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新型陶瓷材料分類
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新型陶瓷材料分類
發布日期: 2019-03-12   點擊量: 472  

    主要分為兩類:一類是純氧化物陶瓷,如Al2O3、ZrO2、MgO、CaO、BeO、ThO2等;另一類是非氧化物系陶瓷,如碳化物、硼化物、氮化物和硅化物等。

  按性能與特征劃分可分為:高溫陶瓷、超硬質陶瓷、高韌陶瓷、半導體陶瓷。電解質陶瓷、磁性陶瓷、導電性陶瓷等。隨著成分、結構和工藝的不斷改進,新型陶瓷層出不窮。按其應用不同劃分又可將它們分為工程結構陶瓷和功能陶瓷兩類。

  在工程結構上使用的陶瓷稱為工程陶瓷,它主要在高溫下使用,也稱高溫結構陶瓷。這類陶瓷以氧化鋁為主要原料,具有在高溫下強度高、硬度大、抗氧化、耐腐蝕、耐磨損、耐燒蝕等優點,在空氣中可以耐受1980℃的高溫,是空間技術、軍事技術、原子能、業及化工設備等領域中的重要材料。工程陶瓷有許多種類,但目前世界上研究最多,認為最有發展前途的是氯化硅、碳化硅和增韌氧化物三類材料。

   壓電陶瓷是一種能將壓力轉變為電能的功能陶瓷,哪怕是像聲波震動產生的微小的壓力也能夠使它們發生形變,從而使陶瓷表面帶電。用壓電陶瓷柱代替普通火石制成的氣體電子打火機,能夠連續打火幾萬次。

  透明陶瓷的主要成分有氧化鎂、氧化鈣、氟化鈣等。透明陶瓷不但能透過光線,還具有很高的機械強度和硬度。透明陶瓷是一種很好的透明防彈材料,還可以用來制造車床上的高速切削刀、噴氣發動機的零件等,甚至可以代替不銹鋼。

  氮化硅高強度陶瓷以強度高著稱,可用于制造燃氣輪機的燃燒器、葉片、渦輪等。

  精密陶瓷氨化硅代替金屬制造發動機的耐熱部件,能大幅度提高工件溫度,從而提高熱效率,降低燃料消耗,節約能源,減少發動機的體積和重量,而且又代替了如鎳、鉻、鈉等重要金屬材料,所以,被人們認為是對發動機的一場革命。氮化硅可用多種方法制備,工業上普遍采用高純硅與純氮在1600K反應后獲得:

  3Si+2N2 =Si3N4(條件1600K)

  也可用化學氣相沉積法,使SiCl4和N2在H2氣氛?;は路從?,產物Si3N4積在石墨基體上,形成一層致密的Si3N4層。此法得到的氮化硅純度較高,其反應如下:

  SiCl4+2N2+6H2→Si3N4+12HCl

  氮化硅、碳化硅等新型陶瓷還可用來制造發動機的葉片、切削刀具、機械密封件、軸承、火箭噴嘴、爐子管道等,具有非常廣泛的用途。

  利用陶瓷對聲、光、電、磁、熱等物理性能所具有的特殊功能而制造的陶瓷材料稱為功能陶瓷。功能陶瓷種類繁多,用途各異。例如,根據陶瓷電學性質的差異可制成導電陶瓷、半導體陶瓷、介電陶瓷、絕緣陶瓷等電子材料,用于制作電容器、電阻器、電子工業中的高溫高頻器件,變壓器等形形色色的電子零件。利用陶瓷的光學性能可制造固體激光材料、光導纖維、光儲存材料及各種陶瓷傳感器。此外,陶瓷還用作壓電材料、磁性材料、基底材料等。總之,新劑陶瓷材料幾乎遍及現代科技的每一個領域,應用前景十分廣闊。

 


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