氧化锆陶瓷热导率
1. 引言
氧化锆陶瓷是一种重要的结构陶瓷材料，具有优异的高温力学性能、化学稳定性和生物相容性。它在许多领域中得到广泛应用，如航空航天、能源、医疗器械等。其中，对氧化锆陶瓷的热导率进行深入研究，可以帮助我们更好地理解其导热机制，并为其在相关领域的应用提供指导。
2. 氧化锆陶瓷的基本特性
氧化锆陶瓷是由氧化锆（ZrO2）作为主要成分制备而成的一种无机非金属材料。它具有以下基本特性：
•高硬度：氧化锆陶瓷的硬度接近于钢铁，比普通金属材料更耐磨损。
•高强度：氧化锆陶瓷具有出色的抗拉、抗压和抗弯强度，适用于承受大荷载条件下的工作环境。
•优异的耐腐蚀性：氧化锆陶瓷对酸、碱等腐蚀介质具有较好的稳定性，不易受到化学侵蚀。
•低热膨胀系数：氧化锆陶瓷的热膨胀系数接近于金属，可以减少因温度变化引起的材料应力。
3. 氧化锆陶瓷的导热机制
氧化锆陶瓷的导热机制主要包括晶格导热和传导电子导热两种方式。
3.1 晶格导热
晶格导热是指通过晶格中原子或离子之间的振动传递能量。在氧化锆陶瓷中，氧化锆晶体具有高度有序的结构，原子之间通过共价键或离子键连接。当材料受到外界温度梯度时，晶格振动会引起原子与周围原子之间的相互碰撞，从而传递能量。这种传递方式称为声子传导，并且与材料内部缺陷、晶界等因素有关。
3.2 传导电子导热
除了晶格导热外，氧化锆陶瓷还可以通过传导电子来传递热能。在氧化锆陶瓷中，由于其晶体结构中存在一定的缺陷，例如离子的缺位和氧空位等，这些缺陷会形成电子能级。当温度升高时，电子能级内的电子会获得更多的能量，并通过自由电子传导来传递热能。
4. 影响氧化锆陶瓷热导率的因素
氧化锆陶瓷的热导率受到多种因素的影响。
4.1 温度
温度是影响氧化锆陶瓷热导率的重要因素之一。一般情况下，随着温度升高，晶格振动增强，晶格导热贡献增加，从而提高材料的整体热导率。
4.2 晶粒尺寸
晶粒尺寸也会对氧化锆陶瓷的热导率产生影响。较小尺寸的晶粒通常具有较大比表面积和边界面积，使得晶格振动在晶界处发生更多散射，从而降低了热导率。
4.3 杂质掺杂
通过适当的杂质掺杂，可以调节氧化锆陶瓷的热导率。例如，添加少量的铈离子可以改变氧化锆晶体结构中的氧空位浓度，从而影响电子传导，进而改变热导率。
4.4 晶界和缺陷
晶界和缺陷对氧化锆陶瓷的热导率也有显著影响。晶界作为能量散射中心会削弱声子传导，从而减小热导率。同时，内部缺陷如空穴、夹杂物等也会影响声子和电子传导。
5. 测量氧化锆陶瓷热导率的方法
为了准确测量氧化锆陶瓷的热导率，常用的方法包括稳态法和非稳态法。
5.1 稳态法
稳态法是通过在样品两端施加恒定温度差来测量样品的热流和温度差，并计算出其热导率。该方法适用于具有较高热导率和较大尺寸的样品。
5.2 非稳态法
非稳态法通过在样品上加热脉冲或热流脉冲，测量样品温度随时间的变化，并通过数学模型计算出热导率。该方法适用于具有较小尺寸和较低热导率的样品。
6. 应用前景
氧化锆陶瓷具有优异的高温力学性能和化学稳定性，因此在航空航天、能源、医疗器械等领域有着广泛的应用前景。对其热导率的深入了解可以帮助我们更好地设计和优化相关器件和材料。
7. 结论
综上所述，氧化锆陶瓷是一种重要的结构陶瓷材料，对其热导率进行深入研究可以帮助我们更好地理解其导热机制，并为其在相关领域的应用提供指导。影响氧化锆陶瓷热导率的因素包括温度、晶粒尺寸、杂质掺杂、晶界和缺陷等。通过稳态法和
非稳态法可以准确测量氧化锆陶瓷的热导率。随着对氧化锆陶瓷的深入研究，其在各个领域的应用前景将会更加广阔。
氧化锆制备技术的研究现状与进展张铭媛1, 2，康娟雪1, 2，普婧1, 2，黄秀兰1, 2，段利平1, 2，彭金辉1, 2, 3，陈菓1, 2, 3, * （1.云南省高校民族地区资源清洁转化重点实验室，云南民族大学，云南昆明650500；2.云南省跨境民族地区生物质资源清洁利用国际联合研究中心，云南民族大学，云南昆明650500；3. 非常规冶金教育部重点实验室，昆明理工大学，云南昆明650093） 摘要：氧化锆被广泛用作高温、负载及侵蚀性介质条件下的抗磨损结构构件，对工业生产具有重要意义。现今生产氧化锆的稳定化制备工艺较多，现对几种常见的制备氧化锆的生产技术进行了介绍，并分析了这些制备技术的优势，化学法制备出的氧化锆粒径分布均匀且方法简单易行。溶胶-凝胶法生产的氧化锆粒径小、单分散性能优异。水热法生产出的氧化锆粒径小、纯度高。电熔法生产的氧化锆杂质含量低，致密度高且生产工艺简单。微波热处理制备的氧化锆反应时间短、升温速率快、能耗小。氧化锆的多种制备工艺技术使得其性能应用更加的多样化。 关键词:氧化锆；化学法；溶胶-凝胶法；水热法；电熔法；微波热处理 中图分类号：TF841.4文献标识码：A 文章编号： Research status and progress of zirconia preparation technology ZHANG Mingyuan 1, 2, KANG Juanxue 1, 2, PU Jing 1, 2, HUANG Xiulan 1, 2, DUAN Liping 1, 2, CHEN Guo 1, 2, 3, * (1. Key Laboratory of Resource Clean Conversion in Ethnic Regions, Education Department of Yunnan, Yunnan Minzu University, Kunming Yunnan, 650500, China; 2. Joint Research Centre for International Cross-border Ethnic Regions Biomass Clean Utilization in Yunnan, Yunnan Minzu University, Kunming Yunnan, 650500, China; 3. Key Laboratory of Unconventional Metallurgy, Ministry of Education, Kunming University of Science and Technology, Kunming Yunnan, 650093, China)
第二部分项目 第一节特种陶瓷 特种陶瓷，又称精细陶瓷，按其应用功能分类，大体可分为高强度、耐高温和复合结构陶瓷及电工电子功能陶瓷两大类。在陶瓷坯料中加入特别配方的无机材料，经过1360度左右高温烧结成型，从而获得稳定可靠的防静电性能，成为一种新型特种陶瓷，通常具有一种或多种功能，如：电、磁、光、热、声、化学、生物等功能；以及耦合功能，如压电、热电、电光、声光、磁光等功能。 一、分类 特种陶瓷是二十世纪发展起来的，在现代化生产和科学技术的推动和培育下，它们"繁殖"得非常快，尤其在近二、三十年，新品种层出不穷，令人眼花缭乱。按照化学组成划分有： 氧化物陶瓷 氧化物陶瓷：氧化铝、氧化锆、氧化镁、氧化钙、氧化铍、氧化锌、氧化钇、二氧化钛、二氧化钍、三氧化铀等。 氮化物陶瓷 氮化物陶瓷：氮化硅、氮化铝、氮化硼、氮化铀等。 碳化物陶瓷 碳化物陶瓷：碳化硅、碳化硼、碳化铀等。 硼化物陶瓷 硼化物陶瓷：硼化锆、硼化镧等。
硅化物陶瓷 硅化物陶瓷：二硅化钼等。 氟化物陶瓷 氟化物陶瓷：氟化镁、氟化钙、三氟化镧等。 硫化物陶瓷 硫化物陶瓷：硫化锌、硫化铈等。 其他 还有砷化物陶瓷，硒化物陶瓷，碲化物陶瓷等。 除了主要由一种化合物构成的单相陶瓷外，还有由两种或两种以上的化合物构成的复合陶瓷。例如，由氧化铝和氧化镁结合而成的镁铝尖晶石陶瓷，由氮化硅和氧化铝结合而成的氧氮化硅铝陶瓷，由氧化铬、氧化镧和氧化钙结合而成的铬酸镧钙陶瓷，由氧化锆、氧化钛、氧化铅、氧化镧结合而成的锆钛酸铅镧（PLZT）陶瓷等等。此外，有一大类在陶瓷中添加了金属而生成的金属陶瓷，例如氧化物基金属陶瓷，碳化物基金属陶瓷，硼化物基金属陶瓷等，也是现代陶瓷中的重要品种上。近年来，为了改善陶瓷的脆性，在陶瓷基体中添加了金属纤维和无机纤维，这样构成的纤维补强陶瓷复合材料，是陶瓷家族中最年轻但却是最有发展前途的一个分支。 为了生产、研究和学习上的方便，有时不按化学组成，而根据陶瓷的性能，把它们分为高强度陶瓷，高温陶瓷，高韧性陶瓷，铁电陶瓷，压电陶瓷，电解质陶瓷，半导体陶瓷，电介质陶瓷，光学陶瓷（即透明陶瓷），磁性瓷，耐酸陶瓷和生物陶瓷等等。随着
氧化锆陶瓷四方相以及晶界热导率的定量计算 赵韦韦;陈潇忻;林初城;宋雪梅;曾毅;常程康 【摘要】The yttria-stabilized zirconia (YSZ) coatings have been widely used as thermal barrier coatings (TBCs). In order to investigate the factors that influenced the thermal conductivity of TBCs, bulk YSZ ceramics with dif-ferent grain sizes were prepared via hot-pressing sintering methods under different annealing conditions. The quan-titative effects of the phase and the grain size on the thermal conductivity were analyzed. Based on electron back-scatter diffraction images (EBSD) of YSZ ceramics, the distribution of grain boundaries and tetragonal phase were obtained. And thermal conductivities of grain boundaries and tetragonal phase were calculated by finite element models and Fourier's equation. The thermal conductivities of grain boundaries and tetragonal phase are 2.65 W/(m·K) and 1.54 W/(m·K), respectively. The results reveal that the thermal conductivity of tetragonal phase is higher than that of the YSZ ceramic (2.31 W/(m·K)), while grain boundary's is lower than that of the YSZ ceramic.%氧化钇部分稳定的氧化锆(YSZ)涂层是应用广泛的热障涂层材料.为了更好地研究各种因素对热障涂层热导率的影响,使用压制烧结的方法制备基本致密的氧化锆陶瓷,研究相组成和晶粒大小对热导率的定量影响.在不同的烧成制度下制备出不同晶粒大小的氧化锆陶瓷.用电子背散射衍射(EBSD)图像研究氧化锆陶瓷材料的相组成以及晶界的分布情况.综合有限元模拟的方法以及傅立叶传导方程,计算出四方相和晶界的热导率分别为2.65 W/(m·K)和1.54 W/(m·K).研究表明,四方相的热导率比氧化锆陶瓷的热导率高,而晶界的热导率比氧化锆陶瓷的低.
氧化锆陶瓷材料的抗热震性能分析 摘要：本文通过分析氧化锆陶瓷材料热膨胀性和相变特征，重点讨论了利用相变提高氧化锆材料抗热震性能的方法，对改善材料抗热震性的途径进行了探讨。 关键词：氧化锆，陶瓷，热震能，膨胀性，相变特征 Abstract: through analysis of zirconium oxide ceramic material thermal expansion and phase change features were discussed, and the use of phase change materials improve zirconia thermal shock resistance methods, to improve material thermal shock resistance of the methods are discussed. Keywords: zirconia, ceramic, thermal shock can, the dilatability, phase change characteristics 1引言 陶瓷材料中热应力大小取决于材料的力学性能和热学性能，并且还受构件几何形状和环境介质等因素的影响。所以，作为陶瓷材料抵抗温度变化能力大小标志的抗热震性，也必将是其力学性能和热学性能对应于各种受热条件的综合表现。陶瓷材料抗热震能力的研究始于20世纪50年代，迄今已经提出了多种抗震性的评价理论，但都不同程度地存在着局限性和片面性。 2氧化锆陶瓷材料抗热震性的理论分析 陶瓷材料的热震破坏分为热冲击作用下的瞬间断裂和热冲击循环作用下的开裂、剥落。据此，脆性陶瓷材料抗热震性的评价理论也相应分为两点观点。一种是基于热弹性理论。它是指材料固有强度不足以抵抗热震温差引起的热应力时就导致材料“热震断裂”。根据这一理论，陶瓷材料同时具有高的强度、热导率和低的热膨胀系数、杨氏弹性模量、泊松比、热辐射系数及黏度，才能具有高的抗热震断裂的能力。此外，适度降低材料密度和热容也有利于改善陶瓷材料的抗热震性能。 另一种是基于断裂力学的概念，即材料中的热弹性应变能足以裂纹成核和扩展而新生表面所需的能量时，裂纹就形成并扩展，从而导致材料热震损伤。根据这一理论抗热震损伤性能好的材料应该具有尽可能高的弹性模量和尽可能低的强度。不难看出，这些要求与高抗热震断裂能力的要求截然相反。此外，增大陶瓷材料的断裂能、改善材料的断裂韧性，对提高其抗热震损伤能力显然是有益的。再有，适量微裂纹存在也将有助于改善抗热震损伤性能，例如气孔率为10%~20%
'. 氧化锆稳定剂类型及其稳定特点 稳定氧化锆的存在是因为氧化锆具有独特的相变过程，因此需要做稳定处理以获得我们所 需要的产品品质。因此在说稳定氧化锆之前，先简单的说一下氧化锆的相变是怎么回事。 本文框架： 1、ZrO2的相变过程及相变增韧→2、氧化锆用相稳定剂的作用→3、常用的氧化锆稳定剂类型及作用机理→4、常用的稳定氧化锆的特点（ Y 2O3、MgO、CeO2、CaO）→5、复合稳定剂的协同作用 1、ZrO 2的相变过程及相变增韧 “纯 ZrO2从高温冷却到室温的过程中将发生如下相变：立方相（ c）→四方相（ t）→单斜相（ m），其中在 1150℃会发生 t →m相变，并伴随着约 5%的体积膨胀。 如果将 ZrO2的 t →m想变点稳定到室温，使其在承载时由应力诱发产生 t →m相变，由于相变 产生的体积效应而吸收大量的断裂能，从而使材料表现出异常高的断裂能，从而使材料表 现出异常高的断裂韧度，产生相变增韧，获得高韧性、高耐磨性。” 2、氧化锆用相稳定剂的作用 要实现氧化锆的相变增韧，必须添加一定的稳定剂并在一定的烧成条件下，将高温稳定相 -四方亚稳定至室温，获得室温下可相变的四方相，这就是稳定剂对氧化锆的稳定作用。 “稳定至室温的四方相是应力诱导相变的前提条件，该过程是氧化锆陶瓷获得优良性能的关键，一直是氧化锆结构陶瓷材料研究的重要内容。” 下文将对目前稳定剂对氧化锆稳定作用的一些研究做一个简要的概述。 3、常用的氧化锆稳定剂类型及作用机理 常见的 ZrO2稳定剂是稀土或碱土氧化物，而且还只有离子半径与ZrO2半径相差不超过 40%的氧化物才能作为氧化锆的稳定剂。常用的稳定剂主要有Y 2O3、 MgO、 CeO2、 CaO。 3+2+4+2+ 其机理通常可以认为是：Y，Mg、Ce、Ca等稳定剂的阳离子在ZrO 2中有着一定溶 4+ 解度，可以置换出其中的Zr而形成置换型固溶体，阻碍四方晶型相单斜晶型转变，从而使氧 化锆的相变点稳定降低到室温，从而使t-ZrO2亚稳定至室温。通过不同的稳定剂添加量，可制备出部分稳定氧化锆陶瓷（PSZ, 部分 t-ZrO2 亚稳至室温），四方氧化锆多晶体(TZP, t-ZrO 2全部稳定至室温 )及全稳定氧化锆（ FSZ，c-ZrO2稳定至室温，获得c-ZrO2单相材料）。 其中， PSZ 和 TZP 中均含有可想变的四方相，是常见的相变增韧陶瓷。 4、常用的稳定氧化锆的特点 不同的稳定剂单独加入氧化锆，可制取不同类型的稳定氧化锆产品。各稳定剂稳定的实质 大致相同，但获取的ZrO 2产品的性能却不尽相同，此外不同添加量的稳定剂添加至氧化锆中 制备的产品性能也不尽相同。 下文将对目前主要应用的稳定剂做分析。 a、Y-TZP ：氧化钇稳定四方氧化锆陶瓷 Y-TZP 是 TZP 材料发展至今得到最多研究的TZP 材料，这种材料力学性能较好，强度较高，具有良好的断裂韧性，并且其集体中材料的晶粒尺寸细小而均匀，因此是得到较多关注。 ;.
氧化锆的发展、应用及前景 一、氧化锆的发展历程 自从1975年澳大利亚学者K.C.Ganvil首次提出利用Zr2O相变同时产生的体积效应来达到增韧陶瓷的新概念以来，对ZrO2陶瓷用作结构材料的研究就十分活跃，从相变结晶学、热力学、增韧机理及材料制备系统与工艺等方面入手，企图使ZrO2姚陶瓷材料或用ZrO2增韧后的陶瓷发挥更大的效用。目前研究报导较多的材料系统并具有一定效果的有:部分稳定氧化锆(PSZ);多晶四方ZrO2(TZP);氧化锆增韧氧化铝(ZTA);氧化锆增韧莫来石(ZTM);增韧Si3N4、SiC及超塑性氧化锆等几方面，其他增韧ALN、堇青石、尖晶石等亦有报导。由于ZrO2相变增韧使Al2O3、莫来石、SiN4、SiC的断裂性能亦有不同程度的提高，Si3N4的材料Kic从4.8一5.8提高至7左右，Al2O3材料KiC。由4.5提高到9.8。为这些材料的进一步应用提供了力学性能上的保证。 早在1789年Klaproth就从宝石中提炼出了氧化锆，但直到本世纪40年代才作为燃气灯罩应用于工业中。此后，相继在耐火材料、着色及磨料中得到应用。近十年来，研制出了具有良好韧性及多功能性的新产品，因而陶瓷的应用数量增加，所涉及到的领域也在不断扩大。 氧化锆是一种耐高温、耐腐蚀、耐磨损而且具有优良导电性能的无机非金属材料，20世纪20年代初即被应用于耐火材料领域，直到上世纪70年代中期以来，国际上欧美日先进国家竟相投入具资研究开发氧化锆生产技术和氧化锆系列产品生产,进一步将氧化锆的应用领域扩展到结构材料和功能材料，同时氧化锆也是国家产业政策中鼓励重点发展的高性能新材料之一，目前正广泛地被应用于各个行业中。 二、氧化锆的基本性能 常压下纯的氧化锆有三种晶型，低温为单斜晶系，密度 5.65g/cm3，高温为四方晶系，密度6.10g/cm3，更高温度下为立方晶系，密度 6.27g/cm3，其相互间的转化关系如下： 天然ZrO2和用化学法得到的ZrO2属于单斜晶系。单斜晶型与四方晶型之间的转变伴随有7%左右的体积变化。加热时由单斜ZrO2转变为四方ZrO2，体积收缩，冷却时由四方ZrO2转变为单斜ZrO2，体积膨胀。但这种收缩与膨胀并不发生在同一温度，前者约在1200℃，后者约在1000℃。 由于晶型的转变产生体积变化，会造成开裂，故单纯的氧化锆陶瓷很难生产，通过实践发现加入适量的晶型稳定剂CaO、MgO、Y2O3、CeO2等和其他稀土氧化物，可以使ZrO2相变温度降低至室温以下，使高温稳定的四方和立方氧化锆在室温也能以稳定或亚稳定形式存在，形成无异常膨胀、收缩的立方、四方晶型的稳定氧化锆（FSZ）和部分稳定氧化锆（PSZ）。 氧化锆中随着稳定剂加入量的不同，会产生不同晶型的氧化锆，相变过程中由于体积和形状的改变，能够吸收能量，减少裂纹尖端应力集中，阻止裂纹扩展，提高陶瓷材料的韧性，从此氧化锆相变增韧陶瓷的研究和应用得到了迅速的发展，主要有三种类型：部分稳定氧化锆陶瓷；四方氧化锆多晶体陶瓷；氧化锆增韧陶瓷。 三、氧化锆的应用 1.氧化锆耐火材料 氧化锆从20世纪20年代初就被应用于耐火材料领域，直至今天在耐火材料领域仍然占有一席之地。 氧化锆坩埚 如前所述氧化锆的熔点高达2700℃，即使加热到1900多摄氏度也不会与熔融的铝、铁、镍、铂等金属，硅酸盐和酸性炉渣等发生反应，所以用氧化锆材料制作的坩埚能成功地熔炼铂、钯、钌、铯
陶瓷资料整理总述 陶瓷是陶器与瓷器的统称，同时也是我国的一种工艺美术品，远在新石器时代，我国已有风格粗犷、朴实的彩陶和黑陶。陶与瓷的质地不同，性质各异。陶，是以粘性较高、可塑性较强的粘土为主要原料制成的，不透明、有细微气孔和微弱的吸水性，击之声浊。瓷是以粘土、长石和石英制成，半透明，不吸水、抗腐蚀，胎质坚硬紧密，叩之声脆。我国传统的陶瓷工艺美术品，质高形美，具有高度的艺术价值，闻名于世界。 特性 说到陶瓷材料，难免将陶与瓷分开来谈，我们经常说的陶瓷，是指陶器和瓷器两个种类的合称。在创作领域中，陶与瓷都是陶瓷艺术中不可或缺的重要组成部分，但是陶与瓷却有着质的不同。陶，是以粘性较高、可塑性较强的粘土为主要原料制成的，不透明、有细微气孔和微弱的吸水性，击之声浊。瓷是以粘土、长石和石英制成，半透明，不吸水、抗腐蚀，胎质坚硬紧密，叩之声脆。 分类 陶瓷材料目前尚无统一的分类方法，通常把陶瓷材料分为玻璃、玻璃陶瓷和工程陶瓷3类。其中工程陶瓷又分为普通陶瓷和特种陶瓷两大类。其中普通陶瓷又称传统陶瓷，特种陶瓷又称现代陶瓷。陶瓷材料是用天然或合成化合物经过成形和高温烧结制成的一类无机非金属材料。具有高熔点、高硬度、高耐磨性、耐氧化等优点。可用作
结构材料、刀具材料和模具材料，由于陶瓷还具有某些特殊的性能，又可作为功能材料。 普通陶瓷 普通陶瓷又称传统陶瓷，其主要原料是黏土（Al2O3·2SiO2·H2O）、石英（SiO2）和长石（K2O·Al2O3·6SiO2）。通过调整3者比例，可得到不同的抗电性能、耐热性能和机械性能。一般普通陶瓷坚硬，但脆性大，绝缘性和耐蚀性极好。 特种陶瓷 特种陶瓷又称现代陶瓷，按应用包括特种结构陶瓷和功能陶瓷两类，如压电陶瓷、磁性陶瓷、电容器陶瓷、高温陶瓷等。工程上最重要的高温陶瓷，包括氧化物陶瓷、碳化物陶瓷、硼化物陶瓷和氮化物陶瓷。 ①氧化物陶瓷 a.氧化物陶瓷的性质 Ⅰ.熔点大多在2000℃以上，烧成温度在1800℃左右。在烧成温度时，氧化物颗粒发生快速烧结，颗粒间出现固体表面反应，从而形成大块陶瓷晶体（单相），或有少量气体产生。 Ⅱ.氧化物陶瓷的强度随温度升高而降低，但在1000℃以下一直保持较高强度，随温度变化不大。 Ⅲ.纯氧化陶瓷都是很好的高温耐火度结构材料，在任何情况下陶瓷都不会产生氧化。 b.氧化物陶瓷的种类
高温陶瓷共烧 高温陶瓷共烧是一种在高温下将多种不同成分的陶瓷材料结合在一起进行烧结的方法。这种方法可以提高陶瓷材料的性能，扩大其应用范围。本文将对高温陶瓷共烧的原理、工艺、性能及应用进行详细介绍。 一、高温陶瓷共烧的原理 高温陶瓷共烧的原理主要是利用不同陶瓷材料之间的热膨胀系数、熔点、化学稳定性等性能差异，通过合理的配比和烧结工艺，使各种陶瓷材料在高温下形成均匀、致密、高强度的结构。在这个过程中，各种陶瓷材料之间会发生物理和化学反应，形成新的化合物或固溶体，从而提高陶瓷材料的整体性能。 二、高温陶瓷共烧的工艺 1. 原料准备：根据所需的陶瓷材料性能，选择合适的陶瓷原料，如氧化物、氮化物、碳化物等。这些原料需要经过严格的筛选、混合和研磨，以保证烧结过程中的均匀性和致密性。 2. 成型：将混合好的陶瓷原料进行成型处理，常用的成型方法有干压成型、泥浆浇注成型、热压成型等。成型后的生坯需要经过干燥和排胶处理，以去除多余的水分和有机物质。 3. 预烧结：将成型后的生坯进行预烧结处理，目的是消除成型过程中产生的应力，提高生坯的密度和强度。预烧结的温度和时间需要根据陶瓷材料的性能进行调整。
4. 共烧：将预烧结后的陶瓷生坯进行共烧处理。共烧的温度和气氛需要根据陶瓷材料的熔点、化学稳定性等因素进行选择。共烧过程中，各种陶瓷材料之间会发生物理和化学反应，形成新的化合物或固溶体。 5. 后处理：共烧后的陶瓷材料需要进行冷却、切割、磨削等后处理工序，以满足实际应用的需求。 三、高温陶瓷共烧的性能 1. 力学性能：通过高温陶瓷共烧，陶瓷材料的硬度、抗弯强度、抗压强度等力学性能得到了显著提高。这是因为共烧过程中，各种陶瓷材料之间形成了均匀、致密的结构，有效地提高了陶瓷材料的力学性能。 2. 热学性能：高温陶瓷共烧可以使陶瓷材料的熔点降低，热导率提高，从而扩大了陶瓷材料的应用范围。例如，通过将氧化铝和氧化锆共烧，可以制备出具有高熔点、高强度、高热导率的复相陶瓷材料，广泛应用于电子器件、航空航天等领域。 3. 电学性能：高温陶瓷共烧可以使陶瓷材料的绝缘性能得到改善，导电性能得到提高。例如，通过将氧化铝和氧化镁共烧，可以制备出具有优异绝缘性能和导电性能的陶瓷材料，广泛应用于电子器件、电力设备等领域。 4. 化学稳定性：高温陶瓷共烧可以提高陶瓷材料的化学稳定性，使其能够在恶劣环境下长时间使用。这是因为共烧过程中，
火箭发动机材料的研究与应用 1. 引言 随着人类对于太空探索的兴趣不断升温，火箭发动机的发展也在不断推进。而火箭发动机所运用的材料也成为火箭发动机发展的关键因素之一。本文将围绕火箭发动机材料的研究与应用展开讨论。 2. 火箭发动机的特殊性质对材料的要求 火箭发动机在操作过程中，所遭受的机械、热和化学的极端环境，需要材料具备以下特性： （1）高温耐受性； （2）高强度； （3）良好的抗腐蚀性； （4）低比重，减轻发动机整体重量； （5）材料热膨胀系数与运动部件的匹配性高。 3. 火箭发动机的材料分类 （1）金属材料：如钛、铝、镁等，这些材料具有高强度和较高的热导率，能够承受高温和高压的环境。
（2）陶瓷材料：如氧化锆、氧化铝等，具有高强度、高硬度、高温稳定性、低比重和较好的抗腐蚀性。 （3）复合材料：如碳纤维、玻璃纤维等，具有高强度、低比 重和良好的抗腐蚀性。 （4）高分子材料：如聚酰亚胺、聚苯乙烯等，具有高强度、 高耐热性和较好的机械性能。 4. 火箭发动机材料的应用 （1）推进剂喷口：由于喷口处会出现高温高压的环境，使用 陶瓷材料制作可减轻喷嘴的重量，提高发动机推力和工作效率。 （2）涡轮机叶片：在火箭发动机中，涡轮机叶片是一个重要 的部件。使用金属材料能够提高偏转角，降低产生气流噪声的几率。 （3）贮液舱壁：使用复合材料或陶瓷材料制作，可以提高贮 液舱的密封性和耐高温性，保证贮液舱的安全和可靠性。 （4）密封件：使用高分子材料，能够保证密封件有良好的耐 化学性、耐高温性和抗磨损性，在高温高压的环境下能够保持密 封性。 5. 研发新型火箭发动机材料的挑战
高强度陶瓷器皿的工艺特征研究 【摘要】 本文研究了高强度陶瓷器皿的工艺特征，旨在探讨其制作工艺、 材料选择、烧制工艺、测试方法和应用领域。通过对高强度陶瓷器皿 的制作工艺和材料选择进行分析，提出了一些改进建议，以提高其生 产效率和产品质量。通过对高强度陶瓷器皿的烧制工艺和测试方法的 研究，揭示了其优缺点和适用范围。在对本文研究内容进行总结，并 展望未来高强度陶瓷器皿的发展方向，为相关领域的研究提供参考。 通过本文的研究，有望为高强度陶瓷器皿的制作和应用提供更深入的 理论支持和实践指导。 【关键词】 高强度陶瓷器皿、制作工艺、材料选择、烧制工艺、测试方法、 应用领域、研究背景、研究目的、结论总结、未来展望 1. 引言 1.1 研究背景 高强度陶瓷器皿是一种具有优异性能的陶瓷制品，通常用于承受 高温、高压或强腐蚀环境下的工作。随着工业技术的不断发展和人们 对高性能陶瓷需求的增加，高强度陶瓷器皿在各个领域得到了广泛应用。目前对于高强度陶瓷器皿的工艺特征研究相对不足，存在着一些 问题和挑战。目前市场上的高强度陶瓷器皿种类繁多，制作工艺各异，
缺乏系统性的比较和分析。材料的选择对于高强度陶瓷器皿的性能至 关重要，但在实际生产中存在一定的困难和局限性。烧制工艺和测试 方法也需要进一步探讨和完善，以提高高强度陶瓷器皿的生产质量和 产品稳定性。深入研究高强度陶瓷器皿的工艺特征，对于解决当前存 在的问题和推动陶瓷制品行业的发展具有重要意义。 1.2 研究目的 研究目的是通过对高强度陶瓷器皿的工艺特征进行深入研究，探 讨其在制作过程中的关键工艺参数和技术要点，从而提高高强度陶瓷 器皿的制作质量和性能表现。通过对高强度陶瓷器皿的材料选择、烧 制工艺、测试方法和应用领域进行综合分析，进一步探讨如何优化和 改进高强度陶瓷器皿的制作工艺，以满足不同领域对器皿强度和耐用 性的需求，推动高强度陶瓷器皿在工业和生活中的应用拓展，为陶瓷 行业的发展做出贡献。通过本研究，旨在为高强度陶瓷器皿的制作工 艺提供科学依据和技术支撑，促进陶瓷器皿产业的转型升级，推动我 国传统陶瓷工艺的现代化发展，提升我国在陶瓷领域的技术实力和国 际竞争力。 2. 正文 2.1 高强度陶瓷器皿的制作工艺 高强度陶瓷器皿的制作工艺是整个制作过程中最关键的环节之一。制作工艺的精细程度直接影响到最终陶瓷器皿的品质和性能。在制作 工艺中，首先需要选择适合的原料，通常采用氧化铝、硅酸盐等高温
二氧化锆的用途以及特性 二氧化锆（ZrO2）是一种重要的无机化合物，具有许多重要的应用和特性。以下将详细介绍二氧化锆的用途以及其特性。 二氧化锆具有高熔点（约2700）、高硬度、高抗腐蚀性和优良的机械性能等特点，使它成为许多领域的理想材料之一。以下是二氧化锆的主要应用和特性： 1. 热障涂层材料：二氧化锆具有良好的耐高温性能和高热导率，因此被广泛用于航天航空领域，用作热障涂层材料，保护金属部件不受高温烧蚀。 2. 陶瓷材料：二氧化锆可以制备成高性能陶瓷材料，常用于制作瓷器、电子陶瓷和耐火材料等。其高硬度和优良的耐磨性使得二氧化锆陶瓷在工业领域的使用得到广泛推广，例如用于制作磨料磨具、球磨罐、球磨介质等。 3. 生物医学领域：由于二氧化锆具有良好的生物相容性和抗菌性能，因此被广泛应用于生物医学领域。它可以用于制备牙科材料、人工关节、骨修复材料等，这些材料在人体内可以稳定存在并发挥良好的治疗效果。 4. 电子材料：二氧化锆具有优异的电介质性能，可用于制备电容器、传感器和电子集成电路等。其低介电常数和低介电损耗使得二氧化锆在高频电子领域具有广阔的应用前景。
5. 光学材料：二氧化锆具有良好的光学性能，例如高透过率、低折射率等。因此，它广泛应用于制备镜片、滤光片、光学窗口等光学元件，可用于太阳能电池板、光纤通信、激光器等领域。 6. 催化剂：二氧化锆可作为催化剂的载体，广泛应用于化学工业中。它可以提高催化剂的活性和稳定性，应用于石化、化肥、医药等行业，例如用于制造丙烷催化裂化、酯化反应等。 除了以上应用外，二氧化锆还具有其他一些特性和优势。例如，它具有良好的热膨胀性，与金属材料具有较好的热膨胀匹配性，可用于制备金属陶瓷复合材料，提高材料的强度和韧性。此外，二氧化锆具有良好的热电性能、电化学性能和光催化性能，也被广泛应用于相关领域。 总之，二氧化锆是一种多功能的材料，具有广泛的应用领域和优良的特性。随着科技的不断进步和应用的拓展，二氧化锆的用途将进一步扩大，并为各行各业带来更多的创新和发展机遇。
耐火材料制备工艺,(总11页) --本页仅作为文档封面，使用时请直接删除即可-- --内页可以根据需求调整合适字体及大小--
耐火材料制备原理及工艺 摘要耐火材料是一种耐火度不低于1580℃，有较好的抗热冲击和化学侵蚀的能力、导热系数低和膨胀 系数低的无机非金属材料。其主要是以铝矾土、硅石、菱镁矿、白云石等天然矿石为原料经加工后制造而成的。其应用是用作高温窑、炉等热工设备的结构材料，以及工业用高温容器和部件的材料，并能承受相应的物理化学变化及机械作用。主要是广泛用于冶金、化工、石油、机械制造、硅酸盐、动力等工业领域，在冶金工业中用量最大，占总产量的50％～60％。耐火材料的发展在国民工业生产的应用中有着举足轻重的地位。中国耐火材料的发展历史悠久，具有了较为完整的生产工艺，其当代的发展已经是能独立研发各种性能较为优越的耐火材料，但依然存在各种缺点和不足。 关键词耐火材料分类，原理工艺，前景 前言耐火材料是耐火度不低于1580℃的材料。一般是指主要由无机非金属材料构成的材料和制品，耐火度是指材料在高温作用下达到特定软化程度时的温度，它标志材料抵抗高温作用的性能，是高温技术的基础材料。没有耐火材料就没有办法接受燃料或发热体散发的大量热，没有耐火材料制成的容器也没有办法使高温状态的物质保持一定时间。随着现代工业技术的发展，不但对耐火材料质量要求越来越高，对耐火材料有特殊要求的品种越来越多，形状越来越复杂。其成产流程大多如图1-1。 图1-1耐火材料的生产流程[1] 1耐火材料的分类和性能要求 1.1分类 按组成来分 耐火材料可分为硅质制品、硅酸铝质制品、镁质制品、白云石制品、铬质制品、锆质制品、纯氧化制品及非纯氧化物制品等。 按工艺方法来划分
陶瓷材料抗热震性的研究进展 文圆;黄惠宁;张国涛;黄辛辰;杨景琪;戴永刚 【摘要】The state of investigation on thermal shock resistance of ceramics at home and abroad in recent years and the theories of ceramic thermal shock resistance were briefly described. The research progress of investigation in thermal shock resistance of ceramics material and approach to improve the thermal shock resistance of ceramics were summarized. Prediction and analysis of thermal shock resistant ceramic material development prospects are good.%根据近年来国内外陶瓷抗热震性的研究现状, 简要介绍抗热震陶瓷的评价理论, 系统总结陶瓷材料抗热震性研究进展情况以及目前提高材料抗热震性能的方法, 并预测分析抗热震陶瓷材料发展前景良好. 【期刊名称】《佛山陶瓷》 【年(卷),期】2018(000)012 【总页数】7页(P1-7) 【关键词】陶瓷;抗热震性;第二相;研究进展 【作者】文圆;黄惠宁;张国涛;黄辛辰;杨景琪;戴永刚 【作者单位】广东金意陶陶瓷集团有限公司,佛山 528031;佛山金意绿能新材科技有限公司,佛山 528031;广东金意陶陶瓷集团有限公司,佛山 528031;佛山金意绿能新材科技有限公司,佛山 528031;广东金意陶陶瓷集团有限公司,佛山 528031;佛山金意绿能新材科技有限公司,佛山 528031;广东金意陶陶瓷集团有限公司,佛山
物质结构与性质（选修）【原卷】 1．（2020届河南省焦作市高三第三次模拟）2019年8月13日中国科学家合成了首例缺陷诱导的晶态无机硼酸盐单一组分白光材料Ba2 [Sn（OH）6][B（OH）4] 2并获得了该化合物的LED器件，该研究结果有望为白光发射的设计和应用提供一个新的有效策略。 （1）基态Sn原子价层电子的空间运动状态有___种，基态氧原子的价层电子排2s2p2p，因为这违背了____原理（规则）。 布式不能表示为222 x y （2）[B（OH）4]－中氧原子的杂化轨道类型为____，[B（OH）4]－的空间构型为______。 [Sn（OH）6] 2－中，Sn与O之间的化学键不可能是___。 a 键 b σ键 c 配位键 d 极性键 （3）碳酸钡、碳酸镁分解得到的金属氧化物中，熔点较低的是_____（填化学式），其原因是___________。 （4）超高热导率半导体材料——砷化硼（BAs）的晶胞结构如下图所示，则1号砷原子的坐标为____。已知阿伏加德罗常数的值为N A，若晶胞中As原子到B原子最近距离为a pm，则该晶体的密度为__g·cm－3（列出含a、N A的计算式即可）。
2．（2020届广东省汕头市高三一模）东晋《华阳国志·南中志》卷四中关于白铜的记载——云南镍白铜(铜镍合金)，曾主要用于造币，亦可用于制作仿银饰品。回答下列问题： （1）Ni2+基态原子的电子排布式为_______；3d能级上的未成对电子数为____。（2）单质铜及镍都是由 _____键形成的晶体；元素铜与镍的第二电离能分别为：I cu＝1958kJ•mol-1、I Ni＝1753 kJ•mol-1，I cu＞I Ni的原因是 ________________。（3）Ni2+与丁二酮肟生成鲜红色丁二酮肟镍沉淀，该反应可用于检验 Ni2+。 2+Ni2+→↓+2H+ ①1 mol 丁二酮肟分子中含有σ键的数目为_______mol。 ②丁二酮肟镍分子中碳原子的杂化轨道类型为_____________。 （4）Ni 的晶胞结构如图所示，镍晶体配位数目是__________ ；若 Ni 的原子半径为 d pm，Ni 的密度计算表达式是______g/cm3；Ni 原子空间利用率的计算表达式是_________。(Ni 的相对原子量用 Mr 表示)