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第1章 陶瓷材料概述

1.1 陶瓷材料的種類、性能及用途

1.1.1 陶瓷材料的種類

1.按組成物分類

(1)氧化物陶瓷 這種陶瓷材料最多,它包括簡單的氧化物,如Al2O3、SiO2、MgO、TiO2、BeO、CaO、V2O3等,以及各種氧化物的混合物,如Al2O3中加入SiO2、MgO及CaO;ZrO2中加入Y2O3或加入MgO、CaO;SiO2中加入Na2O、Al2O3、MgO等。還有具有超導(dǎo)性能的復(fù)雜的氧化物陶瓷,如Y-Ba-Cu-O(YBa2Cu3O7-x)、Bi-Pb-Sr-Ca-Cu-O(Bi1.6Pb0.4Sr2Ca2Cu3Oy)等。

(2)非氧化物陶瓷 包括如下種類:

1)碳化物陶瓷,如WC、HfC、ZrC、W2C、ThC、BC、ZrC、MoC、SiC、TiC、VC、TaC、NbC等。

2)氮化物陶瓷,如ZrN、HfN、TaN、UN、BeN、VN、Cr2N、Mo2N、SiN、TiN、Si3N4、BN、AlN、NbN等。

3)硼化物陶瓷,如ZrB2、HfB2、TaB2、WB2、WB、NbB2、ThB2、MoB2、MoB、CrB2、TiB2、W2B5等。

4)硅化物陶瓷,如Mg2Si、WSi2、W5Si3、MoSi2、NbSi2、Zr6Si3、CoSi、ZrSi、Ti5Si3、TiSi、HfSi等。

5)氟化物陶瓷,如CaF2、BaF2、MgF2等。

6)硫化物陶瓷,如ZnS、TiS2、MxMo6S8(M為Pb、Cu、Cd)等。

生產(chǎn)中廣泛應(yīng)用的主要是氧化物陶瓷、碳化物陶瓷、氮化物陶瓷等,本書也只是討論這些陶瓷的焊接問題。

2.按結(jié)晶組織分類

按結(jié)晶組織分類,有單晶相陶瓷、多晶相陶瓷和非晶相陶瓷。生產(chǎn)中單晶相陶瓷較少,多晶相陶瓷較為普遍。單晶相陶瓷有藍(lán)寶石、釔鋁石榴石和水晶石等,多晶相陶瓷有Al2O3、ZrO2、BeO、Si3N4、BN、SiC、結(jié)晶化玻璃等,其晶體結(jié)構(gòu)有面心立方結(jié)構(gòu)(FCC)、密排六方結(jié)構(gòu)(HCP)和體心立方結(jié)構(gòu)(BCC)。

非晶相陶瓷主要是各種成分的玻璃。

3.按形態(tài)分類

按形態(tài)分類,陶瓷主要有粉狀陶瓷、纖維狀陶瓷和塊狀陶瓷以及薄膜陶瓷等。

粉狀(顆粒狀)陶瓷可以加入金屬形成金屬基顆粒增強復(fù)合材料,以達(dá)到增大強度、塑性和韌性的目的,如Al2O3質(zhì)量分?jǐn)?shù)為30%的6061Al的鋁基復(fù)合材料等。

將陶瓷材料制成纖維狀或者絲狀,并加入金屬形成金屬基纖維增強復(fù)合材料,同樣可以達(dá)到增大強度、塑性和韌性的目的,如SiC質(zhì)量分?jǐn)?shù)為20%的6061Al的鋁基晶須復(fù)合材料等。

此外,陶瓷還可以按用途進(jìn)行分類。

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