《耐高温陶瓷材料》PPT课件.ppt

耐高温陶瓷材料,小组成员：范刚强、何天琦、 普晓东、邓雅璐、邓刚,耐高温陶瓷材料的现状,近年来，由于冶炼及其他热工设备对耐高温陶瓷材料制品提出的要求越来越高，航空航天工业的飞速发展也刺激了耐高温陶瓷的发展，因此其质量不断提高，品种不断改善。现在单一组分的耐高温陶瓷材料，如氧化铝、碳化硅和氮化硅等，已经无法满足高温操作的要求，各类具有优越性能的新型复合耐高温陶瓷材料成为了人们关注的热点。,新型复合耐高温陶瓷材料,单一组分的耐高温陶瓷材料因其成分的单一，在性质上存在着明显的不足，如刚玉材料，烧结温度高，烧结体的热膨胀系数大，抗热震性差，碳化硅陶瓷材料的抗氧化性较差等。而且耐高温陶瓷材料在使用中，加工困难，抗热震性差，不易进行粘结等缺点，也促使了耐高温陶瓷材料复合化的发展。,新型复合耐高温材料,优质耐高温陶瓷材料（Sialon）,耐高温陶瓷涂层材料,碳化物复合陶瓷耐高温材料,优质耐高温陶瓷材料（Sialon）,sialon是Si、Al、O、N四种元素的合成词，作为一种陶瓷，它实际上是Si3N4中Si、N原子被Al和O原子置换所形成的一大类固溶体的总称。 sialon陶瓷的主要类别有-sialon、-sialon、O-sialon三种，尤以前两种最为常见。 Sialon 其晶体结构和Si3N4 相似，但比Si3N4 容易烧结。Sialon 分为型、型、O 型、X 型和AlN 型。,优质耐高温陶瓷材料（Sialon）, -Sialon 的特点是硬度高，耐磨性、抗氧化性和耐高温性好，缺点是强度不及 -Sialon；而 -Sialon 的抗热震性优于 -Si3N4，且与熔融金属的相容性好，不易腐蚀；O -Sialon的抗氧化性是在各种Sialon材料中最佳的，但得到单相的O-Sialon 非常困难，不加烧结助剂很难制备致密的O -Sialon；对X-Sialon 的报道较少，在弱氧化气氛中X-Sialon 是最稳定的，而在中性和弱还原气氛中不稳定，X-Sialon 能降低制品的机械性能，且能减少热膨胀系数和提高氧化性。Sialon 材料在常温和高温时强度高，化学稳定性好，耐磨性和热稳定性良好，且密度较低，被广泛运用在石油、冶金等领域。,Sialon复合相材料,因Sialon又可作为碳化硅、刚玉等耐高温材料的结合剂，所以在其基础上发展了Sialon复合相耐高温材料。Sialon结合SiC 材料常用于高炉中最易损毁的炉件部位，效果优于黏土砖和高铝砖。Sialon结合刚玉耐高温材料改善了纯刚玉材料抗侵蚀性、耐氧化性和热稳定性差的情况。Sialon/Si3N4 结合SiC 和Sialon 结合刚玉耐高温材料对提高高炉内衬材料的寿命做出了贡献，但Sialon/Si3N4 结合SiC耐高温材料的抗碱侵蚀能力差，而Sialon结合刚玉耐高温材料高温强度和抗热震性较差。,耐高温陶瓷涂层材料,耐高温陶瓷涂层材料种类繁多，最为常见的是金属表面的耐高温陶瓷涂层材料，无机非金属表面的耐高温陶瓷涂层材料和陶瓷塑料。金属材料因其优越的性质被广泛运用，但其耐腐蚀、抗氧化和耐高温等性质均不理想，因此必须对其进行涂层保护，而作为涂层使用的材料首选化学稳定性好的耐高温陶瓷材料。,耐高温陶瓷涂层材料具有特殊的物理化学性质，制备工艺简单，能够满足大多数高温工作场合的使用需要，受到了科研工作者们的关注。但其涂层和基体的附着力较差等问题也在一定程度上制约了其应用。,碳化物复合陶瓷耐高温材料,SiC 和TiC 等碳化物是非常优越的陶瓷耐高温材料，由于其性能的优越性，常和其他陶瓷耐高温材料复合，优化其他陶瓷耐高温材料的断裂韧性、抗热震性和抗蠕变性等。,在研究原位内生金属间化合物增强铁基、镍铁基复合材料为粘结相的新型TiC 基金属陶瓷的热腐蚀行为时发现，以Ni-Fe-Cr-Si 为粘结相的新型TiC 基金属陶瓷的耐高温熔盐热腐蚀性能明显优于以N i -Fe-Mo 为粘结相的TiC 基金属陶瓷，且在850熔盐介质中，表面形成致密氧化物膜，是这类新型的金属陶瓷具有良好的耐高温熔盐热腐蚀性能。,结语,石油、化工、冶金、航空和航天等工业的飞速发展对耐高温材料的性质提出了更高的要求，而传统的具有耐高温材料，耐高温陶瓷由于其抗热震性较差、断裂韧性较低等问题已经无法满足高温作业的需要，因此发展新型的耐高温材料成为了必然。近年来，材料工作者们发现复合材料能够很好地融合多种材料的优点，而开发出了多种复合相的耐高温陶瓷材料，如，Sialon 类复合耐高温陶瓷材料、TiC/Cu复合材料和陶瓷塑料材料等。在今后的耐高温陶瓷材料中，各种材料复合传统的耐高温陶瓷材料还会是长期的主角。,Thank you,