新型陶瓷材料在性能方面具有非常独特的优越性,从热和机械性能角度分析,新型陶瓷材料具有耐高温、隔热和高硬度、耐磨耗等特点;从电性能和化学方面分析,新型陶瓷材料具有良好的绝缘性、压电性和具有催化性、耐腐蚀等特点。新型陶瓷材料在具有众多优良特性的同时也有它的不足,比如脆性。
新型陶瓷材料与传统陶瓷材料相比有着明显的区别,传统陶瓷原料主要是采用天然的岩石、矿物或泥土等制成,而新型陶瓷材料则是采用由人工合成的高纯度的无机化合物为主要原料,而后又在严格控制的条件下经过烧结、成型和其他特殊处理具有微细结晶组织的无机材料。
新型陶瓷材料应用的范围与传统的陶瓷材料相比它的应用范围更广泛,应用范围虽然广泛但是还存在一些不足,如存在一定的脆性、可靠性低,在制备的过程中可能掺杂有害的杂质、所应用的设备较为高端等。
陶瓷材料主要分为两类:一类是纯氧化物陶瓷,例如AI2O3、ZrO2、MgO、CaO等;另一类是非氧化物系陶瓷,如碳化物、硼化物、硅化物等。按性能特性划分可分为:高温陶瓷、超硬质陶瓷、半导体陶瓷等。随着现代科研领域对成分、结构和工艺的不断改进和完善,新型的陶瓷材料又可以按照应用领域的不同而划分为工程结构陶瓷和功能陶瓷两大类。
下面小诺为大家介绍几种新型陶瓷材料。
一、工程陶瓷
工程陶瓷,也称高温结构陶瓷,主要是在高温环境下使用。这类陶瓷主要以氧化铝为原料,在高温环境下具有强度高、硬度大、耐腐蚀、抗氧化、耐磨损等优点,它可以经受住1980度的高温,在化工设备、原子能、军事技术、空间技术等领域中都是非常重要的材料。工程陶瓷有着众多种类,目前世界上研究认为应用最为广泛、最有发展前景的是碳化硅、氯化硅和增韧氧化物三类。
二、半导体陶瓷
半导体陶瓷具有导电性,它的导电性介于导电陶瓷与绝缘体陶瓷之间。通常条件下是由一种或多种金属氧化物采用陶瓷制备工艺所制成的多晶半导体材料。可分为压敏陶瓷、热敏陶瓷、光敏陶瓷、气敏陶瓷、湿敏陶瓷等多种类型。
金属陶瓷也具备优良的机械性能,所指的主要是氮化钛陶瓷,这种陶瓷具有耐磨抗弯的特点。同时有着较高的导电性和超导的特性,强度也比较大,正是因为它强大的功能从而已经覆盖了硬质合金的大部分适用范围。
三、纳米陶瓷
纳米陶瓷是近十几年发展起来的新型结构陶瓷,在显微微结构中物相可达纳米级尺度。纳米陶瓷是一种多晶材料,是由晶粒和晶界所组成的烧结体,决定陶瓷性能的因素有晶粒、晶界、气孔和裂痕的组合形状等各方面因素,其中最主要的是晶粒尺寸问题。纳米陶瓷材料将晶粒尺寸提高到纳米级,大大优化了陶瓷材料的性能。纳米陶瓷材料的特性包括:其一具有高强度,纳米陶瓷材料在经过压制、烧结后,与普通陶瓷材料相比强度高出了4-5倍;其二具有增韧性和低温可塑性,晶粒的细化能够保证材料不易发生断裂,对提高材料的塑形也有很大的帮助。
四、透明陶瓷
透明陶瓷主要可选取氧化镁、氧化钙、氟化钙等金属化合物制成,透明陶瓷具有透光性,同时还具有很高的机械强度和硬度。正因具有高强度,所以透明陶瓷也可作为透明防弹材料使用,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。在某些领域甚至可以替代不锈钢来使用。
新型陶瓷材料是当今科学技术发展的重要组成部分,在超导技术、激光技术、空间技术等众多科研发展中都占据着非常重要的位置。随着科技的不断进步,新型陶瓷材料将为人类社会的发展进步作出更大的贡献。最后,小诺相信现代陶瓷必将给我们的生活带来巨大的变化。