燃料电池系一种直接能源转换技术课件.ppt
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- 关 键 词:
- 燃料电池 一种 直接 能源 转换 技术 课件
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1、 陶瓷材料課程內容n結晶陶瓷n非結晶陶瓷n玻璃陶瓷n陶瓷製程陶屬材料 陶屬材料,是同時含有金屬元素與非金屬元素的複雜化合物或固溶體,它們是以離子鍵或共價鍵作結合。典型的陶屬材料是硬、脆,且熔點很高的材科,它們的導電度與導熱度很低,化學安定性與熱安定性良好,並且抗壓強度很高。離子鍵與共價鍵n離子鍵 離子化合物是由巨大數目之陽離 子與陰離子相吸聚集而成,離子間利用 相異電荷之庫倫靜電力互相結合,此種 正、負離子間吸引力稱為離子鍵。n共價鍵 兩非金屬原子相互靠近時,由於 非金屬不易失去電子,故欲形成化學鍵 必須原子共用電子對形成化學鍵,此種 共用電子對之化學鍵稱為共價鍵。Q1:你是否使用過液晶螢幕,
2、液晶螢 的玻璃是否為陶瓷材料?A1:請思考!按此有詳解結晶陶瓷 幾乎所有陶屬材料,其組織內的原子至少都具有一種短程有序排列。可以辨別出陶屬材料內的結晶結構如下:n氯化銫型結構n氯化鈉型結構n閃鋅礦型結構n氟石型結構陶屬材料的結晶結構陶屬化合物的典型結晶結構(a)氯化銫型(b)氯化鈉型 (c)閃鋅礦型(d)氟石型(e)纖鋅礦型 非結晶陶瓷最重要的非晶質陶瓷材料是玻璃。玻璃是一種未經結晶即硬化且質地堅硬的固體材料。玻璃質組織的產生,是由氧化矽四面體與其他離子群結合而形成一個非晶質的網狀結構固體。非結晶陶瓷-玻璃結晶質與玻璃質(非晶質)矽酸鹽的比較。兩者皆具有短程有序排列,但只有結晶質結構才具有長程
3、有序排列玻璃陶瓷-矽酸鹽玻璃矽酸鹽玻璃 由純二氧化矽(SiO2)構成,它的熔點很高。然而,一般的矽酸鹽玻璃含有額外的氧化物,這些氧化物係作為玻璃的形成劑(formers)、中間劑(intermediates)與修飾劑(modi-fiers)之用。形成劑(formers)n具有高結合強度的氧化物,例如矽石,它們的本質是玻璃的形成劑,也是玻璃的主要原料。舉例來說,一般的玻璃材料其成份為二氧化矽,也就是其形成劑為二氧化矽。中間劑(intermediates)n作為中間劑之用的氧化物,如鉛或鋁的氧化物,結合強度不高;中間劑氧化物本身並不形成玻璃,但它們混入玻璃形成劑的網狀結構中,若以氧化鉛作為中間劑,
4、會使含鉛玻璃產生極高的折射率和色散,可作為天然水晶的替代品。修飾劑(modifiers)n修飾劑多為鹼金族氧化物如氧化鈉、氧化鉀、氧化鋰等(如Na2O、K2O、Li2O),可使玻璃的網狀結構遭受局部破壞而降低黏度,有助於玻璃的熔鑄,但化學抗蝕性變差。玻璃陶瓷-非矽酸鹽玻璃 由磷化鋁及磷化硼構成的玻璃也具有四面體形的短程結構。然而,硼酸鹽(Borate)(B2O3)玻璃保經由三角形單元(非四面體)結合而形成。一些玻璃是由矽酸鹽與硼酸鹽結合而成。例如,Pyrex玻璃即是矽石中含有大量B2O3的一種玻璃。玻璃陶瓷-非矽酸鹽玻璃nPyrex玻璃即是矽石中含有大量氧化硼(B2O3)的一種玻璃,其來源是1
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