結構陶瓷材料及其套用

《結構陶瓷材料及其套用》一書，系統闡述了結構陶瓷材料的製備工藝原理、特點和結構陶瓷材料的力學性能與熱學性能，詳細介紹了結構陶瓷材料的增韌補強方法和機理，重點介紹了結構陶瓷材料在陶瓷刀具、陶瓷發動機、陶瓷裝甲和陶瓷軸承等領域的套用和最新研究進展。

基本介紹

• 書名：結構陶瓷材料及其套用
• 作者：張玉軍 張偉儒
• 出版時間：2005年3月
• 開本：16開

圖書信息

書　名：《結構陶瓷材料及其套用》

市場價：￥23元

結構陶瓷材料及其套用封面

作　者：張玉軍 張偉儒

出版社：化學工業出版社

上市日期：2005年3月

開　本：16開

頁　數：160頁

ISBN編號：7-5025-6420-9

內容簡介

本書系統反映結構陶瓷材料強韌化機理和在高技術領域套用的最新研究進展、發展動態。

前　言

結構陶瓷(structural ceramics)是主要發揮材料機械、熱、化學等效能的一類先進陶瓷，又稱工程陶瓷(engineering ceramics)。結構陶瓷具有耐高溫、耐磨損、耐腐蝕、抗氧化、高溫下蠕變小等優異性能，可以承受金屬材料和高分子材料難以勝任的嚴酷工作環境，廣泛用於能源、航天航空、機械、汽車、冶金、化工、電子等領域，成為發展極為迅速的一類陶瓷材料。

結構陶瓷往往在高溫下作為結構材料使用，因而常稱為高溫結構陶瓷。結構陶瓷主要有氧化物陶瓷、氮化物陶瓷和碳化物陶瓷等。本書詳細介紹了一些主要結構陶瓷材料的製備工藝原理和特點。在本書中的第2章系統介紹了結構陶瓷材料的力學性能和熱學性能，並介紹了結構陶瓷材料最先進的性能測試方法和技術。

在結晶構造上，結構陶瓷的元素結合力主要為離子鍵、共價鍵或離子?共價混合鍵。這些化學鍵的特點是高的鍵能和鍵強，它們賦予結構陶瓷以高熔點、高硬度、耐腐蝕、耐磨損和良好的抗氧化性等基本性能。然而，由於陶瓷材料的本身脆性大、韌性低，導致了它的使用可靠性和抗破壞能力差的致命缺點，使其在工程方面的套用受到限制。為此，提高陶瓷材料的韌性和強度一直是材料科學研究中的重要方向。近年來，人們在改善結構陶瓷材料的性能方面作了大量的研究工作，並取得了可喜成果。本書全面介紹了結構陶瓷材料的增韌補強方法、強韌化機理以及在此領域的最新研究進展。

經過一二十年的研究，結構陶瓷材料的室溫脆性、低可靠性和重複性已經有了顯著的改進。目前已在空間技術（如洲際飛彈的端頭、回收人造衛星的前緣、火箭尾噴管喉襯等）、能源工程（如各種熱機中的隔熱、耐熱、耐磨部件、）、機械工程（如密封件、刀具、軸承、模具等）、石油、化工、冶金、紡織工業（如耐腐蝕件、耐磨件、閥門、坩堝等）以及生物醫學工程等領域得到廣泛套用。本書重點介紹了結構陶瓷在陶瓷刀具、陶瓷發動機、陶瓷複合裝甲和陶瓷軸承等領域的套用和最新研究進展。

作者參考了國內外有關文獻和著作，同時主要結合自己的科研工作實踐編著了這本《結構陶瓷材料及其套用》。本書緊密結合國內外學術研究的前沿，描述了結構陶瓷領域的最新研究動態和成果，探討了結構陶瓷的研究和發展方向。

本書共分4章。第1章由山東大學張玉軍、鄭華德、譚砂礫撰寫；第2章由濟南大學魏才業，山東大學張玉軍、張敬超撰寫；第3章由山東大學龐來學、王磊、邱子風撰寫；第4章第4.1節由山東大學張玉軍撰寫，第4.2節由山東工業陶瓷研究設計院程志強、山東大學張玉軍撰寫，第4.3節由山東大學張玉軍、山東工業陶瓷研究設計院范景林、北京瑞德東方新型陶瓷高技術有限公司齊德恆撰寫，第4.4節由山東工業陶瓷研究設計院張偉儒撰寫，全章由張偉儒統稿。全書撰寫過程中由張玉軍組織協調並最後統稿。

本書的撰寫過程中參考了國內外一些學者的專著和文獻，特向有關作者致謝，並向在本書編寫、出版過程中給予幫助和支持的所有人員表示謝意。

由於作者水平有限，書中可能會存在一些不當之處，敬請同行、讀者批評指正。

讀者對象

本書可作為材料學專業本科生和碩士研究生的教材，也可供從事材料科學研究、生產、管理的科技人員使用和參考。

目 錄

第1章 結構陶瓷材料

1.1 氧化物陶瓷材料

1.1.1 氧化鋁陶瓷材料

1.1.2 氧化鋯陶瓷材料

1.1.3 氧化鎂陶瓷材料

1.1.4 氧化鈹陶瓷材料

1.2 氮化物陶瓷材料

1.2.1 氮化矽陶瓷

1.2.2 氮化鋁陶瓷

1.2.3 氮化硼陶瓷

1.3 碳化物陶瓷材料

1.3.1 碳化矽陶瓷

1.3.2 碳化硼陶瓷

1.3.3 碳化鈦陶瓷

參考文獻

第2章 結構陶瓷的性能

2.1 結構陶瓷材料的力學性能

2.1.1 陶瓷材料的強度

2.1.2 陶瓷材料的斷裂韌性

2.1.3 陶瓷材料的彈性模量

2.1.4 陶瓷材料的硬度

2.2 結構陶瓷材料的熱學性能

2.2.1 陶瓷材料的比熱容

2.2.2 陶瓷材料的導熱性

2.2.3 陶瓷材料的熱膨脹

2.2.4 陶瓷材料的抗熱震性

參考文獻

第3章 結構陶瓷材料的強韌化

3.1 顆粒彌散增韌

3.1.1 顆粒彌散增韌補強機理

3.1.2 陶瓷顆粒彌散強韌化複合材料

3.1.3 金屬顆粒彌散強韌化複合材料

3.1.4 金屬間化合物陶瓷複合材料

3.1.5 納米顆粒強韌化陶瓷複合材料

3.2 相變增韌8

3.2.1 t→m相變的尺寸效應8

3.2.2 相變增韌機理

3.3 纖維、晶須增韌

3.3.1 纖維增韌補強機理

3.3.2 長纖維增韌補強複合材料

3.3.3 短纖維增韌陶瓷基複合材料

3.3.4 晶須增韌補強複合材料

3.4 顯微結構強韌化

3.4.1 自增韌陶瓷材料

3.4.2 仿生結構設計

3.5 層狀複合陶瓷及其強韌化機制

3.5.1 強界面結合陶瓷材料的強韌化機制

3.5.2 弱界面結合陶瓷材料的強韌化機制

3.6 固溶體的強韌化

3.6.1 間隙固溶體及其增韌補強機理

3.6.2 置換固溶體及其增韌補強機理

參考文獻

第4章 結構陶瓷材料的套用

4.1 陶瓷刀具

4.1.1 氧化鋁基陶瓷刀具

4.1.2 氮化矽基陶瓷刀具

4.1.3 金屬陶瓷刀具

4.1.4 陶瓷塗層刀具

4.1.5 超硬刀具

4.2 陶瓷發動機

4.2.1 概述

4.2.2 陶瓷發動機研究進展

4.2.3 發動機用陶瓷材料及其部件

4.2.4 陶瓷發動機發展趨勢

4.3 陶瓷裝甲

4.3.1 概述

4.3.2 陶瓷裝甲材料

4.3.3 陶瓷裝甲的防彈性能和防彈機理

4.3.4 陶瓷裝甲的發展趨勢

4.4 陶瓷軸承

4.4.1 陶瓷軸承的分類

4.4.2 陶瓷軸承對材料的要求

4.4.3 軸承用陶瓷材料及其性能

4.4.4 陶瓷軸承的發展現狀

4.4.5 氮化矽陶瓷軸承球製備工藝

4.4.6 混合式陶瓷軸承的套用

4.4.7 陶瓷軸承產業化的幾點建議

後記

參考文獻