先进陶瓷材料与传统陶瓷材料的差别主要体现在以下四个方面。
①原材料不同。传统陶瓷是以天然矿物如黏土、石英和长石等不加处理直接使用;而先进陶瓷则使用经人工合成的高质量的粉体作起始材料。
②结构不同。传统陶瓷材料的化学相组成复杂多洋,杂质成分和杂质相众多而不容易控制,显微结构粗劣而不够均匀,且多气孔:而先进陶瓷的化学相组成较简单、明晰,纯度高,即使是复相材料,也是人为调控设计添加的,其显微结构一般均匀而细密。
③制备一‘:工艺不同。传统陶瓷用的矿物经过混合可直接用于湿法成型.烧结温度也较低,一般为900~1400℃,而且烧结后一般不需要加一[;而先进陶瓷用的高纯度粉体,必须加入有机的添加剂后才能干法或湿法成型,烧结温度也较传统的陶瓷材料高,一般在1200- 2200'C乏间,且烧成后一般还需要再加工。
④性能不同。传统陶瓷和先进陶瓷材料性能有着很大的差异,不仅后者在性能上远优于前者,而且还具有传统陶瓷材料所没有的性能或用途。传统陶瓷材料一般限于日用和建筑使用,而先进陶瓷优异的力学性能特别是高温力学性能和各种光、电、声、磁的性能,在各个行业如石油、化工、钢铁、电子、纺织和汽车等以及高科技领域等都有着广泛的应用。
先进陶瓷的性能潜力很大,主要表现在以下三个方面:
①许多先进陶瓷具有优异的多方面性能的综合;
②许多先进陶瓷具有更多实用价值的功能,特别是电磁功能、化学功能、半导体功能;
③适当改变组成和掺杂后,特种陶瓷的功能可以按人们的要求改变。另外,从资源上讲,特种陶瓷的主要原料是氧化铝、二氧化硅、氧化镁等。这些原料在地球上储量丰富,容易得到,价格便宜。而金属材料的Ni、Cr、Co等不仅价格贵,而且资源缺,远不如陶瓷材料应用前景广阔。
先进陶瓷应用范围广泛,作为结构材料可利用其热、力学、化学性能,用作耐磨损材料、高强度材料、耐热材料、硬质材料、耐冲击材料、低膨胀材料、隔热材料等结构材料;作为功能材料可利用其电、磁、声、光、催化、生物化学等性能,用作绝缘材料、电觯质材料、压电材料、磁性材料、电子材料、生物医用材料、抗菌陶瓷材料等。随着先进陶瓷的不断开拓,多种新性能和新用途随之诞生,这类材料已成为解决能源、资源问题的重要材料,同时也是微电子、光通信、激光、生物、医学、海洋、宇航、环保、新能源、机器人等技术、国防和国民经济发展中不可缺少的支撑材料。
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本文“先进陶瓷材料特点及应用”由科众陶瓷编辑整理,修订时间:2019-07-24 14:15:30
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