新型陶瓷材料的特性与技术发展.pdf

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1、新型陶瓷材料的特性与技术发展王淑梅!周竹发%苏州大学材料工程学院!苏州#=I$#="摘要综述了新型陶瓷材料的分类!特性及需求"阐述了其在航空航天!汽车!轴承!军事等方面的应用"着重探讨了新型陶瓷材料研究近况与发展趋势#关键词新型陶瓷$特性$应用$发展!前言到锆H氧#钛H氧#碳H硅#氮H硅等多面体$制作工艺从手工作业到高自动化成型$烧成从柴#煤窑到自材料是人类文明的里程碑!是人类赖以生存和动化的油#电#气窑进而发展为气相#微波#等离子得以发展的重要物质基础"长期以来曾被作为划分等现代烧结技术$研究测试方法更是从经验#外观历史时期的标志"正是材料的使用#发现和

2、发明!才到科学#微观!这些重大的质的变化使其应用从传使人类在与自然界的斗争中!走出混沌蒙昧的时统的满足生活需要发展到广泛应用于电子#信息#代!发展到科学技术高度发达的今天"当今世界!能航天#能源#军事#生物医学等领域中>#?"源#信息#材料己成为人类现代文明进步的标志!继"新型陶瓷材料特性与应用金属#有机高分子材料以后!无机非金属材料正以其卓越的性能#繁多的品种和广泛的用途进入各行!"!新型陶瓷材料分类与特性各业!大有后来者居上之势!被称为#=世纪的材新型陶瓷材料按照人们目前的习惯可分为两料"新型陶瓷材料作为无机非金属材料的重要组成大类!即结构陶瓷%或工程

3、陶瓷&和功能陶瓷!将具部分!发展之快!作用之大!令世人瞩目"在众多场有机械功能#热功能和部分化学功能的陶瓷列为结合已被作为新材料的代名词!成为现代高新技术#构陶瓷!而将具有电#光#磁#化学和生物体特性!且新兴产业和传统工业技术改造的物质基础!也是发具有相互转换功能的陶瓷列为功能陶瓷"随着科学展现代国防和生物医学所不可缺少的重要部分"新技术的发展!各种超微技术和复合技术的运用!材型陶瓷材料已引起了世界各国尤其是发达国家的料性能和功能相互交叉渗透!确切分类已逐渐模糊高度重视!纷纷投入巨资进行研究开发!把新型陶和淡化"根据现代科学技术发展的需要!通过对材瓷作为本

4、国高技术发展的一个重要领域"料结构性能的设计!新型陶瓷材料的各种特性得到陶瓷有着悠久的历史!人类的文明史从一定程了充分的体现!表=列出了目前已被人们所掌握和度讲又是一部陶瓷的发展史"新型陶瓷是相对于传利用的新型陶瓷材料的主要特性"统陶瓷而言的!是采用人工精制的无机粉末原料!表!新型陶瓷材料主要特性通过结构设计#精确的化学计量#合适的成型方法和烧成制度而达到特定的性能!经过加工处理使之符合使用要求尺寸精度的无机非金属材料>=?"新型陶瓷不同国家称谓各异!可称为精细陶瓷@A(*/2/!0)1(2,B!先进陶瓷@)CD)*2/C2/0)1(2,E!现代陶瓷@14

5、C/0*2/0)1(2,E!高技术陶瓷@F(+F;/2F*454+G2/!0)1(2,E!高性能陶瓷@F(+F:/0A401)*2/2/0)1(2,E或特种陶瓷@,:/2()52/0)1(2,E"新型陶瓷无论从原料的选用#制备工艺!还是结构性能#应用领域等方面均突破了传统陶瓷的范畴!原料从天然矿物到人工合成的超细高纯的原料$晶相组成由硅H氧四面体!"#新型陶瓷材料应用发展高#更迫切的要求!并更紧密地依赖于高温材料的!"#"!市场需求研究开发!而先进陶瓷及其陶瓷基复合材料具有耐据美国陶瓷工业部门统计!!$$%年全球陶瓷总高温#耐磨损#耐腐蚀#质量轻等优异性能

6、!是最有产值约$&&亿美元!其中先进陶瓷为!’%亿美元!希望替代金属材料而用于热机部件的候选材料"为占#&(!比!$$#年增长#%(!精细结构陶瓷为)’此!世界各国竞相开展对陶瓷发动机的研究工作!亿美元!占先进陶瓷的#)("全球精细陶瓷超亿美美#欧#日等越来越多的气体涡轮机设计者们开始元的生产厂有##家!超过#&&&万美元的生产厂有用陶瓷基复合材料来制作旋转件和固定件"当前对*)家!超过!&&&万美元的生产厂有++家!超过高温结构陶瓷的研究主要集中于./0#./%1)#23#4%!&&万美元的生产厂有!&#家"其中前!&家的总产和564#等!尤其以./%1

7、)高温结构陶瓷最引人注目"值达!)+亿美元!占’&("表#列出了!$$+年加拿这类陶瓷的综合性能较突出!它们有良好的高温强大陶瓷季刊公布的世界先进陶瓷需求量!表%列出度!已经在航空涡轮发动机等方面得到了应用!非了日本精细陶瓷工业市场预测情况,%-"常适于制作航天发动机涡轮转子叶片等高温受力表#世界新型陶瓷需求量部件"目前!国外已把./%1)陶瓷材料作为高温结构的首选陶瓷材料!在军用和民用领域进行广泛#重点的研究与开发"#!陶瓷轴承陶瓷轴承作为一种重要的机械基础件!由于具有金属轴承所无法比拟的优异性能!近十多年来!在国计民生的各个领域中得到了日益广泛的应用"

8、在航空航天#核工业#石油工业#化学工业#轻纺工业#食品工业#高速机