陶瓷的研究现状与发展展望

《陶瓷的研究现状与发展展望》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、陶瓷的研究现状与发展展望陶瓷材料是用天然或合成化合物经过成形和高温烧结制成的一类无机非金屈材料.它ft冇高熔点、高硬度、高耐磨性、耐氧化等优点.可川作结构材料、刀具材料，由于陶瓷还具冇某些特殊的性能，乂可作为功能材料.分类：普通陶瓷材料釆用天然原料如长石、粘土和石英等烧结而成，是典型的硅酸盐材料,主要组成元素是硅、锅、氧，这三种元素占地壳元素总量的90%,啓通陶瓷來源丰富、成本低、工艺成熟.这类陶瓷按性能特征和川途乂可分为円川陶瓷、建筑陶瓷、电绝缘陶瓷、化工陶瓷等.特种陶瓷材料采用高纯度人工合成的原料，利用精密控制工艺成形烧结制成，一般具冇某些特殊性能,以适应各种需要.根据其主要成分，有氧化

2、物陶瓷、氮化物陶瓷、碳化物陶瓷、金屈陶瓷等；特种陶瓷具有特殊的力学、光、声、电、磁、热等性能.本节主要介绍特种陶瓷.编辑本段性能特点力学性能陶瓷材料是工程材料屮刚度最好、硬度最窈的材料:硬度人多在1500HV以上.陶瓷的抗压强度较高,似抗拉强度较低，塑性和韧性很差.热性能陶瓷材料一般具有高的熔点（大多在2000°C以上），且在高温下具有极好的化学稳定性;陶瓷的导热性低于金属材料，陶瓷还足良好的隔热材料.同吋陶瓷的线膨胀系数比金属低，当温度发生变化吋,陶瓷貝.有良好的尺寸稳定性.电性能大多数陶瓷其有良好的屯绝缘性，因此大量用于制作各种屯压（lkV~110kV）的绝缘器件.铁电陶瓷（钛酸钡BaT

3、iO3）具有较高的介电常数，可川于制作电容器，铁电陶瓷在外电场的作川K,还能改变形状，将电能转换为机械能（具奋压电材料的特性），可川作扩音机、电唱机、超声波仪、声纳、医疗用声谱仪等.少数陶瓷还具有半导体的特性,可作整流器.化学性能陶瓷材料在高温下不易氣化，卯对酸、碱、盐具有良好的抗腐蚀能力.光学性能陶瓷材料还有独特的光学性能/V用作固体激光器材料、光导纤维材料、光储存器等，透明陶瓷可用于高灰钠灯管等.磁性陶瓷（铁氣体如：MgFe2O4、CuFe2O4、Fe3O4）在录音磁带、吧什、变压器铁芯、大型计算机记忆元件方Iflf的应用冇着广泛的前途.编辑本段常用特种陶瓷材料根据用途不同，特种陶瓷材料

4、可分为结构陶瓷、工具陶瓷、功能陶瓷.1.结构陶瓷氣化铝陶瓷主要组成物为AI2O3,—般含贷人于45%.氧化铝陶瓷具柯各种优良的性能.耐高温，一般可要1600°C长期使川，耐腐蚀，岛强度,其强度为普通陶瓷的2~3倍，高者可达5~6倍.其缺点是脆性大，不能接受突然的环境温度变化.用途极为广泛，可用作坩埚、发动机火花塞、高温耐火材料、热电偶套管、密封环等,也可作刀具和模具.鉍化硅陶瓷主要组成物足Si3N4,这是一种商温强度高、商硬度、耐磨、耐腐蚀并能白润滑的高温陶瓷，线膨胀系数在各种陶瓷屮最小,使用温度高达1400°C,具存极好的耐腐蚀性，除氢氟酸外，能耐其它各利1酸的腐蚀，并能耐碱、各种金属的腐

5、蚀，并具有优良的电绝缘性和耐辐射性.可用作高温轴承、在腐蚀介质屮使川的密封环、热电偶套管、也4川作金属切削刀具.碳化硅陶瓷主要组成物是SiC,这是一种W强度、《硬度的耐窈温陶盗，在1200°C~1400r使用仍能保持高的抗弯强度，足ri前高温强度敁高的陶瓷，碳化硅陶瓷还具冇良好的穿热性、抗氣化性、异电性和高的冲击韧度.是&好的高温结构材料，可用于火箭尾喷管喷嘴、热电偶套管、炉管等高温下工作的部件：利用它的导热性可制作高温下的热交换器材料；利用它的高硬度和耐磨性制作砂轮、磨料等.六方鉍化硼陶瓷主要成分为BN,晶体结构为六方晶系，六方鉍化硼的结构和性能与石墨相似,故有“0石墨”之称，硬度较低,可

6、以进行切削加工其有14润滑性,可制成自润滑a温轴承、玻璃成形模具等.2.工具陶瓷硬质合金主要成分为碳化物和粘结剂,碳化物主要有WC、Tic、TaC、NbC、VC等，粘结剂主耍为钻（Co）.硬质合金与丄其钢相比，硬度高（高达87〜91HRA），热硬性好（1000°C左右耐磨性优良），用作刀具时，切削速度比萵速钢提高4~7倍，寿命提高5〜8倍,艽缺点是硬度太菇、性脆，很难被机械加工，因此常制成刀片并镶焊在刀杆上使用，硬质合金主要用于机械加工刀A;各种模A,也括拉伸模、拉拔模、冷镦模；矿山工其、地质和石油开采用各种钻失等.金刚石天然金刚石（钻石）作为名贵的装饰品，而合成金刚石在工、Ik上广泛应用,

7、金刚石是ft然界最硬的材料，还具备极高的弹性模量；金刚石的导热率是已知材料中最高的；金刚石的绝緣性能很好.金刚石可用作钻头、刀具、磨具、拉丝模、修整工具；金刚石工具进行超精密加工，可达到镜面光洁度.但金刚石刀具的热稳定性差，与铁族元素的亲和力人,故不能用于加工铁、镍基合金，而主要加工非铁金屈和非金跳广泛用于陶瓷、玻璃、石料、混凝土、宝石、玛瑙等的加工.立方鉍化硼（CBN）具奋立方晶体结构，其硬度高，仅次于金刚