陶瓷的发展趋势新型陶瓷材料

陶瓷的发展趋势：
科学家认为，作为人类文明基础的陶瓷将在21世纪大显身手，在各个方面得到广泛的应用。

据波兰《共和国报》最近报道，新型陶瓷制品将具有金刚石的硬度、金属的延展性、质轻等特点。

新型陶瓷材料的主要组成成分是硅，硅在自然界中分布极广。硅和碳的氧化与锆石和铝结合后就可产生坚硬、耐高温和防腐蚀的陶瓷材料。
据介绍，新型陶瓷制品已越来越多地用在采矿、化学、机器制造和汽车工业之中。日臻完善的工艺将会利用陶瓷制品代替住房和工业建筑中的金属结构。估计到2020年新型陶瓷材料的利用量将增长十倍以上。报道认为，这将引发一场真正的工艺革命。
新型陶瓷材料
陶瓷材料在性能上有其独特的优越性。在热和机械性能方面，有耐高温、隔热、高硬度、耐磨耗等；在电性能方面有绝缘性、压电性、半导体性、磁性等；在化学方面有催化、耐腐蚀、吸附等功能；在生物方面，具有一定生物相容性能，可作为生物结构材料等。但也有它的缺点，如脆性。因此研究开发新型功能陶瓷是材料科学中的一个重要领域。
(1)工程陶瓷目前有氮化硅(Si₃N₄)、碳化硅(SiC)，硅化钨(WSi₂)、二氧化锆(Zr0₂)、三氧化铝(A1₂0₃)等。这些材料具有耐热、高硬度、耐磨、耐腐蚀、相对密度小等特点。若能用于燃气轮机，可使工作温度从目前的1100℃提高到1370℃，而热效率从60％提高到80％，应是理想的发动机材料。但其致命缺点是脆性。近期研究表明：用不同配比的各种原料和陶瓷复合材料制成的纳米级原材料经烧结可提高韧性。这一发现吸引了许多研究者，成为国际上研究的热点。预期合成陶瓷研究将使全陶瓷内燃机尽快成为现实。这是21世纪的新挑战，将使汽车发动机、喷气发动机、刀具、模具等方面面貌一新。
2)电气陶瓷它以氧化铝为主体，经1500—1900℃烧结而成。具有压电陶瓷性能，就可实现机械能与电能的相互转变，用于压电振子、电波滤波器、压电变换器、通话器、声纳探伤器、点火器、毛发乾燥器等。
(3)超硬陶瓷材料金刚石是一种天然“陶瓷”。人造金刚石已进入工业生产。因为金刚石以碳结构为主，其高温抗氧化性能较差。现已研制出氮化硼材料，硬度仅次于金刚石，但高温抗氧化性能好。金刚石在800℃开始氧化，而立方氮化硼在1200℃才开始氧化，这使它在耐高温超硬陶瓷材料方面有良好应用前景。
(4)热敏元件陶瓷半导体热敏陶瓷(PTC)具有正的温度系数，当温度上升到相变温度时，电阻急剧增大，可用于各种温控元件，如电热器、电饭堡、烤箱、干燥器等。热敏元件ZnO—Li₂O—Cr₂O₃—V₂O₅，其相对湿度为90％，电阻4．24Ω，可用于空调机。
新型陶瓷材料发展较快，超导材料实际上也是一种新型陶瓷,当然由于陶瓷材料的特殊性能，在研究和开发其应用前景时，需要不同学科交叉，共同来研究和探索出新的功能材料。

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