陶瓷材料表面改性技术PDF电子书下载

1 绪论 1

2　传统表面改性技术 7

2.1　表面涂层法 7

2.1.1　热喷涂法 7

2.1.2　冷喷涂法 11

2.1.3　溶胶-凝胶涂层 13

2.1.4　多弧离子镀技术 14

2.2　离子渗氮技术 16

2.2.1　离子渗氮的理论 17

2.2.2　离子渗氮技术的主要特点 17

2.2.3　离子渗氮的设备和工艺 18

2.2.4　技术应用 19

2.3.1　铝和铝合金的阳极氧化 20

2.3 阳极氧化 20

2.3.2　铝和铝合金的特种阳极氧化 22

2.3.3　铝和铝合金阳极氧化后的封闭处理 23

2.3.4　阳极氧化的应用 24

2.4　气相沉积法 25

2.4.1　化学气相沉积 25

2.4.2　物理气相沉积法 30

2.5　离子束溅射沉积技术 34

2.5.1 离子源 35

2.5.2　技术方法 36

2.5.3　应用 37

参考文献 38

3.1　离子注入技术 40

3　新型表面改性技术 40

3.1.1　离子注入技术原理 41

3.1.2 金属蒸气真空离子源（MEVVA）技术 42

3.1.3　离子注入对陶瓷材料表面力学性能的影响 44

3.2　等离子体技术 46

3.2.1　脉冲等离子体技术 46

3.2.2　等离子体辅助化学气相沉积 52

3.2.3　双层辉光等离子体表面合金化 54

3.3　激光技术 56

3.3.1　激光表面处理技术的原理及特点 56

3.3.2　激光表面合金化 57

3.3.3　激光化学气相沉积 57

3.3.4　准分子激光照射技术 61

3.4.1　基本原理 62

3.4　离子束辅助沉积 62

3.4.2 IBAD设备简介 63

3.4.3　IBAD工艺类型与特点 65

3.4.4 IBAD过程的影响因素 66

3.4.5 IBAD技术的应用 66

参考文献 68

4　传统陶瓷的表面装饰及改性 71

4.1　陶瓷表面的抗菌自洁性能 71

4.1.1　抗菌剂种类及其抗菌机理 71

4.1.2　抗菌釉的制备方法 74

4.1.3　影响表面抗菌性能的因素 75

4.2　陶瓷墙地砖的表面玻化 77

4.2.1　低温快烧玻化砖 77

4.2.2　陶瓷砖复合微晶化表面改性 79

4.2.3　陶瓷砖的表面渗花 82

4.2.4　抛光砖的表面防污性能 86

4.3　陶瓷砖的表面微晶化 88

4.3.1　微晶玻璃的概念 88

4.3.2　微晶玻璃的特性 88

4.3.3　微晶玻璃的应用 89

4.3.4　微晶玻璃的制备与玻璃析晶 90

4.3.5　主要的微晶玻璃系统 90

4.3.6　基础玻璃热处理过程 91

4.3.7　晶核剂的作用机理 92

4.3.8　微晶玻璃与陶瓷基板的结合性 92

4.4　陶瓷表面的金属化 92

4.4.1　沉积法 92

4.4.2　烧结法 94

4.4.3　喷涂金属化法 95

4.4.4　被银法（Pd法） 97

4.4.5　化学镀实现陶瓷微粒表面金属化 98

4.4.6　双层辉光离子渗金属技术 99

4.4.7　陶瓷墙地砖表面的镭射玻化改性 100

4.5　陶瓷表面的蓄光发光性能 100

4.5.1　硫化物系列蓄光型发光材料 101

4.5.2　铝酸盐体系蓄光型发光材料及发光机理 102

4.5.3　硅酸盐体系蓄光型发光材料及发光机理 103

4.5.4　发光陶瓷釉的制备 104

4.6　陶瓷表面的抗静电性能 105

4.6.1　抗静电原理 105

4.6.2　抗静电陶瓷 106

4.7　麦饭石在健康陶瓷表面改性中的功用 107

4.6.3　研究现状及展望 107

4.7.1　麦饭石的基本性质 108

4.7.2　麦饭石的机理分析 108

4.7.3　麦饭石健康陶瓷的制备 109

4.7.4　麦饭石在高温保健陶瓷中的应用 110

4.8　陶瓷的吸波性能 110

4.8.1　吸波材料的基本性质 111

4.8.2　纳米吸波材料的吸波机理 112

4.8.3　纳米吸波材料的研究进展 112

参考文献 113

5　陶瓷纤维表面改性技术 116

5.1　概述 116

5.2　碳纤维表面改性 116

5.2.1　氧化处理 117

5.2.2　表面涂覆处理 122

5.2.3　等离子体处理 125

5.2.4　碳纤维的其他表面改性技术 126

5.3　碳化硅纤维表面改性 127

5.3.1 电化学表面处理 127

5.3.2　表面涂覆法 127

5.3.3　电子束辐射技术 132

5.4　氮化硅纤维表面改性 134

5.5　玻璃纤维表面改性 135

5.5.1 玻璃纤维的表面处理方法 136

5.5.2　光催化型玻璃纤维 142

5.5.3　抗静电玻璃纤维 143

5.6　硅酸铝陶瓷纤维的改性 144

5.6.2　红外辐射涂层 145

5.6.1 最初的用于硅酸铝陶瓷纤维的涂层 145

5.6.3　环保型的涂层材料 147

参考文献 148

6　陶瓷粉体表面改性 152

6.1 概述 152

6.1.1　根据粉体表面改性方法的分类 153

6.1.2　根据粉体表面改性的工艺分类 153

6.1.3　根据粉体表面改性剂的分类 154

6.2　Si3N4陶瓷粉体表面改性 155

6.2.1 聚电解质作为表面分散剂 156

6.2.2　偶联剂对Si3N4粒子的表面改性 156

6.2.3　Si3N4颗粒表面烷基化 158

6.3　Al2O3陶瓷粉体表面改性 159

6.2.4 Si3N4表面涂覆Al（OH）3 159

6.3.1　有机羧酸改性Al2O3粉体 160

6.3.2　偶联剂涂覆Al2O3粉体 162

6.3.3　纳米氮化硼包覆Al2O3粉体 164

6.3.4　Y2O3包覆Al2O3粉体 165

6.4　TiO2粉体表面改性 167

6.4.1　TiO2无机包覆处理改性 167

6.4.2　TiO2有机包覆处理改性 170

6.4.3　机械力化学改性TiO2粉体 173

6.5　碳酸钙粉体表面改性 174

6.5.1　无机改性剂 174

6.5.2　有机改性剂 175

6.5.3　超细粉碎与表面改性剂复合改性 178

6.5.4　低温等离子表面改性碳酸钙 179

6.6　碳化硅陶瓷粉体表面改性 180

6.6.1　Al（OH）3涂覆SiC粉体 181

6.6.2　聚合物表面接枝 182

6.7　陶瓷微球表面的改性 185

6.7.1　陶瓷微球改性工艺 185

6.7.2　改性后陶瓷微球的性能 185

6.8　陶粒、膨胀珍珠岩的防水机理 188

6.8.1 陶粒膨胀珍珠岩的亲水机理和憎水机理 189

6.8.2 陶粒与膨胀珍珠岩的憎水处理工艺 191

参考文献 192

7　先进陶瓷的表面改性技术 195

7.1　氮化铝陶瓷的表面改性 195

7.1.2　融盐热歧化反应可以成功进行氮化铝陶瓷表面钛金属化 197

7.1.3　界面反应原理 197

7.1.1　氮化铝表面化学法镀Ni-P合金 197

7.1.4　动力学分析 198

7.1.5　相应的分析手段 199

7.2　碳化硅陶瓷表面改性 199

7.2.1　涂层技术 199

7.2.2　碳化硅表面涂层的制备方法 201

7.2.3　等静压后处理技术 203

7.2.4　碳化硅陶瓷基复合材料的表面改性 204

7.3　冷喷涂法制备PZT陶瓷 206

7.3.1　冷喷涂技术的产生和发展现状 206

7.3.2　冷喷涂的技术要求 206

7.3.3　冷喷涂工艺的重要特征 207

7.3.4　冷喷涂技术的实现 208

7.3.5　冷喷涂技术制备PZT陶瓷 209

7.3.6　冷喷涂的工业化进程 210

7.4　氧化铝陶瓷表面改性 211

7.4.1　涂层技术 211

7.4.2　离子注入技术 212

7.5　氮化硅陶瓷表面改性 216

7.5.1　涂层技术 217

7.5.2　离子注入技术 217

7.5.3 阳离子萃取技术 218

7.5.4　氮化硅表面的改性对本身的力学性能的影响 218

7.6　氧化锆陶瓷表面改性 220

7.6.1 离子注入ZrO2陶瓷 221

7.6.2　ZrO2陶瓷表面化学镀 223

参考文献 224

8.1.1　生物陶瓷基本要求 227

8.1　生物陶瓷的基本性质 227

8　生物陶瓷的表面改性 227

8.1.2　生物陶瓷体内的反应过程与反应机理 228

8.2　生物陶瓷的分类 229

8.2.1　惰性生物陶瓷 229

8.2.2　生物活性陶瓷 230

8.3　生物陶瓷改性的方法 233

8.3.1　生物陶瓷骨修复材料的缺陷 233

8.3.2 提高生物陶瓷材料的表面与整体活性，增强局部骨的生长与结合性能 234

8.3.3　材料的力学性能的提高 240

8.4　展望 245

参考文献 246

9　陶瓷表面改性的测试与表征 249

9.1　概述 249

9.2　红外光谱 250

9.2.1　红外光谱仪 253

9.2.2　样品制备 255

9.2.3　应用 256

9.3　扫描电子显微镜 257

9.3.1　二次电子像 258

9.3.2　背反射电子像 259

9.3.3　样品制备 259

9.3.4　应用 259

9.4　原子力显微镜 260

9.4.1　原子力显微镜的工作原理 261

9.4.2　样品制备 262

9.4.3　应用 262

9.5　X射线衍射 263

9.5.1　X射线衍射方程 264

9.5.2　X衍射仪的构造组成及工作原理 266

9.5.3　样品制备 267

9.5.4　应用 268

9.6　X射线光电子能谱（XPS） 268

9.6.1 X射线光电子能谱（XPS）仪 269

9.6.2　光电子能谱法的基本原理 269

9.6.3　样品制备 271

9.6.4　应用 272

9.7　拉曼散射 273

9.7.1　拉曼光谱的特点 273

9.7.2　拉曼光谱原理 274

9.7.3　拉曼光谱分析 274

9.7.4　样品制备 275

参考文献 276