新型陶瓷發(fā)展簡介

1、2021-7-1512021-7-1521.新型陶瓷的分類及其特點(diǎn)2.新型陶瓷的應(yīng)用領(lǐng)域3.材料發(fā)展史概述針對材料更替的分析4.結(jié)論2021-7-153 由于科學(xué)技術(shù)的迅速發(fā)展-特別是能源、信息、空間技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展-對具有特殊性能材料的需求比以往任何時候更為迫切。其中新型陶瓷材料是一個重要方面 .“知彼知己,百戰(zhàn)不殆”。要想正確把握新型陶瓷發(fā)展趨勢，就必須先了解新型陶瓷。因此，本文先介紹新型陶瓷的相關(guān)情況，而后再做推論。2021-7-154結(jié)構(gòu)陶瓷和功能陶瓷 結(jié)構(gòu)陶瓷：具有機(jī)械功能、熱功能和部分化學(xué)功能的陶瓷。 功能陶瓷：具有電、光、磁、化學(xué)和生物體特性，并具有相互轉(zhuǎn)換功能的陶瓷。 2

2、021-7-155w結(jié)構(gòu)陶瓷特性 w熱功能領(lǐng)域：具有傳熱性、絕熱性、耐高溫性。w機(jī)械功能領(lǐng)域：具有高強(qiáng)度、高模量、耐高溫、耐磨性、超硬性、潤滑性及非線膨脹收縮性。w部分化學(xué)功能領(lǐng)域：載體性、耐蝕性等。 2021-7-156w光、電、磁學(xué)功能領(lǐng)域：電子陶瓷具有高絕緣性、鐵電性、介電性、壓電性、熱電性、電子放射性、半導(dǎo)性、傳感性、離子導(dǎo)電性等。a光電陶瓷具有熒光性、偏振光性、光電性等a磁性陶瓷具有軟磁性、硬磁性等a光陶瓷具有透光性、光反射性、反射紅外性、導(dǎo)光性等 2021-7-157w復(fù)相功能玻璃陶瓷的應(yīng)用領(lǐng)域 w單質(zhì)類復(fù)相玻璃陶瓷 w具有獨(dú)特的光學(xué)性能和半導(dǎo)體特性w可望在壓敏、氣敏、濕敏等領(lǐng)域得

3、到應(yīng)用 2021-7-158w氧化物半導(dǎo)體類復(fù)相玻璃陶瓷a過渡金屬氧化物與玻璃復(fù)合而形成的復(fù)相結(jié)構(gòu)a通常具有良好的電性能a在壓電、壓敏等方面有著廣闊的前景2021-7-159w化合物半導(dǎo)體類復(fù)相玻璃陶瓷 w新型精細(xì)復(fù)合功能材料 w在非線性光學(xué)、光致發(fā)光、場致發(fā)光等領(lǐng)域具有優(yōu)良的性能和良好的應(yīng)用前景 2021-7-1510w鐵電體類復(fù)相玻璃陶瓷a高價電常數(shù)的鐵電相與玻璃相復(fù)合，形成具有鐵電性能的復(fù)合功能材料 a具有良好的介電頻率和介電溫度特性 a研究鐵電體的尺寸效應(yīng)，對制備高性能電介質(zhì)材料和厚膜漿料等方面具有重要的理論和實(shí)用價值 2021-7-1511w鐵氧體類復(fù)相玻璃陶瓷 w鐵磁相和玻璃相復(fù)合

4、，形成具有鐵磁性的功能材料 w在磁光控制、吸波材料、微波器件等方面具有重要的應(yīng)用前景 2021-7-1512w生物陶瓷的應(yīng)用領(lǐng)域 w陶瓷材料無毒、無害w具有良好的生物活性和生物相溶性w硬度高，楊氏模量與人體骨相近 w可作為骨骼、牙床、心臟瓣膜等的修補(bǔ)材料或替代材料使用 2021-7-1513w生物性惰性陶瓷材料w多晶氧化鋁 w耐腐蝕、耐磨、熱膨脹系數(shù)小w可通過高溫消毒 w用于大塊或小塊骨的修補(bǔ)或承重骨的缺損修復(fù) 2021-7-1514w單晶氧化鋁 w具有多晶氧化鋁特性 w生物相溶性好 w制成人工骨螺釘，強(qiáng)度比金屬材料制成的人工骨螺釘更高 w可以加工成各種尺寸小、強(qiáng)度大的牙根 w與人體蛋白質(zhì)有良

5、好的親合性能，結(jié)合力強(qiáng) 2021-7-1515w生物性活性陶瓷材料w將含磷酸和鈣的活性玻璃，置入生物體內(nèi)，使之與生物體內(nèi)的液體發(fā)生反應(yīng)，然后有生物組織成長起骨原纖維組織，在生物玻璃表面與生物組織之間形成結(jié)合層 w羥基磷灰石 w可用于牙槽、骨缺損、腦外科修補(bǔ)、填充 2021-7-1516w利用碳納米管本身結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，研究新型電子器件 w超大規(guī)模視屏系統(tǒng) w納米電子開關(guān)和納米二極管 w高性能微型電池，用于計(jì)算機(jī)起動電源和汽車電子打火，具有體積小，能量高，使用壽命長的特點(diǎn) 2021-7-1517w氮化鋁具有良好的高溫抗蝕性 w電子工業(yè)方面的應(yīng)用：做基片材料 w更適合大規(guī)模集成電路要求 w在高溫耐蝕方面

6、的應(yīng)用：優(yōu)良的坩堝材料，w也可用作腐蝕性物質(zhì)的容器和處理器 w可制成復(fù)合材料 2021-7-1518w高溫高壓含塵氣流過濾器、熔融金屬過濾器及骨移植材料。w防火材料、氣體燃燒器的燒嘴、催化劑載體、高溫膜反應(yīng)器、混和氣體分離器、制造業(yè)中的散氣隔板、流態(tài)化隔板和電解液隔板、水質(zhì)處理、生物制藥的超濾提純等 2021-7-1519w電子陶瓷 w包括各類陶瓷基片、陶瓷電容器、陶瓷發(fā)熱元件、陶瓷振蕩器、磁芯和磁記錄材料、各類陶瓷傳感元件、溫度、氣敏、濕敏、壓敏、光敏、陶瓷激光元件、偏光元件、光導(dǎo)纖維等w主要市場是企業(yè)和半導(dǎo)體行業(yè) 2021-7-1520w陶瓷鉆頭、陶瓷裝甲和陶瓷防御服屬于結(jié)構(gòu)陶瓷的領(lǐng)域w具

7、有硬度大、強(qiáng)度高、耐磨耐蝕等特點(diǎn)w鉆頭是用在油井鉆探上 w美國對國防用嵌入式輕質(zhì)陶瓷裝甲的需求近幾年有了很大增長 2021-7-1521w燃料電池 w新的更有效的清潔能量系統(tǒng) w電動汽車 2021-7-1522w石器時代w衣：天然材料（藤蔓、樹葉、獸皮）w?。禾烊徊牧希ǘ囱?、茅屋）w用：石器、陶器（河姆渡遺址）w農(nóng)業(yè)：手工為主w狩獵：石器（古代民歌）、木器w戰(zhàn)爭：石器2021-7-1523w青銅時代w衣：天然纖維（棉、麻、絲綢螺祖，黃帝之妻）w?。禾烊徊牧希┪萦谐彩?、石制宮殿、木屋）w用：青銅器皿（司母戊鼎、爵）、陶器w農(nóng)業(yè)：木制農(nóng)具（魯班公輸班）w戰(zhàn)爭：青銅兵器（武王伐紂、吳越青銅劍）20

8、21-7-1524w鐵器時代w衣：絲、棉、麻w?。禾沾刹牧希ùu、瓦）、木、石w用：貴重金屬（西歐貴族用銀制酒杯）、陶器w農(nóng)業(yè)：鐵制農(nóng)具w戰(zhàn)爭：鐵器、火藥2021-7-1525w后鐵器時代機(jī)械大工業(yè)w鋼的出現(xiàn)w衣:人造纖維出現(xiàn)（尼龍高分子聚合物）w?。轰摻?、水泥、混凝土（硅酸鹽工業(yè)）w用：非晶態(tài)玻璃、塑料（高分子材料）w行：鋼鐵（汽車工業(yè)）2021-7-1526w農(nóng)業(yè)：機(jī)械化鋼鐵與合金w工業(yè)：多種金屬、合金及鋼鐵w戰(zhàn)爭：鋼鐵、特殊材料2021-7-1527w當(dāng)今：多元時代w硅時代w常規(guī)材料牢牢占據(jù)主力位置，新型材料不斷擴(kuò)大領(lǐng)地w衣：盡管人造衣用纖維有各種各樣的優(yōu)勢，但其致命的弱點(diǎn)在于自然不和諧性

9、，在健康因素受到人們越來越多的關(guān)注的時代，天然材料成為人們的首選2021-7-1528w同時由于資源的稀卻，天然皮革、天然純棉、天然絲綢逐漸成為高檔的象征w?。汗杓捌溲趸锏睦洗蟮匚徊豢珊硠樱茈y想象其它材料可以達(dá)到這樣的性價比、成熟的加工工藝。w行：在部分關(guān)鍵部位可能用到新型陶瓷，但我們很難想象我們開著一輛渾身是陶瓷的汽車在道路上奔馳。2021-7-1529w用：日用品中倒是有很多新型材料，但比起高分子化合物，新型陶瓷的高性能似乎是多余的，日常生活中不需要過高的性能至少對于消耗品是如此。w農(nóng)業(yè)：新型陶瓷有可能代替一部分原本由鋼鐵或合金完成的任務(wù)w傳統(tǒng)工業(yè)：新型陶瓷可以取代昂貴且性能稍遜的金屬

10、或合金（如刀具）2021-7-1530w高科技領(lǐng)域w醫(yī)學(xué)：如前所述，新型陶瓷將大有作為w電子：計(jì)算機(jī)、通信、電器等方面的關(guān)鍵部件將采用性能更好的新型陶瓷w軍事：科技含量最高的領(lǐng)域，新型陶瓷在這方面前途不可限量2021-7-1531由以上的論述我們可以知道：1。新型陶瓷是一大類非常規(guī)材料的統(tǒng)稱，其科技含量極高，高造價和煩瑣的制造工藝決定了它不可能像水泥、塑料、尼龍一樣成為一種劃時代的材料。2。新型陶瓷在許多領(lǐng)域的作用是以更佳性能替代原本的貴重金屬或合金。鑒于新型陶瓷的原料大多是地殼中含量豐富的Si或Al2021-7-1532w及其氧化物，可以說，新型陶瓷研發(fā)的本質(zhì)就是以富足的資源代替稀缺資源的過程，也就是說，其本質(zhì)推動力是經(jīng)濟(jì)學(xué)推動力（類似與石油何時會被采光的問題）。這一過程的機(jī)會成本是制造工藝變復(fù)雜。w3。由于新型陶瓷種類多，不同種類間性能區(qū)別大，制造工藝也難有雷同，將導(dǎo)致生2021-7-1533w產(chǎn)新型陶瓷的工廠規(guī)模縮小，或者說分工更加細(xì)致，不象現(xiàn)在的傳統(tǒng)工業(yè)工廠，規(guī)模大，包容性強(qiáng)。高科技含量也決定其更適合實(shí)驗(yàn)室而不是大工廠。w4。