工程陶瓷材料按其用途主要可分为功能陶瓷和结构陶瓷。 所谓功能购瓷是区别于大家熟知的日用资、艺术瓷、建筑瓷、电工瓷以及单纯考虑入学性 质的结构瓷,它是指在微电丁、光电自动化技术以及牛物医学、能源和环保工程基 础产品领域中所用的陶瓷材料。如制造电于线路中的电容器用的电介质瓷,制造集成电路基片和管壳用的高频绝缘瓷等。功能陶瓷以其独特的声、光、热、电、磁等物理持性和牛物、化学以及适当的力学等持性.在相应的工程和技术巾起关键作用。
结构陶瓷主要是指利用陶瓷材料的力学性能、耐高温、耐磨损、耐腐蚀和化学件质稳定等 特性,用于制备各种结构部件,如发动机零部件、团削刀具、磨料磨具、轴承、阀门、喷嘴、窑具材 料、催化剂载体等所用的陶瓷材料。尚件能结构陶瓷是指具有高强度、高韧性、耐高温、耐疤 损、耐腐蚀和化学稳定性好等优异性能的一类先进的结构陶瓷,它已逐渐成为航空、航天、新能 源、电子信息、汽车、冶金、化工等工业技术领域不可缺少的关键材料。
根据材料的化学组成,陶瓷材料又可分为氧化物陶瓷(如A1,队 S%N4,A1N)、碳化物陶瓷(如5iC,T汇)、硼化物陶瓷(如飞比,2r氏) 及其他新型结构陶瓷(如cI/默c复合材料)。
工程陶瓷材料的主要力学性能如下:
(1>弹性
Zr()2)、氮化物陶瓷(如 硅化物陶瓷(如Mo引)
金属材料在室温静拉伸载荷下,断裂前’般都要经过弹性变形和塑性变形两个阶段。而 陶瓷材料—舶都不出现塑性变形阶段,极微小应变的弹性变形后立即川现脆性断裂、其延仲率 和端面收缩都几乎为零.这使得陶瓷材料的弹性模且比金属的大很多。
陶瓷材料变形的另一特点是:压缩时的弹性模量大大高于拉伸D1的弹性模量‘ 陶瓷材料压缩时还可以产生少量的压缩塑性变形。金属材料,即使是很脆的铸铁 也有抗压强度的1/4—1耀。但陶瓷材料的抗拉强度通常个到抗压强度的[/1()。
(2)硬度
硬度是材料的重要力学性能之一,它是材料抵抗局部压力而产生变形能力的表征*囱十结六 饺存在差异搁瓷,i金属的硬度存公较大斧异.
强度与掸性模量和硬度一样、是材料的本征物理参数。陶瓷材料的化学镑决定了其在常温下几乎不能发生滑移或位错运动,因此很难产生塑性变形.
(4)熔点
与金属材料相比,耐高温是陶瓷材料优异的特性之一。熔点是维持晶体结构的原干间结 合力强弱的参数,结合力越强,原子的热振动越稳定,越能将晶体结构维持到更高温皮。熔点就 越高。
(5)线膨胀系数
陶瓷材料的线膨胀系数‘般都个人。数量级约为10‘一10—‘/K。线膨胀系数实际博N、 是一个恒定的值,而是随温度变化的。一般陶瓷材料的线膨胀系数常指温度在20一1000 L范 围时的平均值。
(6)热导率
不同陶瓷材料在热导率性能上可以有很大约传别、合些材料是极为优良的绝热材料。有些 又是热的良导体*通常,低温时钉较高热导率的材料,随温度升高。热导率降低,而低热寻率的 材料则具有相反的变化特征。
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