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无机非金属材料课件第一章第三节合成原料

-80℃~5℃--正交铁电相; <-80℃--三方铁电相
2020/12/26
2020/12/26
➢研究现状
钛酸钡是一种强介电材料,是电子陶瓷中使用最广泛的 材料之一,是陶瓷电容器的最主要材料,多年来一直被作为 典型的铁电陶瓷得到广泛研究和应用。被誉为”电子陶瓷工 业的支柱“。
目前,关于钛酸钡的研究很广泛。国内外许多的学者对 钛酸钡做了大量的研究工作,通过掺杂改性,已经得到了大 量的新材料,尤其是在MLCC方面的应用。
D. 热压法
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(3)赛隆
➢ 结构 a. 赛隆陶瓷是Si3N4和氧化铝Al2O3固溶体的总称, 是Si、Al、O、N元素符号的组合。 b. 基本结构单元为(Si, Al)(O,N)四面体(共角链接)
c. Si3N4中一部分Si被Al代替,一部分N被O代替,则
可形成一系列Si-Al-N-O固溶体。
➢制备
SiC自然界很少,都为人工合成。通常大量生产SiC的 工业方法是通过碳还原硅的氧化物而得到。
反应式: SiO2+C→SiC+CO2
注意: 为去除杂质以及让产物CO2顺利逸出,常加入NaCl及木屑 。
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(2) Si3N4
Si3N4属于高温结构陶瓷,在自然界并不存在, 是人工方法合成的。
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➢制备
制备赛隆陶瓷的原始物料为Si3N4、 Al2O3、AlN、Y2O3及 其他金属氧化物,烧结时容易通过液相绕结达到致密化,制备 工艺可以采用无压烧结、热压烧结或气压烧结。
➢ 性能 韧性好;硬度高;耐磨性好;高温抗氧化性好。
➢ 应用 a. 赛隆陶瓷已在发动机部件、轴承和密封圈等耐磨部件及刀 具材料中得到应用。 b. 在铜铝等合金冶炼、轧制和铸造上得到了应用。
➢应用 用作燃气涡轮叶片; 用作坩埚、热电偶保护管、热处理的内衬材料。 用作研磨材料。
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➢ 制备方法
A. 硅粉在氮或NH3气氛中加热(1300℃) 3Si+N2→Si3N4
B. 硅的卤化物(SiCl4、SiBr4)和氨反应 SiCl4+NH3→Si3N4+HCl
C. 反应烧结法(1450℃) 3Si+4N2→Si3N4
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结语
陶瓷生产用到的原料是多种多样的,我国地 大物博,各地的地质条件、气候环境、生产方 式、生产工艺、传统习惯均有较大的差异;只 有在了解了各种原料的特性之后,才能更好地 为生产服务;矿产资源不可再生,杜绝浪费, 物尽其用,是我考题
1. 简述赛隆的结构特征。 2. BaTiO3的结构类型
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(4)钛酸盐
➢ 化学式:BaTiO3 ➢ 熔点:1618℃
➢ 外观
白色粉末或透明晶体,难溶于水,可溶于浓硫酸。
➢ 结构
Ba
钛酸钡属于ABO3钙钛矿型结构。BaTiO3的晶体结 构有六方相、立方相、四方相、正交相和三方相等。
温度高于120℃--立方顺电相; 温度位于5~120℃--四方铁电相;
第三节 合成原料
氧化物:莫来石 3Al2O3-2SiO2 、 堇青石 (Mg,Fe)2Al3[AlSi5O18]
碳化物:SiC、TiC、WC、石墨 氮化物:Si3N4和塞隆、AlN、 BN 钛酸盐:BaTiO3
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➢应用 用作耐磨材料、耐火材料、半导体元件(二极 管、晶体管)、电动机及气轮机的制造等。
➢ 结构特征 a) Si3N4是共价键化合物,单位晶胞由硅氮四面体构
成,Si原子处于中心位置,周围是氮原子。 b) Si3N4有两种晶型:
α-Si3N4:颗粒状结晶体 β-Si3N4:针状结晶体 c) 1140℃-1600℃加热,α-Si3N4会转变成β-Si3N4。
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➢ 性能 高温强度高; 抗热震性优良; 抗氧化性好; 耐腐蚀性好; 热膨胀系数小; 高硬度、耐磨。
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