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    陶瓷材料的分類

    發布時間:2019-04-26 17:29:31 文章來源:kxkdcntr 點擊次數:661次

      普通材料

      采用天然原料如長石、粘土和石英等燒結而成,是典型的硅酸鹽材料,主要組成元素是硅、鋁、氧,這三種元素占地殼元素總量的90%,普通陶瓷來源豐富、成本低、工藝成熟。這類陶瓷按性能特征和用途又可分為日用陶瓷、建筑陶瓷、電絕緣陶瓷、化工陶瓷等。

      特種材料

      采用高純度人工合成的原料,利用精密控制工藝成形燒結制成,一般具有某些特殊性能,以適應各種需要。根據其主要成分,有氧化物陶瓷、氮化物陶瓷、碳化物陶瓷、金屬陶瓷等;特種陶瓷具有特殊的力學、光、聲、電、磁、熱等性能。

      特種材料分類

      根據用途不同,特種陶瓷材料可分為結構陶瓷、工具陶瓷、功能陶瓷。

      結構陶瓷

      氧化鋁陶瓷主要組成物為Al2O3,一般含量大于45%。氧化鋁陶瓷具有各種優良的性能。耐高溫,一般可要1600℃長期使用,耐腐蝕,高強度,其強度為普通陶瓷的2~3倍,高者可達5~6倍。其缺點是脆性大,不能接受突然的環境溫度變化。用途極為廣泛,可用作坩堝、發動機火花塞、高溫耐火材料、熱電偶套管、密封環等,也可作刀具和模具。

      氮化硅陶瓷主要組成物是Si3N4,這是一種高溫強度高、高硬度、耐磨、耐腐蝕并能自潤滑的高溫陶瓷,線膨脹系數在各種陶瓷中小,使用溫度高達1400℃,具有極好的耐腐蝕性,除氫氟酸外,能耐其它各種酸的腐蝕,并能耐堿、各種金屬的腐蝕,并具有優良的電絕緣性和耐輻射性??捎米鞲邷剌S承、在腐蝕介質中使用的密封環、熱電偶套管、也可用作金屬切削刀具。

      碳化硅陶瓷主要組成物是SiC,這是一種高強度、高硬度的耐高溫陶瓷,在1200℃~1400℃使用仍能保持高的抗彎強度,是目前高溫強度高的陶瓷,碳化硅陶瓷還具有良好的導熱性、抗氧化性、導電性和高的沖擊韌度。是良好的高溫結構材料,可用于火箭尾噴管噴嘴、熱電偶套管、爐管等高溫下工作的部件;利用它的導熱性可制作高溫下的熱交換器材料;利用它的高硬度和耐磨性制作砂輪、磨料等。

      六方氮化硼陶瓷主要成分為BN,晶體結構為六方晶系,六方氮化硼的結構和性能與石墨相似,故有“白石墨”之稱,硬度較低,可以進行切削加工具有自潤滑性,可制成自潤滑高溫軸承、玻璃成形模具等。

      工具陶瓷

      硬質合金主要成分為碳化物和粘結劑,碳化物主要有WC、TiC、TaC、NbC、VC等,粘結劑主要為鈷(Co)。硬質合金與工具鋼相比,硬度高(高達87~91HRA),熱硬性好(1000℃左右耐磨性優良),用作刀具時,切削速度比高速鋼提高4~7倍,壽命提高5~8倍,其缺點是硬度太高、性脆,很難被機械加工,因此常制成刀片并鑲焊在刀桿上使用,硬質合金主要用于機械加工刀具;各種模具,包括拉伸模、拉拔模、冷鐓模;礦山工具、地質和石油開采用各種鉆頭等。

      金剛石天然金剛石(鉆石)作為名貴的裝飾品,而合成金剛石在工業上廣泛應用,金剛石是自然界硬的材料,還具備極高的彈性模量;金剛石的導熱率是已知材料中高的;金剛石的絕緣性能很好。金剛石可用作鉆頭、刀具、磨具、拉絲模、修整工具;金剛石工具進行超精密加工,可達到鏡面光潔度。但金剛石刀具的熱穩定性差,與鐵族元素的親和力大,故不能用于加工鐵、鎳基合金,而主要加工非鐵金屬和非金屬,廣泛用于陶瓷、玻璃、石料、混凝土、寶石、瑪瑙等的加工。

      立方氮化硼(CBN)具有立方晶體結構,其硬度高,僅次于金剛石,具熱穩定性和化學穩定性比金剛石好,可用于淬火鋼、耐磨鑄鐵、熱噴涂材料和鎳等難加工材料的切削加工??芍瞥傻毒?、磨具、拉絲模等

      其它工具陶瓷尚有氧化鋁、氧化鋯、氮化硅等陶瓷,但從綜合性能及工程應用均不及上述三種工具陶瓷。

      精細陶瓷

      陶瓷材料中已崛起了精細陶瓷,它以抗高溫、超強度、多功能等優良性能在新材料世界獨領風騷。精細陶瓷是指以精制的高純度人工合成的無機化合物為原料,采用精密控制工藝燒結的高性能陶瓷,因此又稱先進陶瓷或新型陶瓷。精細陶瓷有許多種,它們大致可分成三類——結構陶瓷、電子陶瓷以及生物陶瓷。

      結構陶瓷

      這種陶瓷主要用于制作結構零件。機械工業中的一些密封件、軸承、刀具、球閥、缸套等都是頻繁經受摩擦 而易磨損的零件,用金屬和合金制造有時也是使用不了多久就會損壞,而先進的結構陶瓷零件就能經受住這種“磨難”。

      電子陶瓷

      指用來生產電子元器件和電子系統結構零部件的功能性陶瓷。這些陶瓷除了具有高硬度等力學性能外,對周圍環境的變化能“無動于衷”,即具有極好的穩定性,這對電子元件是很重要的性能,另外就是能耐高溫。

      生物陶瓷

      生物陶瓷是用于制造人體“骨骼一肌肉”系統,以修復或替換人體器官或組織的一種陶瓷材料。

      精細陶瓷是新型材料特別值中得注意的一種,它有廣闊的發展前途。這種具有優良性能的精細陶瓷,有可能在很大的范圍內代替鋼鐵以及其他金屬而得到廣泛應用,達到節約能源、提***率、降低成本的目的;精細陶瓷和高分子合成材料相結合.可以使交通運輸工具輕量化、小型化和***化。

      精陶材料將成為名副其實的耐高溫的高強度材料,從而可用作包括飛機發動機在內的各種熱機材料、燃料電池發電部件材料、核聚變反應堆護壁材料、無公害的外燃式發動機材料等。精細陶瓷與高性能分子材料、新金屬材料、復合材料并列為四大新材料。有些科學家預言.由于精細陶瓷的出現,人類將從鋼鐵時代重新進入陶瓷時代。


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