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陶瓷材料是由天然或合成化合物經(jīng)過(guò)成形和高溫?zé)Y(jié),制成的一種無(wú)機(jī)非金屬材料,非金屬材料之后人們所關(guān)注的無(wú)機(jī)非金屬材料中最重要的材料之一。它兼有金屬材料和高分子材料的共同優(yōu)點(diǎn),在不斷改性的過(guò)程中,已經(jīng)使其易碎性得到很大的改善。陶瓷材料以其優(yōu)異的性能在材料領(lǐng)域獨(dú)樹(shù)一幟,受到人們的高度重視,在未來(lái)的社會(huì)發(fā)展中將發(fā)揮非常重要的作用。
陶瓷材料有哪幾類
1、普通陶瓷材料
普通陶瓷材料采用天然原料組成,比如長(zhǎng)石、粘土和石英,它們是典型的硅酸鹽材料,經(jīng)過(guò)燒結(jié)而成。普通的陶瓷材料來(lái)源豐富、成本低、工藝成熟,按性能特征和用途又可分為日用陶瓷、建筑陶瓷、化工陶瓷等。
2、特種陶瓷材料
這種材料主要是采用高純度人工合成的原料,用精密控制工藝成形燒結(jié)制成,具有某些特殊的性能,以適應(yīng)各種需要,它的主要成分有氧化物陶瓷、氮化物陶瓷、金屬陶瓷等。
3、納米陶瓷
目前先進(jìn)的陶瓷無(wú)論選用的原料還是成材后的晶粒都屬于微米,因此也稱為微米陶瓷,當(dāng)原料以及成材后的晶粒達(dá)到納米尺度時(shí),將為陶瓷材料的制備科學(xué)、陶瓷學(xué)、陶瓷工藝帶來(lái)突變,從而開(kāi)拓陶瓷材料更廣泛的用途。
新型陶瓷材料與傳統(tǒng)陶瓷材料的區(qū)別
屬于新型材料的一種,傳統(tǒng)陶瓷主要采用天然的巖石、礦物、粘土等材料做原料。而新型陶瓷則采用人工合成的高純度無(wú)機(jī)化合物為原料,在嚴(yán)格控制的條件下經(jīng)成型、燒結(jié)和其他處理而制成具有微細(xì)結(jié)晶組織的無(wú)機(jī)材料。它具有一系列優(yōu)越的物理、化學(xué)和生物性能,其應(yīng)用范圍是傳統(tǒng)陶瓷遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能相比的,這類陶瓷又稱為特種陶瓷或精細(xì)陶瓷。
按化學(xué)成分劃分
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(zhì)陶瓷、高韌陶瓷、半導(dǎo)體陶瓷。電解質(zhì)陶瓷、磁性陶瓷、導(dǎo)電性陶瓷等。隨著成分、結(jié)構(gòu)和工藝的不斷改進(jìn),新型陶瓷層出不窮。
新型陶瓷材料在性能上有其獨(dú)特的優(yōu)越性。在熱和機(jī)械性能方面,有耐高溫、隔熱、高硬度、耐磨耗等;在電性能方面有絕緣性、壓電性、半導(dǎo)體性、磁性等;在化學(xué)方面有催化、耐腐蝕、吸附等功能;在生物方面,具有一定生物相容性能,可作為生物結(jié)構(gòu)材料等。但也有它的缺點(diǎn),如脆性。因此研究開(kāi)發(fā)新型功能陶瓷是材料科學(xué)中的一個(gè)重要領(lǐng)域。
近幾十年來(lái),陶瓷材料的應(yīng)用及發(fā)展是非常迅速的,陶瓷材料作為繼金屬材料、高分子材料后最有潛力的發(fā)展材料之一,它在各方面的綜合性能明顯優(yōu)于目前使用的金屬材料和高分子材料。此外,有研究發(fā)現(xiàn)在不同的載荷下,陶瓷的磨損率并不一樣,在低載荷時(shí)氣孔不會(huì)造成裂紋的擴(kuò)展;而在高載荷的情況下,氣孔變得不穩(wěn)定,會(huì)在氣孔處形成裂紋及擴(kuò)展裂紋,導(dǎo)致制品磨損率極高,抗磨損突變能力變?nèi)酢?/span>
陶瓷材料的應(yīng)用前景還是相當(dāng)廣闊的,尤其是能源、信息、空間技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的快速發(fā)展,更加拉動(dòng)了具有特殊性能材料的應(yīng)用。先進(jìn)陶瓷材料的制備技術(shù)日新月異,世界科學(xué)技術(shù)的發(fā)展令人矚目,納米陶瓷材料的發(fā)展已經(jīng)取得驚人的成績(jī),有了重大突破。相信在不久的將來(lái),陶瓷材料會(huì)有更好、更快的發(fā)展,展示出其重要的應(yīng)用價(jià)值。
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