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1樓
陶瓷的概念有狹義,廣義之分.從狹義上說,陶瓷是用無機非金
屬化合物粉體,經(jīng)高溫燒結而成的,以多晶聚集體為主的固態(tài)物質(zhì).
狹義的陶瓷概念中不包括玻璃,搪瓷,水泥,耐火材料,金屬陶瓷等.
從廣義上說,陶瓷泛指一切經(jīng)高溫處理而獲得的無機非金屬材料,包
括人工單晶,非晶態(tài),狹義陶瓷及其復合材料,半導體,耐火材料及
水泥等,像美國就用ceramic(陶瓷)一詞來泛指無機非金屬材料.
先進陶瓷按化學成分可分為氧化物陶瓷,氮化物陶瓷,碳化物陶瓷,硼
化物陶瓷,硅化物陶瓷,氟化物陶瓷,硫化物陶瓷等.
按性能和用途,先進陶瓷大體上又可分為先進結構陶瓷和先進功能陶瓷
兩大類.
先進結構陶瓷是指以其優(yōu)異的力學性能而用于各種結構部件的先進陶
瓷,主要用于要求耐高溫,耐腐蝕,耐磨損的結構,如機械密封裝置,軸承,
缸套,刀具等.日本企業(yè)家和陶瓷專家為改變?nèi)藗儗μ沾梢姿榈挠∠?用增
韌氧化鋯陶瓷制成剪刀和水果刀,作為禮品贈送或廉價出售,稱之為永不卷
刃,永不生銹,永不磨損的刀具,取得了戲劇性的宣傳效果.
先進功能陶瓷則是指利用材料的電,磁,聲,光,熱等性能或其耦合效
應,來實現(xiàn)某種使用功能的先進陶瓷.例如,壓電陶瓷可利用機械壓力產(chǎn)生
電效應,故用于制造內(nèi)燃機點火系統(tǒng),電子打火機點火元件和炮彈引爆信管
等.先進功能陶瓷具有品種多,價格低,功能全,更新快等特點,在民用,
軍用和高新技術等領域中都有廣泛的應用.
第三次飛躍:納米陶瓷
本世紀60年代以來,具有優(yōu)良性能的先進陶瓷不斷涌現(xiàn),使得陶瓷在生
產(chǎn)應用方面發(fā)生了質(zhì)的變化.如果說,以前傳統(tǒng)陶瓷尚處于輔助材料地位的
話,那么現(xiàn)在先進陶瓷已初露鋒芒,正和金屬材料,有機高分子材料并駕齊
驅(qū),甚至在許多工業(yè)領域中逐漸取得了主要材料的地位.這主要是因為先進
陶瓷較其他材料表現(xiàn)出更多的具有實用價值的獨特性能,如具有高溫強度,
耐腐蝕,電絕緣及其他功能和性能.在空間技術,原子能技術,激光技術,
計算機技術等新興科技領域,對各種先進陶瓷材料的需求日益增長;而高新
技術的發(fā)展,特別是現(xiàn)代測試技術和先進儀器的發(fā)展,為深入研究先進陶瓷
提供了客觀條件.例如,以前主要用光學顯微鏡來研究陶瓷的內(nèi)部結構,現(xiàn)
在則可以采用電子顯微鏡,尤其是近年來高分辨電鏡和分析電鏡技術的發(fā)
展,使人們能進入更深層次的微觀世界來研究陶瓷材料,并且取得了令人矚
目的成就.
科學技術的發(fā)展永遠不會停止,陶瓷技術的發(fā)展當然也永無止境.在陶
瓷的世代變遷中,如果把從陶器發(fā)展到瓷器稱為第一次飛躍,從傳統(tǒng)陶瓷發(fā)
展到先進陶瓷稱為第二次飛躍,那么目前正面臨著從先進陶瓷發(fā)展到納米陶
瓷的第三次飛躍.
納米陶瓷是指顯微結構具有納米量級水平的陶瓷材料.
這里,顯微結構是指借助于各種顯微分析儀器所觀察到的材料的內(nèi)部組
織.先進陶瓷的顯微結構主要是由許多晶粒組成的多晶體結構.目前絕大部
分先進陶瓷的顯微結構處于微米量級水平,即晶粒尺寸為1～10微米,在1
立方厘米體積中約有1010個晶粒.納米陶瓷的顯微結構則更加細微,具有納
米量級水平,即晶粒尺寸為1～100納米,在1立方厘米體積中約有1019個
晶粒.由此可知,納米陶瓷較先進陶瓷其晶粒細小得多.
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