精細陶瓷在功能材料和結(jié)構(gòu)材料方面的應(yīng)用

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1、·20··。J材2011年第5期2011年lO月SichuanBuildingMaterials第37卷總第163期精細陶瓷在功能材料和結(jié)構(gòu)材料方面的應(yīng)用劉裕濤譯(四川省建材工業(yè)科學研究院，四川成都610081)SHIJingzhong著摘要：與有機材料和金屬材料相比，陶瓷在熱學性中圖分類號：TQ174．1文獻標識碼：B能、機械強度、耐腐蝕性方面是具有非常優(yōu)異的一種材料，文章編號：1672—4011(2011)05—0020一o3,&．-fjq已十分重視耐火材料、陶瓷器具等領(lǐng)域的開發(fā)，然而，1精細陶瓷的功能和用途由電子工業(yè)的高度

2、發(fā)展及節(jié)能、新能源開發(fā)等引發(fā)的社會需求，在功能與特性方面對陶瓷提出了更高的要求。其結(jié)精細陶瓷是在精密控制的條件下制備的陶瓷制品，而果，使用精制、調(diào)配過的優(yōu)質(zhì)原料，且在精密控制的條件且是具有新功能的材料，不同于傳統(tǒng)的陶瓷制品(相對于精下制備的稱為精細陶瓷的系列產(chǎn)品問世了。細陶瓷而言稱為傳統(tǒng)陶瓷)?，F(xiàn)將其功能、用途和材料種類關(guān)鍵詞：精細陶瓷；功能材料；結(jié)構(gòu)材料；應(yīng)用進行整理歸納，如圖1所示。注：本文譯自Fineceramics，108(2005)：130—1352011年第5期SichuanBuliIldJi芝ng材Material

3、s·2l·第37卷總第163期2Ol1年lO月圖1精細陶瓷的功能體系·22·lIJ之材2011年第5期2011年10月“口nBuildingMa第37卷總第163期量具(千分尺、游標卡尺、塊規(guī)等)，另外，在金屬工業(yè)中，目2熱學功能前正在積極進行連鑄(連續(xù)鑄鋼)用部件(燒包構(gòu)件、中間精細陶瓷具有的熱學功能包括耐熱性、隔熱性、導熱包、輥等)，加熱爐構(gòu)件(滑軌按鈕、導輥等)等開發(fā)工作。性、抗熱震性、集熱性等。耐熱性優(yōu)良的材料中有氧化釷對于復合材料，已在飛機構(gòu)件、娛樂用品(高爾夫球(ThO：)、碳化鉿(HfC)、硼化鋯(ZrB)等很多種

4、，有望作為棒、釣魚竿等)、汽車的車內(nèi)構(gòu)件等方面進行應(yīng)用研究。超高溫材料，用于與原子能有關(guān)的高溫結(jié)構(gòu)材料、高溫電具有潤滑性的材料有石墨(C)、氟化碳((CF))、二硫化極材料等方面。鉬(MoS)、六方晶體氮化硼(H_BH)等，其中六方晶體氮化隔熱性優(yōu)良的材料中，除了傳統(tǒng)的發(fā)泡性硅酸鋁、硅硼是在高溫下具有潤滑性的材料，因而非常引人注目，這酸鈣等外，還有氧化鋁(AI0，)、氧化鈷(ZrO2)、二氧化硅些材料可用作固體潤滑劑、高溫脫模劑。(SiO2)、鈦酸鉀(K2TiO3)、莫來石(3A12O3·2SiO)等纖維材具有低熱膨脹性、尺寸穩(wěn)

5、定性的材料有氧化鋁、莫來料，可作為新的高溫隔熱材料，用于高溫加熱爐、熱處理石、堇青石、氧化鋯等，氧化鋁可作為高精度的精密機械爐等工業(yè)窯爐、高溫反應(yīng)容器、核反應(yīng)堆等等。零部件；莫來石和堇青石可作為抗熱震性材料，用于汽車導熱性優(yōu)良的陶瓷中，目前非常引人注目的材料有氧排氣氣體催化劑、各種爐內(nèi)材料、熱交換器等場合；氧化化鈹(BeO)、氮化鋁(A1N)、氮化硼(BN)等材料，由于這些鋯也可作為爐(燒成電子元件用)內(nèi)材料，用于支撐臺、棚材料具有優(yōu)良的電絕緣性，因而有希望用作內(nèi)部裝有大規(guī)板等處。模集成電路和超大規(guī)模集成電路的電子器件的散熱片。

6、4其他功能抗震性優(yōu)良的材料中有氧化鋁(A1：O，)、氧化鎂(Mg0)、二氧化鈦(TiO：)、氧化鋯(ZrO)、氮化硅(Si3N)等很多種，如圖1所示，精細陶瓷還具有電磁功能，各種類型的可用作高溫爐材料、交變熱應(yīng)力狀態(tài)下的結(jié)構(gòu)材料。材料顯示不同的特性，例如絕緣性(集成電路基片、封裝)、集熱性優(yōu)良的材料有六硼化鑭(LaB)、碳化鈮(NbC)等導電性(電阻發(fā)熱體、太陽能電子發(fā)電電極)、壓電性(點火材料。元件、壓電濾波器、表面波器件、壓電變壓器、壓電振子)、半導體(熱敏電阻、非線性半導體、氣體吸附型半導體)、磁性3力學功能(永久磁鐵、軟

7、磁性體)、介電性(低頻電容)、離子導電性(電當精細陶瓷用作結(jié)構(gòu)材料時，本來很難將高強度和耐池)、電子發(fā)射性(電子槍用熱陰極)、集電性(固體傳感器)熱性截然區(qū)分開，然而，如按使用要求加以區(qū)分，那么力等，目前電子學各個領(lǐng)域中，正在廣泛地利用精細陶瓷的學功能可分為：硬質(zhì)、耐磨性、高強度、潤滑性、低熱膨這些特性。脹性、尺寸穩(wěn)定性等。在光學功能方面，為了更好地利用精細陶瓷的聚光性、耐磨優(yōu)良的硬質(zhì)材料有氧化鋁(A10，)、碳化鎢(WC)、熒光特性(激光二極管、發(fā)光二極管)、透光性(耐熱透光陶立方晶體氮化硼(CBN)、金屬陶瓷(TiC、TiN

8、、TICN等)、金剛瓷、鈉蒸汽燈發(fā)光管、透明電極)、透光偏振特性(PLZT)、感石(C)、碳化硅(SiC)、氧化鋯(zr【))、碳化硼(Bc)等很多光性(光學玻璃)、光反射性(熱反射玻璃)、光波導特性(光種。這些材料具有廣泛的用途，諸如切削刀具、夾具、模導纖維)