4。采用先进的烧结技术 氧化物透明陶瓷
Al2O3、 Gd2O3、 CaO、 LiAl5O8、MgO、HfO、BeO等 非氧化物透明陶瓷
GaAs、ZnS、ZnSe、MgF2、CaF2等 红外光学陶瓷
(6)
随着红外技术的发展，出现了很多新型的材料和器件。这些材料包括滤光材料、红外接受材料和红外探测材料。以往这类材料主氧化钇是一种优良的高温红外材料，主要用于红外导弹的窗口和整体罩、天线罩、微波基板、绝缘支架、红外发生器管壳、红外激光陶瓷
要采用单晶或玻璃，最近已开始使用多晶陶瓷。这样的陶瓷材料就称为红外光学陶瓷。 透镜和其他高温窗口。 (7)
激光陶瓷的实质是具有适当的能级结构，通过激励，使粒子从低能级向高能级跃迁。激光晶体通常包括两部分：组成晶格的称为
基质晶体，其主要作用是为激活离子提供适当的晶格场；另一部分是发光中心，即少量的掺杂离子。 几种典型的激光陶瓷材料：
1。红宝石激光晶体：α-Al2O3单晶为基质，掺入Cr 2。掺钕的钇铝石榴石晶体。 (8)
生物陶瓷
什么是生物陶瓷？用于人体器官替换、修补以及外 科矫形的陶瓷材料。
要求：具有良好的力学性能，在体内难于溶解，不易氧化，不易腐蚀变质，热稳定性好，耐磨且有一定的润滑性，和人体组织的亲和性好，组成范围宽，易于成形等。 1。生物惰性陶瓷
该陶瓷的物理、化学性能稳定，在生物体内完全呈惰性状态
1）氧化铝陶瓷：传统的生物陶瓷，稳定性好，纯度高。可制成单晶、多晶或多孔材料。 2）氧化锆陶瓷：生物相容性好，稳定性高，具有更高 的断裂韧性和更耐磨。
3）碳素类陶瓷：与血液相容性、抗血栓性好，与人体 组织亲和性好，耐蚀、耐疲劳、量轻。 2。生物活性陶瓷
具有优异的生物相容性，能与骨形成结合面，结合强度高，稳定性好，参与代谢。 1。磷酸钙陶瓷：具有生物降解性，能被人体吸收。 2。生物活性玻璃陶瓷
3。Na2O-K2O-MgO-CaO-SiO2-P2O5陶瓷 4。BCG人工骨头 (9)
敏感陶瓷
指某些性能随外界条件（温度、湿度、气氛）的变化而发生改变的陶瓷材料 1． 热敏电阻陶瓷
电阻随温度发生明显变化的陶瓷材料。
正温度系数陶瓷（PCT）:电阻随温度升高而增加的陶瓷材料。 钛酸钡陶瓷或以钛酸钡为主晶相的陶瓷 应用：
1。马达的过热保护、液面深度测量、温度控制和报警、 非破坏性保险丝、晶体管过热保护、温度电流控制器等。 2。彩色电视机自动消磁、马达启动器、自动开关等； 3。等温发热件、空调加热器等
负温度系数陶瓷（PCT）: 电阻随温度升高而减小的陶瓷材料。 多为尖晶石型氧化物，有二元和三元等。如： MnO-CuO2-O2; Mn-Co-Ni 等。 临界温度系数陶瓷（PCT） 2． 压敏电阻陶瓷
电阻值对外加电压敏感的陶瓷材料。电压提高，电阻率下降。
压敏陶瓷有SiC、Si、Ge、ZnO等。以ZnO的性能最优。具有高非线形、大电流和高能量承受能力。 稀土氧化镨为主要添加剂的ZnO压敏陶瓷。
3＋
应用：微型马达电噪声、彩色显像管放电吸收、继电器节点保护、汽车发动机异常输出功率吸收、电火花、稳压元件等。 3． 磁敏电阻陶瓷
将磁性物理量转化成电信号的陶瓷材料。
应用：可用来检测磁场、电流、角度、转速、相位等。 在汽车工业中：用于无触点汽车点火开关； 在计算机工业中：用于霍尔键盘；
在家用电器和工业上：用于无刷电机和无触点开关等 4． 气敏电阻陶瓷
将气体参量转化成电信号的陶瓷材料。它能以物理或化学吸附的方式吸附气体分子。 气敏陶瓷有氧化铁系气敏陶瓷、氧化锌系气敏陶瓷、氧化锡系气敏陶瓷等。
应用：可燃气体和毒气的检测、检漏、报警、监控等。它的灵敏度高，对被测气体以外的气体不敏感。 5。湿敏电阻陶瓷
将湿度信号转化成电信号的陶瓷材料。 MgCr2O4－TiO2陶瓷 ZnO－Cr2O3陶瓷 Zn－Cr2O3－Fe2O3陶瓷
应用：用于湿度指示、记录、预报、控制和自动化等。
传统日用、建筑材料 普通陶瓷
【1】 日用陶瓷 ：一般应具有良好的白度、光泽度、透光性、热稳定性和强度。 日用陶瓷主要应用于茶具、餐具和工艺
品
【2】普通工业陶瓷
1） 建筑：以黏土为主要原料而制得的用于建筑物的陶瓷
粗陶瓷：以难熔黏土为主要原料，包括砖、瓦、盆罐等
精陶瓷：以瓷土和高岭土为主要原料，包括釉面砖、 建筑卫生陶瓷等 炻瓷： 以陶土和黏土为主要原料，包括地砖、外墙砖、耐酸陶瓷等
2）卫生：以高岭土为主要原料而制得的用于卫生设施的带釉陶瓷制品，有陶质、炻瓷质和瓷质等。
3）电气绝缘：又称电瓷，是作为隔电、机械支撑及连接用的瓷质绝缘器件。分为低压电瓷、高压电瓷和超高压电瓷等。 4）化工：要求耐酸、耐高温、具有一定强度。主要用于化学、化工、制药、食品等工业。 水泥
什么是水泥？水泥是一种加入适量水后，成为塑性浆体的，既能在空气中硬化，又能在水中硬化的，并能把砂、石等材料牢固地胶结在一起的水硬性胶凝材料。 水泥的种类
1】 硅酸盐水泥：硅酸盐水泥的主要矿物成分
硅酸三钙 3CaO·SiO2，C3S 硅酸二钙 2CaO·SiO2，C2S 铝酸三钙 3CaO·Al2O3，C3A 铁铝酸四钙 4CaO·Al2O3·Fe2O3，C4AF
硅酸盐水泥的主要矿物成分对水泥性能的影响 提高C3S可以提高水泥的强度，得到高强水泥 提高C3A，C3S，可以得到快硬水泥
降低C3A和C3S，提高C2S，可以得到中低热水泥 提高C4AF，降C3A，可以得到道路水泥
2】铝酸盐水泥3】硫酸盐水泥4】氟铝酸盐水泥5】火山灰水泥 衡量水泥性质和质量的指标
1·密度2·容重3·细度4·需水性5·凝结时间6·安定性7·强度8·标号9·水化热 玻璃
什么是玻璃？凡熔融体通过一定方式冷却，因黏度逐渐增加而具有固体性质与一定结构特征的非晶态物质，都称为 玻璃。
玻璃的种类
钠钙玻璃 铅玻璃 硼硅酸盐玻璃 石英玻璃 钢化玻璃 微晶玻璃 彩色玻璃 变色玻璃 磨光玻璃 磨砂玻璃 压花玻璃 夹层玻璃 玻璃的性质 力学性质
理论强度高，实际强度低。抗压强度高，抗拉强度低。硬度高，脆性大。 物理性质
高度透明，具有很重要的光学性质。能透可见光和红外线。 化学性质
化学性质稳定。抗酸腐蚀，但不抗碱。 玻璃的生产方法
压制成形 吹制成形 拉制成形 加工纤维 耐火材料
什么是耐火材料？耐火度不低于1580度的材料。广泛应用于冶金、硅酸盐、化工、机械等领域的窑炉以及高温容器的耐高温材料。
常见的耐火材料
耐火砖 ： 黏土砖 轻质砖 半硅砖 高铝砖 镁砖 耐火纤维 耐火混凝土 耐火材料的性能指标 耐火度：耐火材料的性能指标
荷重软化温度：指耐火材料在温度和荷重的作用下抵抗变形的能力。 高温体积稳定性：在高温下外形体积及线度保持稳定的能力。 抗热震性：在高温下，温度急剧变化不破坏的能力。 抗渣性：抵抗熔渣或熔融液侵蚀的能力 耐真空性：在真空和高温下服役的能力。
材料科学与工程导论——高分子材料科学
? 2000年，世界合成高分子材料的年总产量已达到2亿吨。其中塑料1.63亿吨，合成橡胶0.11亿吨，合成纤维0.28亿吨。 ? 高分子科学既是一门基础学科，又是一门应用科学，主要由高分子化学、高分子物理、高分子材料和高分子工艺四个学科分
支组成。 ? 高分子的含义
分子量很大（10~10，甚至更大）。
分子似“一条链”，由许多相同的结构单元组成。 以共价键的形式重复连接而成。
? 与小分子比较
分子量不确定，只有一定的范围，是分子量不等的同系物的混合物； 没有固定熔点，只有一段宽的温度范围；
分子间力很大，没有沸点，加热到200C~300C以上，材料破坏（降解或交联）。
? 按材料来源分类
? 天然高分子 ? 合成高分子
? 按材料性能和用途分类
? 塑料
? 橡胶 （称为三大合成材料） ? 纤维 ? 涂料 ? 粘合剂
? 塑料、橡胶、纤维，称为三大合成材料
? 全世界产量1亿多吨
? 塑料主要品种有：聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯等 ? 合成橡胶主要用途为制造轮胎，约占60%
0
0
4
7
? 合成纤维主要品种有：涤纶（PET）、尼龙、聚丙烯腈、聚丙烯等 ? 合成纤维、天然纤维、人造纤维比例为2 ? 3 ? 1
? 性能：坚硬、韧性、耐磨、耐热水及蒸气，加工时尺寸稳定性好、化学稳定性好。
? 主要有：尼龙（聚酰胺）、聚碳酸酯（PC）、聚苯醚（PPO）、聚甲醛（POM）、饱和聚酯（PET、PBT）等 表 三大高分子材料的比较 分子量 纤维 一般1~7万 塑料 一般6~30万 橡胶 一般15~30万 加工方法 熔融纺丝 挤出、注塑、硫化交联 吹塑成型等 机械性能 高强度介于两者之初始模量2（>35000N/cm）间 很低，高弹高模量性形变2(>35000N/cm)低（500-1000%） 伸长率（<5~50%） 1. 碳链高分子
? 主链以C原子间共价键相联结 加聚反应制得
? 如 聚乙烯，聚氯乙烯，聚丙烯，聚甲基丙稀酸甲酯，聚丙烯
2. 杂链高分子
? 主链除C原子外还有其它原子如O、N 、S等，并以共价键联接，缩聚反应而得，如聚对苯二甲酸乙二脂（涤纶）聚酯聚胺、
聚甲醛、聚苯醚、聚酚等
3. 元素有机高分子
? 主链中不含C原子，而由Si、 B 、P 、Al、 Ti 、As等元素与O组成，其侧链为有机基团；
? 兼有无机高分子和有机高分子的特性，既有很高耐热和耐寒性，又具有较高弹性和可塑性，如硅橡胶。 4. 无机高分子
? 主链既不含C原子，也不含有机基团，而完全由其它元素所组成，这类元素的成链能力较弱，故聚合物分子量不高，并易水
解。
热塑性与热固性
? 热塑性塑料：受热后软化，冷却后又变硬，可重复循环。
? 热固性塑料：由单体直接形成网状聚合物或通过交联线型预聚体而形成，一旦形成交联聚合物，受热后不能再回到可塑状态。
制品不溶不熔。
? 优点：质轻、电绝缘、耐化学腐蚀、容易成形加工等；
? 缺点：力学性能比金属材料差，表面硬度低，大多数品种易燃，耐热性差。
聚合物分子运动特点
? 聚合物分子运动具有多重性。
? 运动单元：侧基、支链、链节、链段及整个大分子等。
? 运动方式：键长、键角的振动或扭曲；侧基、支链或链节的摇摆、旋转；分子内旋转及整个大分子的重心位移等。
? 聚合物分子运动具有明显的松弛特性。
? 具有时间依赖性的过程称为松弛过程。
? 分子运动是一个速度过程，要达到一定的运动状态，提高温度和延长时间具有相同的效果，这称为时-温等效原理，
或时-温转化效应。
力学状态
? 玻璃态
? 链段运动处于“冻结”状态，模量高形变小。具有虎克弹性行为，质硬而脆。
? 高弹态
? 链段运动已充分发展。在较小应力下，即可迅速发生很大的形变，除去外力后，形变可迅速恢复。
? 粘流态
? 由于链段的剧烈运动，整个大分子链重心发生相对位移，产生不可逆位移即粘性流动。 ? 交联聚合物无粘流态存在
玻璃化转变
? 聚合物的玻璃化转变是指从玻璃态到高弹态之间的转变。从分子运动的角度看，玻璃化温度Tg是大分子链段开始运动的温度。 ? 玻璃化转变是一个松弛过程。
? 在时间尺度不变时，凡是加速链段运动速度的因素，如大分子链柔性的增大、分子间作用力减小等结构因素，都使Tg下降。
高分子材料发展简史
? 天然高分子的利用 ? 天然高分子改性
? 天然橡胶硫化（1839年） ? 硝化纤维赛璐珞（1868年） ? 粘胶纤维（1893~1898年）
? 合成高分子
? 20世纪初，出现了酚醛树脂 ? 1920年，Staudinger提出高分子概念 ? 30年代、40年代，飞速发展 ? 70年代，特种性能的高分子
聚乙烯（PE）
? 聚乙烯从1939年开始工业化生产，是目前产量最大，应用最广泛的品种。 ? 低密度聚乙烯（LDPE）
? 在各种聚乙烯中产量最大，主要用于生产薄膜（制造食品袋、垃圾袋、地膜、大棚膜等）；约10%用于生产注塑用
品。
? 线型低密度聚乙烯（LLDPE）
? 主要用于生产薄膜，厚度比低密度聚乙烯更薄，制品性能更好。还用于生产扁丝，制造编织袋。
高密度聚乙烯
? 注塑制品：工业容器、家用器皿、玩具等。 ? 中空吹塑制品：食品、药品、化妆品的包装瓶等。 ? 薄膜制品（约占20%）：大量用于食品包装。
聚乙烯管材
? 应用领域主要有：生活用水和煤气管道、农业排灌用管道以及圆珠笔内的油墨管子等。
? 质轻、坚韧耐磨，力学性能良好，使用寿命长，施工安装简便，输送阻力小、安全可靠，铺设费用低。
? 超高分子量聚乙烯（UHMWPE）——可作为工程塑料
? 在汽车、机械、原子能以及宇宙飞行等领域得到重要应用。
? 具有优异的耐冲击和自润滑性，耐腐蚀、抗磨损、不粘着等特性。可作齿轮、轴套、滑板、储罐衬里等。
氟塑料
? 是各种含氟塑料的总称。
? 聚四氟乙烯（PTFE）。1950年首先由杜邦公司投产。有“塑料王”之称。
? 是高结晶度聚合物，无熔融态，分解温度400 ℃ ，可在260 ℃以下长期下使用，耐低温达-200 ℃ ，力学性能优异。光滑
不粘，摩擦系数极小，具有自润滑性。耐化学腐蚀性极强，耐强酸、强碱、有机溶剂，能耐王水及沸腾的氢氟酸。具有塑料中最好的电绝缘性能。
? 广泛用于化工机械和容器的防腐、耐磨密封、电绝缘等。
保鲜膜
? 性能要求
? 保鲜、保洁、自粘 ? 安全、无毒
? 市场上的保鲜膜
? 聚乙烯（PE）、聚氯乙烯（PVC）、偏聚氯乙烯及其他材质聚氯乙烯（PVC）保鲜膜存在的问题
聚合物光盘基片
? 性能要求
? 高的透光率、光学纯度、尺寸稳定性和热变形温度，较好的机械性能和加工性能、低的双折射和成本等。
? 主要材料：
? 聚碳酸酯、聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）、改性双酚A环氧树脂、非晶态聚烯烃等