陶瓷材料的發展及應用

陶瓷材料的發展及應用

　工業陶瓷是根據所要求的產品性能，通過嚴格的成分和生產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環境，是現代材料科學發展比較活躍的領域之一。工業陶瓷材料主要有兩大領域：結構陶瓷和功能陶瓷。

　　一、結構陶瓷

　　同金屬材料相比，工業陶瓷的優點是優異的高溫機械性能、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合金鋼或被應用到金屬材料根本無法勝任的場合，如發動機氣缸套、軸瓦、密封圈、陶瓷切削刀具等，結構陶瓷可分為三大類：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陶瓷刀、工業陶瓷軸、工業陶瓷棒、工業陶瓷板、工業陶瓷片、工業陶瓷環、工業陶瓷泵、工業陶瓷管、工業陶瓷柱塞、工業陶瓷齒輪、工業陶瓷閥芯、工業陶瓷螺絲等等。

　　2、非氧化物陶瓷

　　含硅的非氧化物陶瓷具有良好的高溫耐蝕性和抗氧化性，因此一直是陶瓷發動機的重要材料，目前已經取代了許多合金鋼部件，它在能源利用和環保方面具有重要的戰略意義，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。它的應用領域還包括輕質無潤滑陶瓷軸承、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，已經具有較高的產業化程度，下面簡介幾類主要功能陶瓷的性能。

　　工業陶瓷材料具有非常廣泛的導電區間，從絕緣體到半導體、超導體，大多數陶瓷具有優異的電絕緣性。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品有氧傳感器、氧泵和燃料電池，典型的陶瓷超導體為釔一鋇一銅一氧系列材料，已經在計算機、精密儀器領域得到廣泛應用。

　　大多數工業陶瓷具有優異的介電性能，表現在其較高的介電常數和低介電損耗，介電陶瓷的主要應用之一是陶瓷電容器，壓電陶瓷用途廣泛，產品有壓力傳感元件、超聲波發生器等。