陶瓷材料的發(fā)展及應(yīng)用
陶瓷材料的發(fā)展及應(yīng)用
工業(yè)陶瓷是根據(jù)所要求的產(chǎn)品性能，通過(guò)嚴(yán)格的成分和生產(chǎn)工藝控制而制造出來(lái)的高性能材料。主要用于高溫和腐蝕介質(zhì)環(huán)境，是現(xiàn)代材料科學(xué)發(fā)展比較活躍的領(lǐng)域之一。工業(yè)陶瓷材料主要有兩大領(lǐng)域：結(jié)構(gòu)陶瓷和功能陶瓷。
一、結(jié)構(gòu)陶瓷
同金屬材料相比，工業(yè)陶瓷的優(yōu)點(diǎn)是優(yōu)異的高溫機(jī)械性能、耐化學(xué)腐蝕、耐高溫氧化、耐磨損、比重小(約為金屬的1/3)。因而在許多場(chǎng)合逐漸取代昂貴的合金鋼或被應(yīng)用到金屬材料根本無(wú)法勝任的場(chǎng)合，如發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸套、軸瓦、密封圈、陶瓷切削刀具等，結(jié)構(gòu)陶瓷可分為三大類：氧化物陶瓷、非氧化物陶瓷和玻璃陶瓷。
1、氧化物陶瓷
主要包括氧化鋁陶瓷、氧化鋯陶瓷。氧化鋁陶瓷和氧化陶瓷主要應(yīng)用于工業(yè)陶瓷刀、工業(yè)陶瓷軸、工業(yè)陶瓷棒、工業(yè)陶瓷板、工業(yè)陶瓷片、工業(yè)陶瓷環(huán)、工業(yè)陶瓷泵、工業(yè)陶瓷管、工業(yè)陶瓷柱塞、工業(yè)陶瓷齒輪、工業(yè)陶瓷閥芯、工業(yè)陶瓷螺絲等等。
2、非氧化物陶瓷
含硅的非氧化物陶瓷具有良好的高溫耐蝕性和抗氧化性，因此一直是陶瓷發(fā)動(dòng)機(jī)的重要材料，目前已經(jīng)取代了許多合金鋼部件，它在能源利用和環(huán)保方面具有重要的戰(zhàn)略意義，非氧化物陶瓷也廣泛應(yīng)用于陶瓷切削刀具。同氧化物陶瓷相比，其成本較高，但高溫韌性、強(qiáng)度、硬度、蠕變抗力優(yōu)異得多。并且刀具壽命長(zhǎng)、允許切削速度高，因而在刀具市場(chǎng)占有日益重要地位。它的應(yīng)用領(lǐng)域還包括輕質(zhì)無(wú)潤(rùn)滑陶瓷軸承、密封件、窯具和磨球等。
二、功能陶瓷
功能陶瓷是具有光、電、熱或磁特性的陶瓷，已經(jīng)具有較高的產(chǎn)業(yè)化程度，下面簡(jiǎn)介幾類主要功能陶瓷的性能。
工業(yè)陶瓷材料具有非常廣泛的導(dǎo)電區(qū)間，從絕緣體到半導(dǎo)體、超導(dǎo)體，大多數(shù)陶瓷具有優(yōu)異的電絕緣性。因而被廣泛用于電絕緣體，半導(dǎo)體分為電子型和離子型半導(dǎo)體，以晶體管集成電路為代表的是電子型半導(dǎo)體，離子型半導(dǎo)體主要產(chǎn)品有氧傳感器、氧泵和燃料電池，典型的陶瓷超導(dǎo)體為釔一鋇一銅一氧系列材料，已經(jīng)在計(jì)算機(jī)、精密儀器領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。
大多數(shù)工業(yè)陶瓷具有優(yōu)異的介電性能，表現(xiàn)在其較高的介電常數(shù)和低介電損耗，介電陶瓷的主要應(yīng)用之一是陶瓷電容器，壓電陶瓷用途廣泛，產(chǎn)品有壓力傳感元件、超聲波發(fā)生器等。