新型化学材料[特约]

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1、新型化学材料人类生活中少不了材料，衣食住行没有哪一样能离开材料。各种各样的材料组成了五花八门、丰富多彩的物质世界。人类社会的进步与发展、人类文明的推进与材料技术的发展有着密切的关系。材料被看做人类文明发展的里程碑,历史学者往往用材料作为时代分期的标志。从石器时代、青铜时代、铁器时代,宜到1=1前的信息时代，都可以看岀材料在人类社会的进步与发展屮的无可替代的巨大作用。每一种新材料的发现和使用，都会对社会经济、T业生产、国防事业产生重大影响，甚至根本改变传统的生产和生活方式。进入21世纪后，材料技术仍是科学家们研究的三大热门领域Z-o可以毫不夸奖地说，材料是科学技术进步的关键，是科学技术

2、和社会发展的物质基础。材料的发展不仅关系到人类的昨天和今天，而且还将影响到人类的明天。第一节陶瓷材料陶瓷是人类最早利用自然界所提供的原料进行加工制造而成的材料，是我国古代劳动人民的重大发明之一。大约8000年以前，住在我国黄河流域的先民们已经使用陶瓷，继而在宋、元时代发展到了很高水平。当时，瓷器作为屮华文明的象征，大量运往欧洲各地，欧洲人一向规中国陶瓷为无价Z宝，所以，欧洲人把瓷器叫做"China"o久而久之，“China”成了中国的英文名称。1.传统陶瓷陶瓷是以粘土、石英、长石为主要原料，进行研磨、加水调成泥状，再制成坏子，待T燥后，经高温烧制而成的制品的总称。陶瓷包拾陶器、瓷器等

3、。瓷器比较精致，表而光滑美观、明亮、不渗水，不透气。陶器质地比瓷器粗糙,器壁较厚，结实耐用，价格便宜。传统陶瓷在日常生活中随处可见，常作为容器、盛器——瓷制的碗、坛、罐、缸等，以及装饰用品一一瓷瓦、瓷砖等。制陶瓷用的粘土是i种含水硅酸盐。低品位的粘土到处可见，而用于制造陶瓷的是-•种以高岭石［A12(Si20j(0H)訂为主耍成分的高级粘土，即高岭土。石英的化学式为SiO2,大多以结品态存在于石英矿中。长石主要有钾长石［KalSisOs］、钠长石［NaAlSiaOj和钙长石［Ca(Al2Si208)2］,这些铝硅酸盐在陶瓷屮是作为助熔剂的。传统陶瓷的生产工艺人致相同，主要工序是泥料制

4、备、成型、干燥、上釉和烧成。①泥料制备：〜破碎球磨一除铁一过筛一压滤〜炼泥一阵腐②成型将泥料加适量的水，灌注在模具屮成为生坯。③干燥为了防止在烧成时裂开，生坯要先进行干燥。④上釉釉涂在陶瓷表面，既可起着美观、光滑作用，乂可起防水作用。像唐三彩、郎窑红、三阳开泰等都是一些名釉。⑤烧成坏体在高温下，发生一系列物理、化学反应，形成一定的组成与结构，从而使陶瓷具有所需的性能。1.先进陶瓷在许多人的印象中，陶瓷是一种坚硬但易碎的物体，缺乏韧性、塑性。其实人们印象中的这种陶瓷只是传统陶瓷。从20壯纪四五十年代开始起步，现在还在不断发展的先进陶瓷早已一改陶瓷的旧形象，许多先进陶瓷都是既坚且韧,有的

5、甚至放在铁砧上用铁锤用力敲打都难以破碎。还有一些先进陶瓷具有声、电、光、热、磁等其它材料无法替代的多方面的特殊功能，用途极为广泛，遍及现代科技的各个领域。(1)韧性陶瓷陶瓷脆性主要表现在两个方面，一是抗机械冲击性能差，经不起碰撞摔打;二是抗热震性能差，经不起冷热冲击。为了克服这些弱点，许多科学家作出了不懈的努力。现在人们终于找到良方：①在原料中添加少量氧化轨、氧化镁等粉末，使陶瓷内部结构得以改善，强度增加。②由于陶瓷的断裂大部分是从表面缺陷开始，通过化学或机械抛光技术或表面氧化技术，消除陶瓷表面缺陷，达到增韧冃的。③将纤维均匀地分布于原料中，可以极大提高陶瓷的强度和韧性。如钩丝补强氮

6、化硅陶瓷，在1300°C下的机械冲击强度可提高9倍。若以钥丝补强，则可提高30倍。韧性陶瓷由于其强度人、硬度高、耐高温、耐化学腐蚀等优越的性能在工业生产上有着重要的用途。①陶瓷刀具陶瓷刀具被人们称赞为永不卷刃、永不生锈、永不磨损的刀具，用陶瓷菜刀切食物不会留下讨厌的铁腥味和铁锈，特别适宜于切生吃的食物和熟食；陶瓷剪刀由于不带磁性，特别适宜于剪接录音磁带和录像磁带。〈/P〈P>②航天飞机的“陶瓷外衣”当航天飞机高速返回地球时，外壳与大气层摩擦会产生很高温度，要是没有防护措施，航天飞机就会被烧毁。1981年4刀12H美国发射的航天飞机“哥伦比亚号”外壳上共铺贴了三万多块陶瓷和其它防热砖，

7、把它覆盖得天衣无缝，因此尽管航天飞机表面温度达到1000多摄氏度,宇航员和仪器却能安然无恙。③无冷却式陶瓷发动机无冷却式陶瓷发动机的制造是材料科学家对韧性陶瓷利用中最感兴趣的课题，也是lit界上最引人关注的课题之一。因为无冷却式陶瓷发动机按常规发动机有突出的优点：a・由于籾性陶瓷耐高温，可以使燃烧室的温度升高（温度能稳定在1300°C左右），燃料充分燃烧又不需要水冷系统，使热效率人幅度提高。b.由于取消了独立的水冷系统，使发动机结构简化,减少了发动机的故障