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第一章陶瓷材料基础1

第一节 概述1

一、陶瓷的定义1

二、陶瓷材料的分类1

目 录1

三、陶瓷材料的产业发展2

第二节 陶瓷材料的结构特征4

一、陶瓷材料的原子、离子结构及化学键4

二、陶瓷材料的晶体结构10

三、陶瓷材料的微观结构14

四、陶瓷材料的强化15

一、陶瓷材料的常用物理性能17

第三节 陶瓷材料的物理性能17

二、陶瓷材料的热物理性能18

三、陶瓷材料的电性能24

第四节 陶瓷材料的力学性能30

一、机械强度30

二、断裂韧性31

三、弹性模量32

四、耐磨性32

第二章陶瓷涂层基础33

第一节 陶瓷涂层的形成33

一、喷涂用热源33

二、喷涂质点在焰流中的运动45

三、粉末质点与等离子射流的热交换48

四、粉末质点与等离子射流的相互反应51

五、喷射熔滴或颗粒与基体的碰撞及涂层形成52

第二节 陶瓷涂层的结构56

一、多相非均质结构57

二、亚稳态结构61

三、片层状结构62

第三节 陶瓷涂层的性能63

一、粘结性能63

二、涂层的物理性能67

三、陶瓷涂层的热物理性能70

四、陶瓷涂层的电性能73

五、陶瓷涂层的力学性能75

第三章陶瓷涂层材料80

第一节 概述80

一、陶瓷涂层材料的分类和命名80

二、陶瓷涂层材料的生产方法81

三、粉末特性及其对喷涂工艺性能的影响83

四、热喷涂工艺对陶瓷涂层材料的基本要求87

五、热喷涂陶瓷涂层材料的毒性与安全88

六、热喷涂用陶瓷涂层材料的选择原则91

七、热喷涂陶瓷涂层材料的包装、储运和验收91

第二节 氧化物类陶瓷涂层材料93

一、概述93

二、氧化铝（Al2O3）基陶瓷粉末材料99

三、氧化锆（ZrO2）基陶瓷粉末121

四、硅酸盐类陶瓷粉末132

五、其他氧化物陶瓷粉末138

第三节 碳化物、氮化物、硼化物及硅化物粉末159

一、碳化物类陶瓷粉末159

二、氮化物类陶瓷粉末172

三、硼化物、硅化物类陶瓷粉末177

第四节 金属陶瓷粉末184

一、概述184

二、硬质耐磨金属陶瓷粉末189

三、耐高温热障金属陶瓷复合粉末205

四、可磨耗密封金属陶瓷复合粉末207

五、减摩自润滑金属陶瓷复合粉末211

六、高摩擦力摩阻复合粉末216

第五节 金属间化合物粉末及塑料陶瓷复合材料220

一、金属间化合物粉末220

二、塑料陶瓷复合材料231

第六节 陶瓷棒和复合芯丝材235

一、陶瓷棒235

二、复合芯型丝材238

第七节 热喷涂工艺过程用材料246

一、脱脂除油清洗用材料246

二、喷砂用磨料252

三、热喷涂用气体262

四、热喷涂用遮蔽材料、防粘剂和封孔剂272

五、热喷涂涂（焊）层加工用刀具、磨具281

第四章 陶瓷涂层——热喷涂工艺289

第一节 概述289

一、热喷涂综述289

二、热喷涂涂层设计296

三、热喷涂涂层成本及经济分析301

四、热喷涂施工的安全与防护308

第二节 热喷涂设备311

一、概述311

二、等离子喷涂设备314

三、燃料燃烧火焰喷涂设备340

四、陶瓷棒及线材火焰喷涂设备352

五、电热法喷涂设备356

六、等离子喷焊设备359

七、热喷涂用辅助设备362

第三节 热喷涂工艺与施工372

一、基体的准备373

二、基体的预处理379

三、热喷涂施工387

第四节 热喷涂复合处理工艺402

一、热喷涂－热等静压复合处理技术403

二、喷涂－烧结复合工艺403

三、喷－铸复合工艺403

四、喷涂－电镀复合工艺403

五、反应热喷涂404

一、溶胶－凝胶法405

第五章陶瓷涂层制备的其他方法405

第一节 湿化学法405

二、化学镀与化学复合镀414

第二节 电化学沉积428

一、电化学沉积概述428

二、复合电镀430

三、铝及铝合金的阳极氧化437

第三节 气相沉积447

一、物理气相沉积447

二、化学气相沉积457

第四节 固相沉积469

一、自蔓延高温合成法469

二、电火花沉积法481

三、釉浆涂层483

第六章热喷涂涂层的质量检测490

第一节 涂层常规性能检测492

一、喷涂层外观检测492

二、涂层厚度测定492

三、涂层密度和气孔率测定493

四、涂层硬度测定495

第二节 热喷涂涂层的力学性能测试496

一、涂层与基体的结合强度——粘结强度（adhesive strength）496

二、涂层自身的结合强度——粘聚强度（cohesive strength）498

三、喷涂涂层的弹性模量和泊松比的测定499

一、热喷涂涂层的耐蚀性能检测500

第三节 热喷涂涂层的功能性能检测500

二、摩擦磨损试验502

三、热震试验507

第四节 热喷涂涂层结构的金相检测508

一、涂层试样的金相制备程序508

二、涂层试样的金相检测513

第七章陶瓷和陶瓷涂层摩擦学517

第一节 概述517

一、摩擦学定义517

二、摩擦磨损分类517

三、摩擦机理和摩擦定律519

四、磨料磨损524

五、对耐磨涂层的要求530

六、摩擦磨损性能表示方法532

七、陶瓷涂层的摩擦学特性533

第二节 陶瓷及金属陶瓷涂层的摩擦学行为534

一、抗粘着磨损涂层534

二、抗磨料磨损涂层551

三、抗微动磨损和疲劳磨损涂层559

四、耐腐蚀磨损涂层565

五、摩阻涂层569

第八章 陶瓷和陶瓷涂层的耐蚀性571

第一节 概述571

一、腐蚀的定义与分类571

二、选择耐蚀陶瓷材料时应考虑的原则572

三、陶瓷材料的腐蚀特性573

四、陶瓷涂层的耐蚀性579

第二节 陶瓷和陶瓷涂层在不同环境中的耐蚀性583

一、气体的腐蚀583

二、液体介质对陶瓷材料的腐蚀587

三、熔融介质对陶瓷材料的腐蚀600

四、固体颗粒对陶瓷的腐蚀607

第九章陶瓷涂层的工业应用608

第一节 在宇航工业中的应用608

一、在航空工业中的应用608

二、在航天工业中的应用618

一、微电子工业用金属陶瓷复合基板619

第二节 在电子、信息工业中的应用619

二、微波集成电路板620

三、印刷电路板的制造620

四、传感器元件制造621

第三节 在电力、能源工业中的应用621

一、在火力发电设备中的应用621

二、在水电设备中的应用622

三、在核能及燃料电池工业中的应用625

第四节 在石油化工中的应用627

一、在化工泵中的应用627

二、在阀门中的应用630

三、在油气田勘测、钻采设备中的应用632

四、在塑料工业设备上的应用633

第五节 在冶金工业中的应用634

一、综述634

二、各种炉辊636

三、耐熔融金属侵蚀的保护涂层639

四、耐冲击磨损涂层642

第六节 在轻纺工业中的应用644

一、在纺织工业中的应用644

二、在造纸、印刷工业中的应用645

三、在玻璃工业中的应用650

第七节 在机械工业中的应用652

一、在汽车、内燃机工业中的应用652

二、在传感器等控制元件生产中的应用654

三、热辐射节能陶瓷涂层657

四、无基座非标准陶瓷零件的制造661

第十章 陶瓷涂层在高新技术领域中的应用663

第一节 超导和生物功能陶瓷涂层663

一、超导陶瓷涂层663

二、生物功能陶瓷涂层666

第二节 新型功能材料和涂层材料669

一、梯度功能材料669

二、纳米陶瓷涂层材料671

附录一热喷涂陶瓷涂层技术条件675

附录二热喷涂技术国际标准687

参考文献689