工業(yè)陶瓷材料的發(fā)展及應用

　　工業(yè)陶瓷是根據(jù)所要求的產(chǎn)品性能，通過嚴格的成分和生產(chǎn)工藝控制而制造出來的高性能材料，主要用于高溫和腐蝕介質(zhì)環(huán)境，是現(xiàn)代材料科學發(fā)展最活躍的領(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)陶瓷的最大優(yōu)點是優(yōu)異的高溫機械性能、耐化學腐蝕、耐高溫氧化、耐磨損、比重小(約為金屬的1/3)，因而在許多場合逐漸取代昂貴的超高合金鋼或被應用到金屬材料根本無法勝任的場合，如發(fā)動機氣缸套、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用于工業(yè)陶瓷刀、工業(yè)陶瓷棒、工業(yè)陶瓷板、工業(yè)陶瓷片、工業(yè)陶瓷管、工業(yè)陶瓷環(huán)、工業(yè)陶瓷泵、工業(yè)陶瓷軸、工業(yè)陶瓷柱塞、工業(yè)陶瓷噴嘴、工業(yè)陶瓷坩堝、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極佳的高溫耐蝕性和抗氧化性，因此一直是陶瓷發(fā)動機的最重要材料，目前已經(jīng)取代了許多超高合金鋼部件。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、強度、硬度、蠕變抗力優(yōu)異得多，并且刀具壽命長、允許切削速度高，因而在刀具市場占有日益重要地位。它的應用領(lǐng)域還包括輕質(zhì)無潤滑陶瓷軸承、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)具有極高的產(chǎn)業(yè)化程度。下面簡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電區(qū)間，從絕緣體到半導體、超導體。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。半導體分為電子型和離子型半導體，以晶體管集成電路為代表的是電子型半導體。離子型半導體主要產(chǎn)品有氧傳感器(主要用來測定發(fā)動機的燃燒效率或鋼水中氧濃度)、氧泵(從空氣中獲得純氧)和燃料電池。典型的陶瓷超導體為釔一鋇一銅一氧系列材料，已經(jīng)在計算機、精密儀器領(lǐng)域得到廣泛應用。

　　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。介電陶瓷的主要應用之一是陶瓷電容器。壓電陶瓷用途極其廣泛，產(chǎn)品有壓力傳感元件、超聲波發(fā)生器等。

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