特种陶瓷工艺学
作者： 周张健 著
出版时间：2018年版
内容简介
《特种陶瓷工艺学》是为无机非金属材料专业开设的必修课程“特种陶瓷工艺学”配套的本科教材，其任务是学习与特种陶瓷制备工艺相关的基础概念、理论和技能知识，体会相关的思维方法。《特种陶瓷工艺学》以成分-工艺-显微结构-性能控制之间的关系为主线，突出反映特种陶瓷共性的工艺原理和技术，注重介绍学科前沿及发展动向。主要内容包括：特种陶瓷的定义与分类；常用原料及其预处理；纳米粉体的合成与表征评价；配料计算及坯料处理；坯体的成型与干燥、脱脂；烧结及显微结构的形成；实际案例揭示性能与结构、工艺之间的关系等。
目录
目录
前言
第1章 绪论—特种陶瓷的概念及分类 1
本章导读及内容提要 1
1.1 陶瓷发展简史 1
1.1.1 陶器起源和发展 1
1.1.2 瓷器的出现和发展 3
1.1.3 中国瓷器对世界瓷器发展的贡献 4
1.1.4 特种陶瓷的出现和发展 4
1.2 特种陶瓷的定义与分类 5
1.2.1 结构陶瓷 7
1.2.2 功能陶瓷 7
1.2.3 纳米陶瓷 8
1.2.4 陶瓷基复合材料 9
1.3 特种陶瓷工艺中的共性特点及学习要求 10
主要参考文献及延伸阅读材料 12
思考讨论题 12
第2章 特种陶瓷的化学键和晶体结构 13
本章导读及内容提要 13
2.1 原子结合与化学键 13
2.1.1 离子键 14
2.1.2 共价键 15
2.1.3 金属键 15
2.1.4 极化键 16
2.1.5 混合键合 17
2.1.6 各种键型的比较 18
2.2 陶瓷的典型晶体结构 19
2.2.1 金刚石结构 26
2.2.2 石墨结构 27
2.2.3 刚玉晶体结构 27
2.2.4 萤石型结构 27
2.2.5 钙钛矿结构 28
2.2.6 尖晶石型结构 29
2.3 陶瓷的晶体缺陷 30
2.3.1 缺陷的类型 30
2.3.2 固溶体 35
2.3.3 非化学计量化合物 38
主要参考文献及延伸阅读材料 41
思考讨论题 41
第3章 特种陶瓷粉体原料 42
本章导读及内容提要 42
3.1 常见原料及其要求 42
3.2 超细粉体的特性及其表征与评价 46
3.2.1 粉体的粒度及填充特性 47
3.2.2 粉体的颗粒形态和表面特性 51
3.3 超细（纳米）粉体的合成 53
3.3.1 固相法 56
3.3.2 湿化学法 65
3.3.3 气相法 78
3.4 纳米粉体的团聚和表面改性 81
主要参考文献及延伸阅读材料 87
思考讨论题 87
第4章 特种陶瓷的配料及坯体成型 88
本章导读及内容提要 88
4.1 配方计算及坯料制备 88
4.1.1 配方计算 88
4.1.2 坯料的制备和处理 90
4.2 注浆成型 94
4.2.1 注浆成型原理及方法 94
4.2.2 常规注浆成型方法 102
4.2.3 热压铸成型 104
4.2.4 流延成型 105
4.2.5 原位凝固胶态成型 107
4.3 可塑成型 115
4.3.1 可塑成型原理 116
4.3.2 传统可塑成型原理及方法 120
4.3.3 挤压成型 120
4.3.4 注射成型 121
4.3.5 轧膜成型 126
4.4 压制成型 127
4.4.1 压制成型的工艺原理及方法 127
4.4.2 单轴压制成型 133
4.4.3 等静压成型 134
4.4.4 超高压成型 135
4.5 3D打印成型 136
4.5.1 3D打印的基本过程 136
4.5.2 3D打印技术 137
4.5.3 陶瓷3D打印的难点 139
4.6 成型模具 140
4.6.1 多孔模具 140
4.6.2 金属模具 142
4.6.3 弹性模具 143
4.6.4 模具的放尺 144
4.7 坯体的干燥 144
4.7.1 含水坯体的干燥过程 144
4.7.2 干燥收缩与变形 146
4.7.3 凝胶的干燥及超临界干燥方法 147
4.8 坯体的脱脂 149
4.8.1 脱脂的目的和作用 149
4.8.2 脱脂过程中的物理化学变化 150
4.8.3 影响脱脂过程的因素及脱脂制度的制订 150
主要参考文献及延伸阅读材料 153
思考讨论题 153
第5章 特种陶瓷的烧结及显微结构 155
本章导读及内容提要 155
5.1 特种陶瓷材料烧结理论 155
5.1.1 烧结的几个阶段 156
5.1.2 烧结过程中物质的传递 156
5.1.3 烧结过程中的再结晶和晶粒长大 160
5.2 特种陶瓷烧结方法 165
5.2.1 常压烧结及反应烧结 165
5.2.2 气体压力烧结 167
5.2.3 热压烧结及热等静压烧结 167
5.2.4 强化快速烧结新技术 169
5.3 特种陶瓷的显微结构 173
5.3.1 显微结构的定义 173
5.3.2 特种陶瓷显微结构的组成特点 176
5.3.3 显微结构的分析 186
5.4 烧结制度的制定及其对显微结构的影响 190
5.4.1 影响烧结的因素 190
5.4.2 烧成制度的制订 193
主要参考文献及延伸阅读材料 195
思考讨论题 195
第6章 特种陶瓷的加工 197
本章导读及内容提要 197
6.1 陶瓷的机械加工 197
6.1.1 陶瓷材料的磨削及其机理 198
6.1.2 研磨及抛光 201
6.2 陶瓷加工新方法 204
6.2.1 激光加工 204
6.2.2 电火花线切割加工 207
6.2.3 电子束加工 208
主要参考文献及延伸阅读材料 208
思考讨论题 208
第7章 主要结构陶瓷的工艺实践 209
本章导读及内容提要 209
7.1 氧化铝陶瓷及透明陶瓷 209
7.1.1 氧化铝的晶型及制品分类 210
7.1.2 氧化铝陶瓷的制造 212
7.1.3 透明陶瓷及其制备要点 217
7.2 氧化锆陶瓷及相变增韧 226
7.2.1 氧化锆粉末的制备 226
7.2.2 氧化锆的晶型转变及其稳定化处理 227
7.2.3 相变增韧机理 229
7.2.4 氧化锆相变增韧陶瓷及制备 238
7.3 氮化硅陶瓷及塞隆陶瓷 240
7.3.1 氮化硅的晶体结构 242
7.3.2 氮化硅的制备 243
7.3.3 赛隆陶瓷 248
7.4 碳化硅陶瓷及纤维增韧陶瓷 251
7.4.1 碳化硅的晶体结构和相图 251
7.4.2 碳化硅粉体的制备 253
7.4.3 碳化硅陶瓷的烧结 254
7.4.4 碳化硅陶瓷基复合材料 257
7.5 层状陶瓷 264
7.5.1 Ti3SiC2的晶体结构 266
7.5.2 Ti3SiC2合成与制备 267
主要参考文献及延伸阅读材料 270
思考讨论题 270
第8章 陶瓷材料的设计和材料基因工程 271
本章导读及内容提要 271
8.1 设计依据和限制 271
8.1.1 工程材料全生命周期设计理念 271
8.1.2 应用上的要求和性能上的限制 272
8.1.3 制造上的限制和成本问题 274
8.2 材料基因工程 275
8.2.1 材料基因工程的提出及发展方向 276
8.2.2 材料数据库建设 276
8.2.3 材料计算设计与模拟的发展 279
8.2.4 材料的高通量制备与表征 284
主要参考文献及延伸阅读材料 291
思考讨论题 291
第9章 特种陶瓷工艺的发展方向 292
本章导读及内容提要 292
9.1 国家关于材料发展的规划 292
9.2 特种陶瓷及其工艺发展方向 297
主要参考文献及延伸阅读材料 300
思考讨论题 300
