陶瓷机械学(陶瓷材料的机械性能)

海潮机械 2023-01-05 03:45 编辑:admin 81阅读

1. 陶瓷材料的机械性能

材料中,有一类叫结构材料主要指利用其强度、硬度韧性等机械性能制成的各种材料。金属作为结构材料,一直被广泛使用。但是,由于金属易受腐蚀,在高温时不耐氧化,不适合在高温时使用。高温结构材料的出现,弥补了金属材料的弱点。这类材料具有能经受高温、不怕氧化、耐酸碱腐蚀、硬度大、耐磨损、密度小等优点,作为高温结构材料,非常适合。

高温结构陶瓷,是指用于某种装置、或设备、或结构物中,能在高温条件下承受静态或动态的机械负荷的陶瓷。具有高熔点,较高的高温强度和较小的高温蠕变性能,以及较好的耐热震性、抗腐蚀、抗氧化和结构稳定性等。

2. 陶瓷材料的物理性能

静电瓷砖

静电瓷砖是一种高科技新型陶瓷,具有永久、稳定的防静电性能,耐磨,耐腐蚀,耐高温达1360摄氏度而导电性不变,防渗透,无毒无味无辐射,生态环保等其他材料所不具备的优良特点,与嵌缝剂配合使用可满足较高级别的防静电要求与洁净环境要求。

产品简介

防静电瓷质全钢活动地板

组成:以防静电陶瓷面 层(防静电抛光砖)和钢板材料为主体,经科学配比水泥胶质强力粘贴,并养生处理达高度粘合,四周导电胶条封边。

机理:防静电瓷质面层在生产过程中,采用高新技术,,将无机耐高温导电超细材料均匀渗入陶瓷内部进行物理改性,经千度以上高温烧结而成,故强度高,系统电阻稳定,且无放射;板基则采用优质高强度冷轧全钢板,圆杯型拉伸一体成型设计,具十分优异的承载性,弯曲性。地板下支座横梁整体镀锌并加厚,支座高度可调,故安装稳实便捷。

优点:作为新一代环保型静电耗散产品其特点:结构科学合理、防静电性能优越、老化率低;尺寸精度高、平整度偏差小、互换性好;表面耐磨耐腐耐污性高、耐冲击力强,防火性能A级,不起尘;彻底杜绝了普通HPL和PVC贴面翘起断裂,抗污力不强,不易清理的问题;且铺装美观、经久耐用。

该地板无论是在国际还是在国内的防静电地板系列产品中,其各项性能和特点都处于领先地位。机房中装配这样的高档地板,使科技人员倍感舒适高雅,工作环境更科学,工作效率更高。

产品特点

耐久性防静电性能、绿色环保A级防火、耐极冷极热、高耐磨,现代机房道选地面材料。

3. 陶瓷材料的力学性能有何特点

材料的力学性能是指材料在不同环境(温度、介质、湿度)下,承受各种外加载荷(拉伸、压缩、弯曲、扭转、冲击、交变应力等)时所表现出的力学特征 。

一般来说金属的力学性能分为十种:

1.脆性 脆性是指材料在损坏之前没有发生塑性变形的一种特性。它与韧性和塑性相反。脆性材料没有屈服点,有断裂强度和极限强度,并且二者几乎一样。铸铁、陶瓷、混凝土及石头都是脆性材料。与其他许多工程材料相比,脆性材料在拉伸方面的性能较弱,对脆性材料通常采用压缩试验进行评定。

2.强度:金属材料在静载荷作用下抵抗永久变形或断裂的能力.同时,它也可以定义为比例极限、屈服强度、断裂强度或极限强度。没有一个确切的单一参数能够准确定义这个特性。因为金属的行为随着应力种类的变化和它应用形式的变化而变化。强度是一个很常用的术语。

3.塑性:金属材料在载荷作用下产生永久变形而不破坏的能力.塑性变形发生在金属材料承受的应力超过弹性极限并且载荷去除之后,此时材料保留了一部分或全部载荷时的变形.

4.硬度:金属材料表面抵抗比他更硬的物体压入的能力

5.韧性:金属材料抵抗冲击载荷而不被破坏的能力. 韧性是指金属材料在拉应力的作用下,在发生断裂前有一定塑性变形的特性。金、铝、铜是韧性材料,它们很容易被拉成导线。

6.疲劳强度:材料零件和结构零件对疲劳破坏的抗力

7.弹性 弹性是指金属材料在外力消失时,能使材料恢复原先尺寸的一种特性。钢材在到达弹性极限前是弹性的。

8.延展性 延展性是指材料在拉应力或压应力的作用下,材料断裂前承受一定塑性变形的特性。塑性材料一般使用轧制和锻造工艺。钢材既是塑性的也是具有延展性的。

9. 刚性 刚性是金属材料承受较高应力而没有发生很大应变的特性。刚性的大小通过测量材料的弹性模量E来评价。

10.屈服点或屈服应力 屈服点或屈服应力是金属的应力水平,用MPa度量。在屈服点以上,当外来载荷撤除后,金属的变形仍然存在,金属材料发生了塑性变形。

4. 陶瓷在机械方面的应用

一、碳化硅陶瓷和碳化硅区别

碳化硅泡沫陶瓷是气孔率非常高的陶瓷,碳化硅陶瓷是气孔率很低的陶瓷!原料是一样的!SiC陶瓷不仅具有优良的常温力学性能,如高的抗弯强度、优良的抗氧化性、良好的耐腐蚀性、高的抗磨损以及低的摩擦系数,而且高温力学性能(强度、抗蠕变性等)是已知陶瓷材料中最佳的。热压烧结、无压烧结、热等静压烧结的材料,其高温强度可一直维持到1600℃,是陶瓷材料中高温强度最好的材料。抗氧化性也是所有非氧化物陶瓷中最好的。

SiC陶瓷的缺点是断裂韧性较低,即脆性较大,为此近几年以SiC陶瓷为基的复相陶瓷,如纤维(或晶须)补强、异相颗粒弥散强化、以及梯度功能材料相继出现,改善了单体材料的韧性和强度。SiC陶瓷在石油、化工、微电子、汽车、航天、航空、造纸、激光、矿业及原子能等工业领域获得了广泛的应用。

二、碳化硅陶瓷的用途

1、能源的环保

碳化硅陶瓷可以将煤气在高温下直接的净化,比常温净化的热效率大大的提高,再净高温净化过后的煤气可以直接的用于燃气轮机的发电中,这样也可以大大的提高供电效率,从而减低有害物质的排量,还可以节约用水。所以说碳化硅陶瓷可以用于能源的一种环保材料。

2、工业窑炉

碳化硅陶瓷还可以用于工业的窑炉中,轻工、建材以及电子行业会大量的使用到各种工业窑炉,所采用的是不同材质的碳化硅窑具的组合产品,能够大幅度的降低窑具的重量以及占据的所用空间,可以提高能量的利用率真,从而减轻工人的劳动强度。

3、化工以及冶金

碳化硅陶瓷对铁水、熔渣和碱金属有着非常高的抗侵蚀能力,具有着高导热以及耐磨损等性能。在世上大型高炉采用的氮化硅结合碳化硅材料来作炉身材料的使用率真达到了65%以上,使高炉的寿命延长了40%。在化工和冶金的工业中,为了能够充分利用各种热炉废气中的热量,会经常用到陶瓷热交换器来预热各种气体或者是液体。

4、机械的密封

碳化硅陶瓷还可以用于机械的密封中,为了能够改进性能、节能燃料以及延长保修期,对于汽车工业的冷却系统提出了更高的要求。而提高水泵的使用寿命它的重要因素之一就是机械密封的问题,因为冷却系统温度和压力的提高会要求水泵具有更高的速度以及承载的负荷。

5. 陶瓷材料的机械性能指标

1抗压强度好的瓷砖抗裂性强,国家标准:瓷砖最低抗压强度为27MPA,相当于400个80KG的人站在一只脚大小的面积上,瓷砖强度越高,抗重压力越好。

2瓷砖防污性能

防污性能往往是大家比较关注的,就怕时间久了家里的瓷砖渗入油脂等的杂物无法去除,所以一定要检验瓷砖的防污性能。

瓷砖表面染上脏物,如果越容易洗掉,那么防污性能越好,防污性能的测定是用标准的易产生痕迹的污染物涂在砖的表面上,过一定时间后用不同种类的清洗剂来清洗,从而确定陶瓷砖的防污效果。完全不会被污染的陶瓷是没有的,因此当陶瓷表面受到污染后,我们宜采用合适的清洗剂来清洗,如漂白粉、洗衣粉、丙酮、盐酸溶液、氢氧化钾溶液等常用的清洗剂。

6. 陶瓷材料的力学性能

材料的力学性能是指材料在不同环境(温度、介质、湿度)下,承受各种外加载荷(拉伸、压缩、弯曲、扭转、冲击、交变应力等)时所表现出的力学特征 。

一般来说金属的力学性能分为十种:

1.脆性 脆性是指材料在损坏之前没有发生塑性变形的一种特性。它与韧性和塑性相反。脆性材料没有屈服点,有断裂强度和极限强度,并且二者几乎一样。铸铁、陶瓷、混凝土及石头都是脆性材料。与其他许多工程材料相比,脆性材料在拉伸方面的性能较弱,对脆性材料通常采用压缩试验进行评定。

2.强度:金属材料在静载荷作用下抵抗永久变形或断裂的能力.同时,它也可以定义为比例极限、屈服强度、断裂强度或极限强度。没有一个确切的单一参数能够准确定义这个特性。因为金属的行为随着应力种类的变化和它应用形式的变化而变化。强度是一个很常用的术语。

3.塑性:金属材料在载荷作用下产生永久变形而不破坏的能力.塑性变形发生在金属材料承受的应力超过弹性极限并且载荷去除之后,此时材料保留了一部分或全部载荷时的变形.

4.硬度:金属材料表面抵抗比他更硬的物体压入的能力

5.韧性:金属材料抵抗冲击载荷而不被破坏的能力. 韧性是指金属材料在拉应力的作用下,在发生断裂前有一定塑性变形的特性。金、铝、铜是韧性材料,它们很容易被拉成导线。

6.疲劳强度:材料零件和结构零件对疲劳破坏的抗力

7.弹性 弹性是指金属材料在外力消失时,能使材料恢复原先尺寸的一种特性。钢材在到达弹性极限前是弹性的。

8.延展性 延展性是指材料在拉应力或压应力的作用下,材料断裂前承受一定塑性变形的特性。塑性材料一般使用轧制和锻造工艺。钢材既是塑性的也是具有延展性的。

9. 刚性 刚性是金属材料承受较高应力而没有发生很大应变的特性。刚性的大小通过测量材料的弹性模量E来评价。

10.屈服点或屈服应力 屈服点或屈服应力是金属的应力水平,用MPa度量。在屈服点以上,当外来载荷撤除后,金属的变形仍然存在,金属材料发生了塑性变形

7. 陶瓷机械强度

硬度与瓷砖的压力有关,7200吨的压力生成的砖,达到莫氏8度。

瓷砖,又称磁砖,是以耐火的金属氧化物及半金属氧化物,经由研磨、混合、压制、施釉、烧结之过程,而形成的一种耐酸碱的瓷质或石质等,建筑或装饰材料,称之为瓷砖。其原材料多由粘土、石英砂等等混合而成。

瓷砖常识

1.通体砖的表面不上釉,而且正面和反面的材质和色泽一致,因此得名通体砖。

2.通体砖是一种耐磨砖,虽然还有渗花通体砖等品种,但相对来说,通体砖花色比不上釉面砖。由于的室内设计越来越倾向于素色设计,所以通体砖也越来越成为一种时尚,通体砖被广泛使用于厅堂、过道和室外走道等装修项目的地面,一般较少会使用于墙面,而多数的防滑砖都属于通体砖。

8. 陶瓷材料力学性能特点

ZTA9即为氧化锆增韧氧化铝陶瓷,属于无机非金属材料。

对氧化铝陶瓷的增韧是目前使用最多的增韧方法是添加20%的氧化锆(ZrO2)增韧。当氧化铝中加入纯Zr02,粒子形成ZrO2增韧氧化铝陶瓷时,当添加含量适当时,可使韧性显著提高。

其韧化效果主要来源于以下机理:

1.使氧化铝晶粒基体细化。

2. 氧化锆相变韧化。

3.显微裂纹韧化。

4. 裂纹转向与分叉。商用高纯氧化铝陶瓷与ZrO2增韧氧化铝陶瓷力学性能对比99%氧化铝陶瓷 氧化锆增韧氧化铝陶瓷密度 ≥4.1,洛氏硬度≥90,维氏硬度≥1300,断裂韧性6.0, 抗折强度 480MPa,抗压强度 3600MPa ;

刚玉陶瓷材料具有耐高温、强度大、耐蠕变、耐磨耗、绝缘性好、重量轻等优良的特性 ,是一种理想的结构陶瓷材料 ,在许多工业部门得到了广泛的应用 随着科学技术的发展 ,其应用领域不断扩大 ,作为一种新型的结构陶瓷材料已经应用于大功率发电机的部件、精密的机械加工部件、电子技术领域中的部件等新的科技领域 在这些新科技领域中的应用 ,对刚玉陶瓷材料的性能提出了更高的要求 由于刚玉陶瓷材料的脆性 ,使其应用范围受到了限制 为了克服陶瓷材料的脆性 ,提高安全可靠性 ,其韧化是当代陶瓷学家们所面临的重要课题之一,对于陶瓷材料已经提出了多种增韧机理 ,较成熟和应用较广泛的增韧方法有ZrO2 增韧和纤维增韧。目前中国市场有成功案例,精城特瓷生产的ZTA采用等静压制胚,隧道电阻窑烧制增韧氧化铝陶瓷,ZTA特种陶瓷。

大家都知道天然氧化铝是刚玉,莫式硬度为9,立方氧化锆的莫式硬度为8.5,但是从工业耐磨陶瓷防磨使用的角度来看,并非硬度越高越好,还要看陶瓷韧性,硬度和韧性都要高,才能说是最好的耐磨陶瓷。并不是说氧化锆陶瓷就不如氧化铝陶瓷,氧化锆陶瓷在高温下的晶格相非常稳定,还原到常温下氧化锆陶瓷晶格就受损。因此常温下就纯氧化铝和纯氧化锆来说氧化铝的硬度更高,理论也就更耐磨。但是氧化铝耐磨陶瓷是混合体,它是经过人工配料然后干压成型、烧结1680℃而成的,并非纯纯的刚玉。因此要看陶瓷的氧化铝含量,有的厂家有85%氧化铝陶瓷,92%氧化铝陶瓷,95%氧化铝陶瓷,99%氧化铝陶瓷等多种陶瓷,精城耐磨陶瓷在这个耐磨陶瓷行业研究很深很专业,精城生产的耐磨陶瓷洛氏硬度为HRA82-90,断裂韧性KIC≥7.5Mpa.m1/2,硬度仅次于金刚石。

增韧氧化铝陶瓷是在氧化铝的基础上增加一定的氧化锆陶瓷配料,耐磨性和韧性介于氧化铝陶瓷和氧化锆陶瓷之间,因为氧化锆陶瓷的价格较高,使用者一次性投入比较大,生产使用最多的厂家主要是欧美企业和澳大利亚必和必拓等大集团。

而氧化锆陶瓷在高温下的晶格稳定,一到常温下晶格相就受损,所以94.4%的氧化锆在常温下达到稳定状态必须添加5.6%稳定剂(稀土等),粉末干压成型,烧结1560℃而成,硬度和韧性就会超过99%氧化铝陶瓷,它的耐磨性和抗冲击性就超过了99%氧化铝陶瓷。如果不添加稳定剂,陶瓷就容易开裂,所以氧化锆球作为研磨材料,是因为它具备硬度和韧性都很大的。

9. 陶瓷的力学性能

根据用途不同,陶瓷一线品牌陶瓷材料可分为结构陶瓷、工具陶瓷、功能陶瓷、普通材料、特种材料等,而瓷砖的主要原料是粘土、石英、长石等三大类矿山原料和一些化工原料。今天我们一起来了解下佛山瓷砖主要原材料的化学成 分。

陶瓷一线品牌

1、粘土(高岭土)为可塑性物质

主要化学成份Al2O3,它们在生产中起塑性和结合作用,保证干坯强度及烧成后的各种使用性能。

2、石英(硅砂)属于瘠性材料,减粘物质

主要化学成份SiO2,它可降低坯料粘性。烧成中部分石英溶解在长石玻璃中,提高液相粘度,防止高温变形,冷却后在瓷坯中起骨架作用。

3、长石(石粉)属于熔剂原料

主要化学成分K2O、Na2O、CaO、MgO。高温下熔融后可以溶解一部分石英及高岭土分解物,熔融后的高粘度玻璃可以起到高温胶结作用

4、陶瓷一线品牌瓷砖普通材料

采用天然原料如长石、粘土和石英等烧结而成,是典型的硅酸盐材料,主要组成元素是硅、铝、氧,这三种元素占地壳元素总量的90%,普通陶瓷来源丰富、成本低、工艺成熟。这类陶瓷按性能特征和用途又可分为日用陶瓷、建筑陶瓷、 电绝缘陶瓷、化工陶瓷等。

5、陶瓷一线品牌瓷砖特种材料

采用高纯度人工合成的原料,利用精密控制工艺成形烧结制成,一般具有某些特殊性能,以适应各种需要。根据其主要成分,有氧化物陶瓷、氮化物陶瓷、碳化物陶瓷、金属陶瓷等;特种陶瓷具有特殊的力学、光、声、电、磁、热等性 能。本节主要介绍特种陶瓷。

以上内容为佛山瓷砖主要原材料的化学成分,具体详情与陶瓷一线品牌公司联系