《无机材料科学基础》学习指南.docx
- 文档编号:24885413
- 上传时间:2023-06-02
- 格式:DOCX
- 页数:19
- 大小:36.29KB
《无机材料科学基础》学习指南.docx
《《无机材料科学基础》学习指南.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《《无机材料科学基础》学习指南.docx(19页珍藏版)》请在冰豆网上搜索。
《无机材料科学基础》学习指南
无机材料科学基础
学习指导
课程简介
一、课程意义
人造材料
金属材料无机非金属材料有机高分子材料复合材料
传统无机材料新型无机材料
硅酸盐材料结构材料功能材料
水泥玻璃陶瓷搪瓷高温电子磁性压电铁电
耐火材料胶凝材料热敏、气敏、光敏、湿敏半导体
磨具磨料热学生物催化剂及载体填料
在人民的日常生活中,在基本建设工程中,在各种工业生产中,在现代国防和现代科学技术中,无机材料都有着各式各样的用途,其用量之大居于所有人造材料首位。
因此在无机材料的生产过程中,如何合理地使用原材料,提高产品质量,改善产品性能,缩短生产周期,减少能源消耗,降低生产成本,对于提高人民生活水平和促进国民经济和科学技术发展,具有十分重要的意义。
不言而喻,要解决上述问题,必须深入研究各种无机材料制备和生产过程中的内在物理化学变化规律,用现代科学理论来指导生产实际活动。
无机材料是一门高温化学工业,其生产过程包括多种物理化学变化,所以说,无机材料的发展,依赖于物理化学知识的丰富。
二、课程形成、地位及内容
1.形成:
《物理化学》→《硅酸盐物理化学》→《无机材料物理化学》→《无机材料科学基础》
2.地位:
《物理化学》、《结晶化学》→《无机材料物理化学》→《无机材料工艺学》
《硅酸盐物理化学》是在《物理化学》原理的基础上总结了硅酸盐工业生产的共性规律而形成,是硅酸盐材料科学的重要基础理论部分。
近二十年来,技术革新的浪潮席卷全世界,作为技术革新支柱的新材料也飞速发展,在传统硅酸盐材料基础上发展出各种结构和功能材料,其成分已远远超出硅酸盐范畴,总称为无机非金属材料。
与此相应,作为基础理论的《硅酸盐物理化学》也有了蓬勃发展。
除《物理化学》原理以外,《固体物理》、《结构化学》、《结晶化学》等的理论不断渗透进来,涉及的范围日益广泛,理论日益深化,从而改名为《无机材料科学基础》。
所以说《无机材料科学基础》是从无机材料领域内的各种材料制品的工艺技术实践中总结出来的共性规律而形成的。
这门课程把基础科学理论,如《物理化学》、《固体物理》、《结构化学》、《结晶化学》中的基本理论,具体应用到无机材料的制备工艺和性能研究中,用理论来阐明无机材料形成过程的本质,阐述如何应用基础理论来解决生产实际问题,为生产、研究和开发新材料提供理论依据。
因此,《无机材料科学基础》是一门新兴的、正在不断发展的应用型学科,是材料科学的一个重要分支,已成为无机非金属材料科学与工程及其相关专业必修的、介于基础科学和专业技术之间的一门非常重要的专业基础课程。
1.内容:
四面体:
顶点-结构、物性、反应、材料
《无机材料科学基础》着重于探求无机材料的结构、物理性能和化学反应三者的规律以及它们之间的有机联系,所包含的内容组成了一个以固体的”结构”、“反应”、“物性”及“材料”为顶点的四面体,因而是一个具有立体性质的科学领域,也是无机材料科学中理论与实际结合得最为紧密的专业基础课。
本专业的学生是未来的无机材料研制与生产的工程技术人员,掌握上述立体四面体顶点的专门知识,并了解材料的结构、物性和化学反应的规律及相互联系,无疑对今后从事复杂的技术工作十分有益。
分析这课程的立体四面体,可以看到构成四面体的四个顶点之间既相互联系,有相互独立。
我们知道,物质的结构将决定其物性和反应;反过来,物质的性质又可促使我们进一步了解物质的结构,而只有充分利用物质的结构、物性及化学反应的知识的基础上,才能真正得到优良性能的材料。
三、课程特点
1.死记硬背内容少,综合分析结论多
作为专业基础课,是基础理论在专业领域的应用,因此许多结论都是建立在实验结果基础上,由实验结果总结出的共性规律。
所以,只要学会分析方法,就不必记住死的结论。
这一点与基础理论大不相同。
2.实验数据、图表多,分析方法实用性强
本课程中许多结论都是从实验数据分析而来,因此分析过程更接近实用,为今后的研究及分析所借鉴。
3.各章节之间既相对独立又有有机的联系
四、学习方法
1.多分析,多思考,举一反三,理论联系实际
2.学习分析问题的方法,这一点比记住结论更重要
学生在学习中先自己分析数据,得出自己的结论,然后再与书中的结论进行比较,不断提高自己分析问题的能力。
3.按时完成老师布置的作业及思考题
五、参考书目
1.宋晓岚,黄学辉.无机材料科学基础.北京:
化学工业出版社,2006年
2.浙江大学等.硅酸盐物理化学.北京:
中国建筑工业出版社,1980年
3.叶瑞伦等.无机材料物理化学.北京:
中国建筑工业出版社,1986年
4.周亚栋.无机材料物理化学.武汉:
武汉工业大学出版社,1994年
5.陆佩文.无机材料科学基础(硅酸盐物理化学).南京:
东南大学出版社,1996年
6.[美]W·D·金格瑞等著.清华大学无机非金属材料教研组译.北京:
中国建筑工业出版社,1982年
7.中国建筑工业出版社、中国硅酸盐学会.硅酸盐辞典.北京:
中国建筑工业出版社,1984
8.宓锦校.无机材料晶体结构(光盘版).武汉:
武汉工业大学出版社,2000
9.郭丽萍等.晶体结构基础(光盘版).武汉:
武汉工业大学出版社,2000
第1章无机材料引论
一、学习意义
材料是人类社会赖以生存的物质基础和科学技术发展的技术核心与先导。
材料按其化学特征可划分为无机非金属材料(简称无机材料)、无机金属材料(简称金属材料)、有机高分子(聚合物)材料和复合材料四大类。
其中无机材料因原料资源丰富,成本低廉,生产过程能耗低,产品应用范围广,能在许多场合替代金属或有机高分子材料,使材料的利用更加合理和经济,从而日益受到人们的重视,成为材料领域研究和开发的重点。
通过介绍无机材料的分类与特点,阐述无机材料学科内涵及其结构-性能-工艺与环境间的关系,提出无机材料的选用原则,分析无机材料的地位与作用,综述无机材料研究现状与发展趋势,以初步建立起对无机材料的感性认识。
二、学习内容
1.无机材料的分类、特点、选用原则、作用与地位(0.3学时)
2.无机材料组成、结构、性能、工艺及其与环境的关系(0.3学时)
3.无机材料的研究与发展(0.4学时)
总学时:
2学时
三、学习目标
1.从无机材料科学与工程层次上了解无机材料的分类方法和研究内容。
2.认识无机材料的结构特点和基本性质,掌握无机材料选用的基本原则。
3.了解无机材料的基本用途及其在使用中的环境行为效应,建立对无机材料的感性认识。
四、学习难点
真正认识无机材料的学科内涵,深刻理解无机材料科学与工程四要素——合成与制备、组成与结构、性能与使用效能四者之间相互关系与制约规律。
第2章晶体结构
一、学习意义
晶体化学是研究晶体的化学组成-内部结构-性质三者之间关系及其规律的学科。
晶体是具有三维周期性、空间格子构造的固体。
在1912年以前,对晶体内部结构的研究还缺乏实验手段;1912年以后,由于X射线晶体衍射实验的成功,使测定晶体内部的具体结构成为现实,这不仅解决晶体结构的测定,而且在晶体结构与晶体性质之间的相互关系的研究领域中,取得了巨大的进展。
许多科学家,如鲍林(Pauling)、哥希密特(Goldschmidt)、查哈里阿生(Zachariason)等在这一领域作出了巨大的贡献。
本章晶体化学所讲述的内容几乎都是他们研究的结晶。
晶体是无机材料的重要聚集状态。
晶体的性质与其化学组成和晶体结构密切相关。
本章将主要介绍多种离子晶体的化学成分与其结构和性质之间的相互关系及其规律。
这一章的教学内容是整个无机材料科学的重要部分,是本课程的重点章节之一,它可为许多无机材料的性质提供必要的理论基础。
无机材料制备所用原料及其制品大多数是以结晶状态存在的物质,且大多数属于离子晶体。
不同的晶体具有不同的性质,晶体的性质由其内部结构决定,结构发生了变化,性质也就随之发生变化,晶体的结构,又紧密地与晶体的化学组成相联系,因为质点化学组成的改变,意味着质点在本质上存在着差异,从而在结构中的排列结合方式也就发生了变化。
例如,滑石Mg3[Si4O10](OH)2具有滑腻感;又如,在传统无机材料-水泥的性质研究过程中发现,水泥熟料中的主要成分Ca2SiO4(简称C2S)有β型和γ型两种结构,但它们的性质却截然不同。
那么,为什么会有差别呢?
大量的研究表明:
β-C2S结构中Ca2+的配位数有8和6,因其Ca2+的不规则配位而相当活泼,能与水发生反应;而γ-C2S结构中Ca2+的配位数均为6,则由于Ca2+的配位规则而比较稳定,在水中几乎是惰性的。
因此对水泥材料的水硬性和水化活性研究取得了更深的认识,要使水泥熟料中含有更多的β-C2S,可以从增加它的配位不规则着手。
由此可见,无机材料的结构研究对其性质有着深远的影响。
二、学习内容
1.晶体化学的基本原理(4学时)
2.无机化合物晶体结构(4学时)
3.硅酸盐晶体结构(4学时)
总学时:
12学时
三、学习目标
1.掌握晶体化学的基本原理及要点。
(1)了解晶态物质中各类键合的特性,掌握由元素电负性进行键型估算的方法。
(2)了解离子键的键能u和离子晶体的晶格能U的基本概念,熟悉确定离子晶体晶格能的实验和理论计算方法。
(3)明确影响离子晶体结构的四个基本因素,了解离子半径的概念及确定离子半径的方法;记住最紧密堆积原理,熟悉等径球最紧密堆积的两种方式,以及两种方式的空间利用率、空隙数的计算及空隙位置;掌握正、负离子半径比与正离子配位数的关系,以及离子极化对配位数及晶体结构的影响;了解同质多晶现象的概念和同质多晶转变类型,SiO2的变体及相互转变关系。
2.熟悉离子晶体的几种简单结构类犁及实例,学会看简单晶体及硅酸盐晶体的结构图,掌握描述晶体结构的方法。
3.熟练掌握鲍林规则,弄清鲍林规则的作用、适用范围和具体内容,并能应用它说明具体离子晶体的结构。
4.熟悉硅酸盐结构的特点,能以实例,如镁橄榄石、绿宝石、顽火辉石、高岭石、蒙脱石、伊利石鳞石英、方石英等说明岛状,环状、链状、层状及架状硅酸盐的具体结构特征,学会根据材料的不同结构预测材料的性质。
四、学习难点
1.球体的最紧密堆积原理及堆积方式,两种最紧密堆积的空间利用率和空隙数的计算及空隙位置的确定。
这是学习晶体结构的重要基础内容。
2.鲍林规则要点及应用。
3.层状硅酸盐晶体矿物:
高岭石、蒙脱石、伊利石的结构与性质。
第3章晶体结构缺陷
一、学习意义
晶体结构缺陷是研究晶体产生缺陷的机理及其意义的学科。
从20世纪初叶,人们为了探讨物质的变化和其性质产生的原因,纷纷从微观角度来研究晶体的内部构造。
第二章中介绍各种晶体结构都是理想晶体的结构。
但是在实际晶体中总或多或少存在着这样那样的缺陷。
在本章中主要学习产生晶体结构缺陷的种类及其原因。
晶体结构缺陷的存在使其运动规律和变温过程中的扩散、固相反应、烧结、晶粒形成、相变的机理及材料的物理化学性能密切相关。
缺陷的存在有助于晶体中质点和电荷的运输。
半导体的导电性性质几乎完全是由外来的杂质原子和缺陷所决定的。
其他如许多离子晶体的颜色都是来自缺陷,在Al2O3单晶中加入0.5~2%Cr2O3,白宝石就变成具有鲜红颜色的红宝石。
晶体的发光差不多都和杂质的存在有关,Cr3+占据Al3+的位置,能产生受激辐射效应,是一种性能稳定的固体激光材料。
因此,晶体结构缺陷是材料学的基础。
二、学习内容
1.晶体结构缺陷类型(1学时)
2.点缺陷(3学时)
3.固溶体(2学时)
4.非化学计量化合物(1学时)
5.线缺陷(位错)(0.5学时)
6.面缺陷(晶界)(0.5学时)
总学时:
8学时
三、学习目标
1.掌握晶体中点缺陷的分类,缺陷符号和反应平衡。
2.掌握固溶体分类和各类固溶体、非化学计量化合物的形成条件。
3.掌握非化学计量化合物的各种类型。
4.了解刃位错、螺位错和伯格斯矢量的基本概念。
5.了解面缺陷的类型及特点。
四、学习难点
1.热缺陷的两种基本形式:
弗伦克尔缺陷和肖特基缺陷。
2.热缺陷的平衡浓度的计算。
3.非化学计量化合物的类型。
4.刃位错和螺位错形成。
第4章非晶态结构与性质
一、学习意义
熔体和玻璃体是物质另外两种聚集状态。
熔体特指加热到较高温度才能液化的物质的液体,即较高熔点物质的液体。
熔体快速冷却则变成玻璃体。
因此,熔体和玻璃体是相互联系、性质相近的两种聚集状态,这两种聚集状态的研究对于无机材料的形成和性质理解有着重要的作用。
传统的玻璃生产整个过程就是熔体和玻璃体的转化过程。
在其它无机材料(如水泥、耐火材料、陶瓷等)的生产过程中一般也都会出现一定数量的高温熔融相,常温下以玻璃相存在于各晶相之间,其含量及性质对这些材料的形成过程及制品性能都有重要影响。
如水泥行业,高温液相的性质(如粘度、表面张力)常常决定水泥烧成的难易程度和质量好坏。
陶瓷和耐火材料行业,它通常是强度和美观的有机结合,有时希望有较多的熔融相,而有时又希望熔融相含量较少,而更重要的是希望能控制熔体的粘度及表面张力等性质。
所有这些愿望,都必须在充分认识熔体结构和性质及其结构与性质之间的关系之后才能实现。
本章主要叙述熔体与玻璃体的结构及其性能,这些基本知识对控制无机材料的制造过程和改善材料性能具有重要的意义。
二、学习内容
1.硅酸盐熔体的结构(2学时)
2.硅酸盐熔体的性质(2学时)
3.玻璃的形成(1学时)
4.玻璃的结构(2学时)
5.典型玻璃类型(1学时)
总学时:
8学时
三、学习目标
1.掌握熔体结构的聚合物理论。
2.掌握熔体的粘度的概念,并掌握如下两点:
(1)硅酸盐熔体粘度与温度的关系;
(2)硅酸盐熔体粘度与组成的关系。
3.了解熔体的表面张力。
4.掌握玻璃的通性,了解玻璃的形成。
5.掌握3T图绘制。
6.了解玻璃形成的结晶化学条件:
(1)键强;
(2)键型。
7.掌握玻璃结构的两种学说:
无规则网络假说和晶子假说。
8.掌握玻璃结构参数的计算。
四、学习难点
1.熔体的粘度。
2.3T图绘制。
3.玻璃结构参数的计算。
第5章固体表面与界面
一、学习意义
在讨论晶体和玻璃体时,我们假定物体中任意一个质点(原子或离子)都是处在三维无限连续的空间之中,周围对它的作用状况是完全相同的,而实际上处在物体表面的质称其境遇和内部是不同的,表面的质点由于受力不均衡而处于较高的能阶。
这就使物体表面呈现一系列特殊的性质。
制备硅酸盐材料采用细分散的粉料,例如1kg石英砂从直径为10-2m粉碎到10-6m,由于分散度的变化而使细粉石英表面能增加1千万倍,相当于650kg水升高1℃需要的能量.粉碎石英的机械能转化为表面能贮存的石英粉内。
由于高分散度物系比低分散度物系能量高得多,必然使物系由于分散度的变化而使两者在物理性质(如熔点、沸点、蒸气压、溶解度、吸附、润湿和烧结等)和化学性质(化学活性、催化、固相反应)方面有很大的差别。
随着材料科学的发展,固体表面的结构和性能日益受到科学界的重视,脱着近年来表面微区分析、超高真空技术以及低能电子衍射等研究手段的发展,使固体表面的组态、构型、能量和特性等方面的研究逐渐发展和深入并逐渐形成一门独立学科——表面化学和表面物理。
本章将进一步学习固体表面原子或分子的构型、能量等方面参数以及表面、界面行为和粘土-水系统的一系列胶体化学问题。
二、学习内容
1.固体表面及其结构(4学时)
2.界面行为(4学时)
3.粘土-水系统(4学时)
总学时:
12学时
三、学习目标
1.了解固体表面的特征、晶体表面结构、固体的表面能。
2.掌握弯曲表面效应,并熟练掌握润湿与粘附。
了解晶界与晶相。
3.全面了解粘土-水系统。
掌握离子交换容量、粘土胶粒的电动电位、泥浆触变性、可塑性等一系列与粘土胶体有关的性质。
四、学习难点
1.润湿的判断和调节。
2.粘土-水系统中粘土胶粒的一系列性质及其影响因素和作用机理。
第6章相平衡与相图
一、学习意义
相平衡是研究物质在多项系统中相的平衡问题,相图是来描述相平衡状态的变化关系。
相平衡主要是研究多相系统的状态如何随温度、压力、组分的浓度等变数的变化而改变的规律。
相图可以指出,某一组成的系统,在指定条件下,达到平衡时,系统中存在的相的数目和每个相的组成及其相对数量。
研究相平衡的一个很大优点是不需要把体系中的化学物质或相加以分离来分别单独研究,而是综合考察系统中组分间及相间所发生的各种物理的化学的或是物理化学的变化,这就更接近自然界或人类生产活动中所遇到的真实情况,因而具有极大的普遍意义和实用价值。
对于一个无机材料工作者或学习者,掌握相平衡的基本原理,能够熟练的判断相图,是一项必须具备的基本功。
它可以帮助我们正确选择配料方案及工艺制度,合理分析生产过程中质量问题产生的原因以及帮助我们进行新材料的研制。
二、学习内容
1.相律及相平衡研究方法(2学时)
2.单元系统(2学时)
3.二元系统(4学时)
4.三元系统(10学时)
总学时:
18学时
三、学习目标
1.掌握相平衡与相图的基本原理。
2.掌握相图在无机非金属材料中的具体运用。
四、学习难点
1.相平衡的研究方法。
2.各种相图的正确分析。
3.相图在无机材料生产、研究与开发中的具体运用和指导作用。
第7章固体中的扩散
一、学习意义
晶体结构的主要特征是其原子或离子的规则排列。
然而实际晶体中原子或离子的排列总是或多或少地偏离了严格的周期性。
在热起伏的过程中,晶体的某些原子或离子由于振动剧烈而脱离格点进入晶格中的间隙位置或晶体表面,同时在晶体内部留下空位。
显然,这些处于间隙位置上的原子或原格点上留下来的空位并不会永久固定下来,它们将可以从热涨落的过程中重新获取能量,在晶体结构中不断地改变位置而出现由一处向另一处的无规则迁移运动。
这就是晶格中原子或离子的扩散。
晶体中原子或离子的扩散是固态传质和反应的基础。
无机材料制备和使用中很多重要的物理化学过程,如半导体的掺杂、固溶体的形成、金属材料的涂搪或与陶瓷和玻璃材料的封接、耐火材料的侵蚀等都与扩散密切相关,受到扩散过程的控制。
通过扩散的研究可以对这些过程进行定量或半定量的计算以及理论分析。
无机材料的高温动力学过程——相变、固相反应、烧结等进行的速度与进程亦取决于扩散进行的快慢。
并且,无机材料的很多性质,如导电性、导热性等亦直接取决于微观带电粒子或载流子在外场——电场或温度场作用下的迁移行为。
因此,学习扩散现象及扩散动力学规律,不仅可以从理论上了解和分析固体的结构、原子的结合状态以及固态相变的机理;而且可以对无机材料制备、加工及应用中的许多动力学过程进行有效控制,具有重要的理论及实际意义。
二、学习内容
1.扩散动力学方程——菲克定律及其应用(1学时)
2.固体扩散机制与扩散系数(2学时)
3.多元扩散系数(0.5学时)
4.影响扩散系数的因素(0.5学时)
总学时:
4学时
三、学习目标
1.了解固相扩散机构,熟练掌握菲克第一、第二定律。
2.了解无序扩散和自扩散系数,明白扩散机构和扩散系数的关系,并了解多元系统的扩散系数。
3.了解影响扩散系数的因素。
四、学习难点
1.菲克第一、第二定律。
2.扩散系数的推导。
第8章固相反应
一、学习意义
固相反应是无机固体材料的高温过程中一个普遍的物理化学现象,是一系列合金、传统硅酸盐材料以及各种新型无机材料生产所涉及到的基本过程之一。
由于固体的反应能力比气体和液体低很多,在较长时间内人们对它的了解和认识甚少。
尽管像铁中渗碳这样的固相反应过程人们早就了解并加以应用,但系统的研究工作却只是20世纪30~40年代以后的事。
在固相反应研究领域,泰曼(Tammann)及其学派在合金系统方面;海德华(Hedvall)、扬德(Jander)以及瓦格纳(Wagner)等人在非合金系统方面的工作是占有重要地位。
如今,固相反应已成为材料制备过程中的基础反应,它直接影响这些材料的生产过程、产品质量及材料的使用寿命。
鉴于与一般气、液相反应相比,固相反应在反应机理、动力学和研究方法方面都具有特点。
近年来由于测试技术的发展,固相反应的研究近二十年来取得了较大的进展。
因此,本章在了解原子移动规律的基础上将着重学习固相反应的机理及化学和扩散动力学方程的推导及其适用的范围,了解影响固相反应的因素。
二、学习内容
1.固相反应分类与特征(0.5学时)
2.固相反应过程及机理(1学时)
3.固相反应动力学(2学时)
4.影响固相反应的因素(0.5学时)
总学时:
4学时
三、学习目标
1.了解固相反应的特点及反应机理。
2.掌握固相反应动力学的一般速度关系。
3.熟练掌握固相反应扩散氛围的三种动力学方程。
四、学习难点
熟练掌握杨德方程与金斯特林格方程的推导。
第9章相变过程
一、学习意义
相变在无机材料领域中十分重要。
例如陶瓷、耐火材料的烧成和重结晶,或引入矿化剂控制其晶型转化;玻璃中防止失透或控制结晶来制造各种微晶玻璃;单晶、多晶和晶须中采用的液相或气相外延生长;瓷釉、搪瓷和各种复合材料的熔融和析晶;以及新型铁电材料中由自发极化产生的压电、热释电、电光效应等都可归之为相变过程。
相变过程中涉及的基本理论对获得特定性能的材料和制订合理工艺过程极为重要,目前已成为研究无机材料的重要课题。
相变理论要解决的问题是:
(1)相变为何会发生?
(2)相变是如何进行的?
前一个问题的热力学答案是明确的,但不足以解决具体问题,有待于微观理论将一些参量计算出来。
后一个问题的处理则涉及物理动力学(physicalkinetics)、晶格动力学、各向异性的弹性力学,乃至于远离平衡态的形态发生(morphogenesis)。
这方面的理论还处于从定性或半定量阶段向定量阶段过渡的状态。
对相变过程基本规律的学习、研究和掌握有助于人们合理、科学地优化材料制备的工艺过程,并对材料性能进行能动地设计和剪裁具有重要意义。
本章重点学习各种相变发生的热力学条件、动力学过程、相变与材料性能关系以及相变研究中采用的某些技术,并对玻璃分相的热力学与动力学做详细的讨论。
二、学习内容
1.相变的分类与条件(1学时)
2.液-固相变(2学时)
3.液-液相变(1学时)
总学时:
4学时
三、学习目标
1.掌握相变的分类方法和含义。
2.了解各个相变过程的机理及其工艺过程。
3.掌握相变过程的热力学条件。
4.熟悉成核-生长相变的动力学方程。
5.了解液-液分相的机理和对材料性能的影响。
四、学习难点
1.均态核化和非均态核化的热力学分析和动力学方程推导。
2.晶体生长动力学方程推导。
第10章烧结过程
一、学习意义
烧结是一门古老的工艺,早在公元前3000年人类就在粉末冶金技术中掌握了这门工艺,但对烧结理论的研究和发展仅始于20世纪中期。
现在,烧结在许多工业领域得到广泛应用,如陶瓷、耐火材料、粉末冶金、超高温材料等生产过程中都含有烧结过程。
烧结在无机材料的生产过程中起着十分重要的作用,烧结对产品的性能有着十分重要的影响。
烧结的目的是把粉状材料转变为块体材料,并赋予材料特有的性能。
烧结得到的块体材料是一种多晶材料,其显微结构由晶体、玻璃体和气孔组成。
烧结直接影响显微结构中晶粒尺寸和分布、气孔大小形状和分布及晶界的体积分数等。
从材料动力学角度看,烧结过程的进行,依赖于基本动力学过程——扩散,因为所有传质过程都依赖于质点的迁移。
烧结中粉状物料间的种种变化,还会涉及到相变、固相反应等动力学过程,尽管烧结的进行在某些情况下并不依赖于相变和固相反应的进行。
由此可见,烧结是材料高温动力学中最复杂的动力学过程。
无机材料的性能不仅与材料组成(化学组成和矿
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 无机材料科学基础 无机 材料科学 基础 学习指南