先进陶瓷材料及进展概述.pptx
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1、第一章概述第一章概述教学基本要求教学基本要求l了解了解陶瓷的定义和发展历史。陶瓷的定义和发展历史。l掌握掌握陶瓷的分类、特性及用途。陶瓷的分类、特性及用途。l理解理解陶瓷的特点。陶瓷的特点。l了解了解先进陶瓷的发展前景。先进陶瓷的发展前景。1.0 教学基本要求 第一章 概 述 1.1 陶瓷的定义和发展历史 第一章 概述l约约50万年前,人类学会了用火,慢慢知道黏万年前,人类学会了用火,慢慢知道黏土成型经火烧制后可变成坚硬耐用的器物。土成型经火烧制后可变成坚硬耐用的器物。l“黏土经成型后高温烧制而得的坚硬的、遇水黏土经成型后高温烧制而得的坚硬的、遇水不会分散的致密材料不会分散的致密材料”成为成为
2、陶瓷最早的定义陶瓷最早的定义。l早期的陶瓷由于烧制温度不高、有一定吸水早期的陶瓷由于烧制温度不高、有一定吸水率、断面粗糙无光、不透明,被称为率、断面粗糙无光、不透明,被称为陶器陶器。l瓷瓷是在陶的制作工艺基础上,对工艺条件和是在陶的制作工艺基础上,对工艺条件和原料控制更严格、烧制温度更高所得材料。原料控制更严格、烧制温度更高所得材料。1.1 陶瓷的定义和发展历史 第一章 概述汉代柿蒂云纹红陶器汉代柿蒂云纹红陶器汉代盾牌武士佣汉代盾牌武士佣汉代陶器男欢女爱汉代陶器男欢女爱汉代陶狗汉代陶狗 1.1 陶瓷的定义和发展历史 第一章 概述景景德德镇镇陶陶器器 1.1 陶瓷的定义和发展历史 第一章 概述希
3、希腊腊陶陶器器 1.1 陶瓷的定义和发展历史 第一章 概述l制陶原料制陶原料高岭土是江西省景德镇东郊高高岭土是江西省景德镇东郊高岭村所产,岭村所产,景德镇景德镇也就成了也就成了瓷都瓷都。l明代以后瓷器传出海外,中国亦被海外人士明代以后瓷器传出海外,中国亦被海外人士以以“瓷瓷”(china)作为)作为国名国名。1.1 陶瓷的定义和发展历史 第一章 概述l陶瓷在人类文明史陶瓷在人类文明史上功不可没。人类上功不可没。人类最早使用的工具最早使用的工具石器石器,可以说就,可以说就是一种最早的天然是一种最早的天然陶瓷材料。陶瓷材料。1.1 陶瓷的定义和发展历史 第一章 概述仙人洞旧石器时代遗址仙人洞旧石器
4、时代遗址 1.1 陶瓷的定义和发展历史 第一章 概述石石 斧斧 1.1 陶瓷的定义和发展历史 第一章 概述l陶瓷既是我国最杰出的科学成就之一,又是陶瓷既是我国最杰出的科学成就之一,又是中华文明伟大象征之一。中华文明伟大象征之一。l就陶瓷研究历史进程看,可简单概括为就陶瓷研究历史进程看,可简单概括为三个三个发展阶段发展阶段,如图,如图1-1所示。所示。1.1 陶瓷的定义和发展历史 第一章 概述陶器釉的发明 瓷器(传统陶瓷)高温技术的发展高铝土黏土和瓷土应用原料纯化工艺与理论的发展显微结构分析的进步性能研究的深入先进陶瓷(微米级)纳米陶瓷无损评估的成就相邻学科的推动图图1-1 1-1 陶瓷研究发展
5、的三个阶段陶瓷研究发展的三个阶段 1.1 陶瓷的定义和发展历史 第一章 概述l新石器时代,我们的祖先就会制作新石器时代,我们的祖先就会制作陶器陶器。然。然而陶器仅是一种含有较多气孔、质地较松的而陶器仅是一种含有较多气孔、质地较松的未完全烧结制品。未完全烧结制品。l东汉晚期,陶器步入了东汉晚期,陶器步入了瓷器瓷器阶段,这是陶瓷阶段,这是陶瓷技术发展史上十分重要的里程碑。技术发展史上十分重要的里程碑。1.1 陶瓷的定义和发展历史 第一章 概述汉汉代代瓷瓷器器 1.1 陶瓷的定义和发展历史 第一章 概述l随着科学技术的进步与发展,由瓷器又衍生随着科学技术的进步与发展,由瓷器又衍生出许多种类的陶瓷。出
6、许多种类的陶瓷。l日用陶瓷、工业陶瓷与水泥、玻璃、耐火材日用陶瓷、工业陶瓷与水泥、玻璃、耐火材料、搪瓷、磨料制品等统称为硅酸盐制品。料、搪瓷、磨料制品等统称为硅酸盐制品。人们一般将这一类陶瓷制品成为人们一般将这一类陶瓷制品成为传统陶瓷传统陶瓷或或普通陶瓷普通陶瓷。1.1 陶瓷的定义和发展历史 第一章 概述l20世纪以来,特别是第二次世界大战之后,世纪以来,特别是第二次世界大战之后,随着宇宙开发、原子能工业的兴起和电子工随着宇宙开发、原子能工业的兴起和电子工业的迅速发展,陶瓷研究的发展则从传统陶业的迅速发展,陶瓷研究的发展则从传统陶瓷跃入第二阶段瓷跃入第二阶段先进陶瓷先进陶瓷阶段。阶段。l先进陶
7、瓷(先进陶瓷(Advanced Ceramics)是为了)是为了有别于传统陶瓷而言的。有别于传统陶瓷而言的。1.1 陶瓷的定义和发展历史 第一章 概述l先进陶瓷是在传统硅酸盐陶瓷的基础上,吸先进陶瓷是在传统硅酸盐陶瓷的基础上,吸收了相邻学科的先进技术而发展起来的一门收了相邻学科的先进技术而发展起来的一门综合而又相对独立的学科。综合而又相对独立的学科。l这一阶段先进陶瓷被称为这一阶段先进陶瓷被称为微米级先进陶瓷微米级先进陶瓷。1.1 陶瓷的定义和发展历史 第一章 概述小影霸显示卡使用先进纳米陶瓷风扇小影霸显示卡使用先进纳米陶瓷风扇 1.1 陶瓷的定义和发展历史 第一章 概述l20世世纪纪90年年
8、代代,陶陶瓷瓷的的研研究究进进入入了了第第三三个个阶阶段段纳米陶瓷纳米陶瓷阶段。阶段。l所所谓谓纳纳米米陶陶瓷瓷,是是指指显显微微结结构构中中物物相相具具有有纳纳米米(nm)级级尺尺度度的的陶陶瓷瓷材材料料,它它包包括括晶晶粒粒尺尺寸寸、晶晶界界宽宽度度、第第二二相相分分布布、气气孔孔尺尺寸寸、缺缺陷尺寸等均在纳米量级的尺度上。陷尺寸等均在纳米量级的尺度上。1.1 陶瓷的定义和发展历史 第一章 概述TiO2陶瓷薄膜陶瓷薄膜AFM照片照片 1.1 陶瓷的定义和发展历史 第一章 概述l纳米陶瓷是当前陶瓷材料研究中的一个十分纳米陶瓷是当前陶瓷材料研究中的一个十分重要发展趋向,它将促使陶瓷材料从工艺到
9、重要发展趋向,它将促使陶瓷材料从工艺到理论、从性能到应用提高到一个崭新阶段。理论、从性能到应用提高到一个崭新阶段。1.1 陶瓷的定义和发展历史 第一章 概述一 按化学成分分类按化学成分分类l氧化物氧化物陶瓷。陶瓷。l碳化物碳化物陶瓷。陶瓷。l氮化物氮化物陶瓷。陶瓷。l硼化物硼化物陶瓷。陶瓷。1.2 陶瓷的分类、特性及用途 第一章 概述氧化物氧化物SiOSiO2 2MgOMgOMgAlMgAl2 2O O4 4BeOBeOTiOTiO2 2V V2 2O O5 5B B2 2O O3 3MgOAlMgOAl2 2O O3 3Y Y2 2O O5 5AlAl2 2O O3 3CaOCaOZrOZr
10、O2 23Al3Al2 2O O3 32SiO2SiO2 2CrCr2 2O O3 3CeOCeO2 2ZrSiOZrSiO4 4CaSiOCaSiO3 3PbZrTiOPbZrTiO3 3BaTiOBaTiO3 3碳化物碳化物WCWCB B4 4C CTiCTiCZrCZrCHfCHfCTaCTaCBeBe2 2C CUCUCVCVCNbCNbCMoMo2 2C CMoCMoC表表1.1 1.1 陶瓷按化学成分分类表陶瓷按化学成分分类表 1.2 陶瓷的分类、特性及用途 第一章 概述氮化物氮化物SiSi3 3N N4 4TiNTiNBNBNAlNAlNC C3 3N N4 4ZrNZrNVNV
11、NTaNTaNNbNNbNScNScN硼化物硼化物TiBTiB2 2ZrBZrB2 2MoMo2 2B BWBWB6 6LaBLaB6 6HfBHfBWBWBZrBZrB表表1.1 1.1 陶瓷按化学成分分类表陶瓷按化学成分分类表(续续,完完)1.2 陶瓷的分类、特性及用途 第一章 概述二 按陶瓷的概念与用途分类按陶瓷的概念与用途分类l传传统统陶陶瓷瓷,又又称称普普通通陶陶瓷瓷。根根据据其其使使用用领领域域的的不不同同,又又可可分分为为日日用用陶陶瓷瓷、艺艺术术陈陈设设陶陶瓷瓷、建建筑卫生陶瓷、化学化工陶瓷、电瓷等。筑卫生陶瓷、化学化工陶瓷、电瓷等。l传传统统陶陶瓷瓷以以外外的的广广义义陶陶瓷
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