叙述氮化硅陶瓷具有的性能及常用的烧结方法。
①晶粒大小。
当晶粒尺寸大于临界尺寸易于相变。
若晶粒尺寸太小,相变也就难以进行。
②添加剂及其含量使用不同的添加剂, t-ZrO2的可转变最佳晶粒大小、范围也不同。
③晶粒取向。
晶粒取向的不同而影响相变导致增韧的机制。
氮化硅陶瓷具有高强度、高硬度、耐磨、耐化学溶液和熔体的腐蚀、高电绝缘体、低热膨胀和优良抗热冲击、抗机械冲击等性能。
烧结方法:反应烧结氮化硅、无压烧结氮化硅、重烧结氮化硅、气氛加压氮化硅和热压烧结氮化硅。
——李成5.气孔对功能陶瓷性能的影响及降低功能陶瓷中的气孔量的措施?气孔均可使磁感应强度、弹性模量、抗折强度、磁导率、电击穿强度下降,对畴运动造成钉扎作用,影响了铁电铁磁性。
贝壳的结构仿生——层状陶瓷基复合材料摘要论述了贝壳的结构仿生材料——层状陶瓷复合材料的性能特点,从基体及夹层材料的类型选择推ヅ洹⒔峁股杓啤⒐ひ詹问 难∪⒃鋈偷幕 啤⒅票阜椒ǖ确矫娼樯芰说鼻安阕刺沾芍票腹ひ占际醯难芯拷 梗淮有阅芗敖峁沟确矫嫣教至嗽诟春喜牧戏⒄怪心壳按嬖诘奈侍狻?关键词:贝壳仿生;层状复合陶瓷;基体材料;夹层材料;增韧机制;制备方法引言众所周知,陶瓷材料具有耐高温、耐磨损、耐腐蚀、重量轻等很多优点,在能源、冶金、石油化工、航天航空等领域有着广泛的应用前景。
但是,陶瓷材料本身脆性大,对缺陷十分敏感,导致使用可靠性和可重复性差,限制了其应用。
因此增加陶瓷材料的韧性提高其使用可靠性,一直是结构陶瓷材料研究的重点。
陶瓷的层状复合是大自然中贝壳等生物材料的一种结构仿生设计。
贝壳类生物材料是由95以上的脆性文石晶体和少量的壳角蛋白以强弱相间的层状形式复合而成的这种结构具有比一般文石晶体高得多的综合机械性能。
层状复合陶瓷也是在脆性的陶瓷层间加入不同材质的较软或较韧的材料层制成。
这种结构的材料在应力场中是一种能量耗散结构能克服陶瓷突发性断裂的致命缺点。
当材料受到弯曲或冲击时裂纹多次在层界面处受到阻碍而钝化和偏折有效地减弱了载荷下裂纹尖端的应力集中效应。
同时这种材料的强度受缺陷影响较小是一种耐缺陷材料。
这种结构可使陶瓷的韧性得到很大改善。
1. 贝壳的结构和成分贝壳根据形成的方式和组成结构不同分为3层。
最外层为角质层,是硬蛋白质的一种,能耐酸的腐蚀;中间的棱柱壳层,它占据壳的大部分,由角柱状的方解石构成,角质层和棱柱层只能由外套膜背面边缘分泌而成;内层为珍珠层,也由角柱状方解石构成,它由外套膜的全表面分泌形成,并随着贝类的生长而增厚,富有光泽,珍珠层是最强韧的部分。
珍珠层组成相的95是文石晶体(正交结构碳素钙),其余是有机基质和少量的水,因此,它是一种天然的陶瓷基复合材料。
虽然贝壳珍珠层的组成中有近95是普通陶瓷碳酸钙,但其综合力学性能,特别是断裂韧性,比单个单相碳酸钙高2-3 个数量级,研究表明,其中的文石晶体呈多边形。