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第38章 新型陶瓷材料

工程陶瓷

在工程结构上使用的陶瓷称为工程陶瓷。这类陶瓷以氧化铝为主要原料,具有在高温下强度高、硬度大、抗氧化、耐腐蚀、耐磨损、耐烧蚀等优点,在空气中可以耐受1980度的高温,是空间技术、军事技术及化工设备等领域中的重要材料。

氮化物陶瓷

这种陶瓷有结合力强、绝缘性好的特点。氮化硅的强度很高,硬度也很高,是世界上最坚硬的物质之一。耐温性较好,强度可维持到1200度高温而不下降,直至1900度才会分解,具有惊人的耐化学腐蚀性能,又是高性能的电绝缘材料。

氮化硅陶瓷

是一种重要的结构材料,是一种超硬物质,密度小、本身具有润滑性,并且耐磨损,除氢氟酸外,它不与其他无机酸反应,抗腐蚀能力强,高温时也能抗氧化。而且它还能抵抗冷热冲击,急剧冷却再急剧加热,也不会碎裂。

氧化铝陶瓷

是一种极有前途的高温结构材料。熔点很高,可作为高级耐火材料,如坩埚、高温炉管等。利用氧化铝硬度大的优点,可以制造在实验室中使用的刚玉磨球机,用来研磨比它硬度小的材料。

压电陶瓷

是一种能将压力转变为电能的功能陶瓷,哪怕是像声波震动产生的微小的压力也能够使它们发生形变,从而使陶瓷表面带电。用压电陶瓷柱代替普通火石制成的气体电子打火机,能够连续打火几万次。

透明陶瓷

主要成分有氧化镁、氧化钙、氟化钙等。透明陶瓷不但能透过光线,还具有很高的机械强度和硬度。透明陶瓷是一种很好的透明防弹材料,还可以用来制造车床上的高速切削刀、喷气发动机的零件等,甚至可以代替不锈钢。

功能陶瓷

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。

多孔陶瓷

其材料是以刚玉砂、碳化硅、堇青石等优质原料为主料、经过成型和特殊高温烧结工艺制备的一种具有开孔孔径、高开口气孔率的一种多孔性陶瓷材料。具有耐高温,高压、抗酸、碱和有机介质腐蚀,良好的生物惰性、可控的孔结构及高的开口孔隙率,使用寿命长,产品再生性能好等优点。

电子陶瓷

在电子工业中能够利用电、磁性质的陶瓷。电子陶瓷是通过对表面、晶界和尺寸结构的精密控制而最终获得具有新功能的陶瓷。在能源、家用电器、汽车等方面可以广泛应用。

半导体陶瓷

通过半导体化措施使陶瓷具有半导电性晶粒和绝缘性晶界,从而呈现很强的界面势垒等半导体特性的电子陶瓷。陶瓷半导体化的方法主要有强制还原法和施主掺杂法两种。

离子陶瓷

是快离子导电的电子陶瓷,具有快速传递正离子的特性。可用来制作较经济的高比率能量的固体电池,还可制作缓慢放电的高储能密度的电容器。

微孔陶瓷

是指在陶瓷内部或表面含有大量开口或闭口微小气孔的陶瓷体,其孔径一般为微米级或亚微米级。微孔陶瓷具有吸附性、透气性、耐腐蚀性、环境相容性、生物相容性等。它在环境工程上得到了大量的应用,如工业用水、生活用水的处理、污水的净化等方面。

陶瓷纸

一种新型的无机纤维纸。具有优良的化学稳定性、绝缘性和耐热性。主要由陶瓷纤维、硅酸铝纤维加入少量的植物纤维和胶黏剂抄造而成。有的还用表面处理剂进行处理以提高抗张强度、耐折度等。用于航天、机械等工业部门作为绝缘材料、绝热材料。