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新型陶瓷原材料应用范围广阔

发布日期:2014-03-25    来源:中国窑炉网   浏览次数:103

     传统陶瓷主要采用天然的岩石、矿物、粘土等材料做原料。而新型陶瓷则采用人工合成的高纯度无机化合物为原料,在严格控制的条件下经成型、烧结和其他处理而制成具有微细结晶组织的无机材料。它具有一系列优越的物理、化学和生物性能,其应用范围是传统陶瓷远远不能相比的,这类陶瓷又称为特种陶瓷或精细陶瓷。新型陶瓷原材料在性能上有其独特的优越性。在热和机械性能方面,有耐高温、隔热、高硬度、耐磨耗等;在电性能方面有绝缘性、压电性、半导体性、磁性等;在化学方面有催化、耐腐蚀、吸附等功能;在生物方面,具有一定生物相容性能,可作为生物结构材料等。但也有它的缺点,如脆性。因此研究开发新型功能陶瓷是材料科学中的一个重要领域。下面简要介绍几种新型陶瓷材料。
 
    1、工程陶瓷:目前有氮化硅(Si3N4)、碳化硅(SiC),硅化钨(WSi2)、二氧化锆(Zr02)、三氧化铝(A1203)等。这些材料具有耐热、高硬度、耐磨、耐腐蚀、相对密度小等特点。若能用于燃气轮机,可使工作温度从目前的1100℃提高到1370℃,而热效率从60%提高到80%,应是理想的发动机材料。但其致命缺点是脆性。近期研究表明:用不同配比的各种原料和陶瓷复合材料制成的纳米级原材料经烧结可提高韧性。这一发现吸引了许多研究者,成为国际上研究的热点。预期合成陶瓷研究将使全陶瓷内燃机尽快成为现实。这是21世纪的新挑战,将使汽车发动机、喷气发动机、刀具、模具等方面面貌一新。  
 
    2、电气陶瓷:它以氧化铝为主体,经1500—1900℃烧结而成。具有压电陶瓷性能,就可实现机械能与电能的相互转变,用于压电振子、电波滤波器、压电变换器、通话器、声纳探伤器、点火器、毛发乾燥器等。  
 
    3、超硬陶瓷材料:金刚石是一种天然“陶瓷”。人造金刚石已进入工业生产。因为金刚石以碳结构为主,其高温抗氧化性能较差。现已研制出氮化硼材料,硬度仅次于金刚石,但高温抗氧化性能好。
 
    利用陶瓷对声、光、电、磁、热等物理性能所具有的特殊功能而制造的陶瓷材料称为功能陶瓷。功能陶瓷种类繁多,用途各异。例如,根据陶瓷电学性质的差异可制成导电陶瓷、半导体陶瓷、介电陶瓷、绝缘陶瓷等电子材料,用于制作电容器、电阻器、电子工业中的高温高频器件,变压器等形形色色的电子零件。利用陶瓷的光学性能可制造固体激光材料、光导纤维、光储存材料及各种陶瓷传感器。此外,陶瓷还用作压电材料、磁性材料、基底材料等。总之,新型陶瓷材料几乎遍及现代科技的每一个领域,应用前景十分广阔。
 
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