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1、为了适应公司新战略的发展，保障停车场安保新项目的正常、顺利开展，特制定安保从业人员的业务技能及个人素质的培训计划现代社会生产的新型陶瓷材料新型陶瓷材料的应用与发展姓名：穆会平班级：1001班专业：环境科学学号：XX1887新型陶瓷材料的应用与发展摘要：本文首先简单介绍了传统陶瓷材料向现代新型陶瓷材料转变的过程，新型陶瓷材料克服了传统陶瓷本身内部的缺陷，故使其性能大大提高，扩大了应用领域。然后论述了新型陶瓷材料分为结构陶瓷和功能陶瓷，以及它们耐高温、生物相容性能、电磁性、质量轻等特性及各自的应用领域，重点讨论了新型陶瓷材料在航空航天、军事、生物工程、电子工业等的应用，最后简单说明了新型陶瓷材料的
2、近况和发展趋势。关键字：新型陶瓷材料应用发展引言：在当今科技高度发展的工业社会,每一项工业化的成就都与材料科学、材料的制造及实际使用有着密不可分的关联,它使得某些新的科学设想、构思及生产过程得以实现。离开了材料科学与材料工业,世界上的许多科学创造和发明都是难以实现或达到的。陶瓷材料是继金属材料,非金属高分子材料之后人们所关注的无机非金属材料中最重要的一种，因为它同时兼有金属和高分子材料两者的共同优点,此外在不断的改性过程中,已使它的易碎裂的性能有了很大的改善。因此,它的应用领域和各类产品都有一个十分明显的提高。1.传统陶瓷材料到新型陶瓷材料的演变陶瓷一词(Ceramics)来源于古希腊Kera
3、mos一词,意为地球之神。传统的陶瓷材料含意很广泛,它主要指铝、硅的氮化物,碳化物,玻璃及硅酸盐类。虽然传统陶瓷具有一定的耐化学腐蚀特性和较高的电阻率、熔点高,可耐高温,硬度高,耐磨损,化学稳定性高,不腐蚀等优点。但它也存在着塑料变形能力差,易发生脆性破坏和不易加工成型等缺点,这些原因大大地限制了在工业的应用范围，特别是在机械工业上的应用。而在电器上的应用也主要局限在高压电瓷瓶及其绝缘体部件等少数几个方面。为此人们开展对传统的陶瓷材料进行改性研究和有关材料的人工合成开发,现代合成技术已经能够通过物理蒸发溅射(Vaporprocessing)溶液法(Aqueousprecipitation)溶胶
4、凝胶技术(Solgel-technology)及其它先进技术改造传统陶瓷或人工合成极少缺陷的陶瓷材料,其中较为重要的有Si3N4,A12O3等。合成的陶瓷材料与传统陶瓷材料相比，它的性能大大提高,与其它材料相比,在同样强度下这些材料具有良好的化学、热、机械及摩擦学(tribology)特性。它质轻,可以耐高温,硬度高,抗压强度有时超过金属及合金,具有较强的抗磨性和化学隋性、电及热的绝缘性都相当好,特别是由于采用纯净材料,消除了缺陷(eliminate-defects),它的易脆性(brittleness)得到了极大的改善,因此其应用,特在现代机械业的应用日益广泛。目前巳有大量的新型陶瓷材料被用
5、于工业高温抗磨器件、机械基础元器件,除此之外,电子及电信行业,生物医疗器件乃至于陶瓷记忆材料,超导陶瓷等应用都与新型陶瓷材料的研制与开发有关。2.新型陶瓷材料特性与分类新型陶瓷材料按照人们目前的习惯可分为两大类，即结构陶瓷和功能陶瓷，将具有机械功能、热功能和部分化学功能的陶瓷列为结构陶瓷，而将具有电、光、磁、化学和生物体特性，且具有相互转换功能的陶瓷列为功能陶瓷。随着科学技术的发展，各种超为基数和符合技术的运用，材料性能和功能相互交叉渗透，确切分类已经逐渐模糊和淡化。根据现代科学技术发展的需要，通过对材料结构性能的设计，新型陶瓷材料的各种特性得到了充分的体现。表1列出来目前被人们所占我和利用的
6、新型材料的主要特性表1新型陶瓷的主要特性分类功能陶瓷领域电子陶瓷光电陶瓷光陶瓷磁性陶瓷生物陶瓷化学陶瓷特性高绝缘性、铁电介电性、压电性、热电性、电子放射性、半导性、传感型、离子电导性荧光性、偏振光性、光电性透光性、光反射性、反射红外性、导光性软磁性、硬磁性骨亲和性、生物相融性载体性、催化性、化学吸附性结构陶瓷热学功能机械功能传热性、绝热性、耐高温性、耐腐蚀性耐磨性、高强度性、超硬性、润滑性、非膨胀性、收缩性13.新型陶瓷的应用与发展新型陶瓷是新型无机非金属材料,也称先进陶瓷、高性能陶瓷、高技术陶瓷、精细陶瓷,为什么能得到高速发展,归纳起来有四方面原因：具有优良的物理力学性能、高强、高硬、耐磨、
7、耐腐蚀、耐高温、抗热震而且在热、光、声、电、磁、化学、生物等方面具有卓越的功能,某些性能远远超过现代优质合金和高分子材料,因而登上新材料革命的主角地位,满足现代科学技术和经济建设的需要。其原料取于矿土或经合成而得,蕴藏量十分丰富。产品附加值相当高,而且未来市场仍将持续扩展。应用十分广泛,几乎可以渗透到各行各业。市场需求据美国陶瓷工业部门统计，1993年全球陶瓷总产值约900亿美元，其中先进陶瓷为183亿美元，占20%，比1992年增长23%，精细陶瓷为48亿美元，占先进陶瓷24%。全球精细陶瓷超亿美元的生产厂有22家，超过XX万美元的生产厂有54家，超过1000万美元的生产厂有66家，超过10
8、0万美元的生产厂有102家。其中前10家的总产值达146亿美元，占80%。表2列出了1996年加拿大陶瓷季刊公布的世界先进陶瓷需求量，表3列出了日本精细陶瓷工业市场预测情况。表2世界新型陶瓷需求类别世界需求量1994XX年增长率/%XX/1994电子陶瓷结构陶瓷陶瓷涂料陶瓷基复合材料合计表3日本新型陶瓷工业市场预测情况应用领域19931997XXXX53XX6754平均增长率电磁应用光学应用机械应用高温及高温机械化学与生物商业与文化其他合计551-42175-052应用领域功能陶瓷主要在绝缘、电磁、介电以经济光学等方面得到广泛应用；结构陶瓷除了耐低膨胀、耐磨、耐腐蚀外，还有重量轻、高弹性、低膨
9、胀、电绝缘性等特性。因而在很多领域得到应用应该是以陶瓷燃气轮机为代表的耐高温陶瓷部件陶瓷广泛用于道具及模具等耐磨零件，这方面的应用主要是利用陶瓷的高硬度、低磨耗性、低摩擦系数等特性。另一方面，陶瓷材料具有其他材料所没有的高刚性、重量轻、耐蚀性等特性，从而被有效地应用在精密测量仪器和精密机床等上面。另外，因为陶瓷材料具有很好的化学稳定性和耐腐蚀性，在生物工程以及医疗等方面也得到广泛的应用。下面将分几方面来介绍新型陶瓷材料的应用领域。1)航空航天材料:陶瓷基复合材料当前耐高温材料已经成为航天先进材料中的由此岸优先发展方向，材料在高温下的应用对航天技术特别是固体火箭等领域具有极其重要的推动作用。随着
10、航空技术的发展气体涡轮机燃烧室中燃气的温度要求越来越高，并更紧密地依赖于高温材料的研究开发，而先进陶瓷及其陶瓷基复合材料具有耐高温、耐磨损、耐腐蚀质量轻等优异性能，是最具有希望代替金属材料用于热端部件的候选材料。为此世界各国开展对陶瓷发动机的研究工作。美、欧、日等越来越多的人体涡轮机设计者们开始用陶瓷基复合材料来制作旋转件和固定件。当前对高温结构陶瓷的研究主要集中于Sic、Si3N4、Al2O3和ZrO2等，尤其以Si3N4高温结构陶瓷最引人注目。这类陶瓷的综合性能较突出，它们有良好的高温强度，已经在航空涡轮发动机等方面得到了应用，非常适用于制作航天发动机涡轮转子叶片等高温受力部件。2)陶瓷轴
11、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得到日益广泛的应用。在航空航天、核工业、高速机床等高温、高速、耐腐蚀、真空、无磁、无摩擦的特殊环境下，陶瓷轴承的作用正在被人们逐渐地认识。陶瓷轴承突出的效果是大幅度地提高了轴承的使用寿命和极限速度，为发展高速和超高速、高精密机床提供了基础零部件。除此以外，在高温、腐蚀、绝缘、真空等行业的应用也已经取得了良好的效果，可在高温、强酸、强碱等一些高腐蚀性介质中长期稳定地工作。近来，与半导体制造装置和计算机的CD-ROM及其硬盘与信息工业相关的陶瓷轴承需求量不断增加。当今世界上著名的轴承企业无一不
12、在开发、生产陶瓷轴承，而产品质量的高低，已成为衡量其企业实力的一个重要标志。3)生物工程领域：生物陶瓷由于生物陶瓷材料的无毒、无害，具有良好的生物活性和生物相溶性，且硬度高，杨氏模量与人体骨相近，故可作为骨骼、牙床、心脏瓣膜等的修补材料或替代材料使用。生物陶瓷材料又分生物性惰性陶瓷材料和生物性活性陶瓷材料。生物性惰性陶瓷材料：如多晶氧化铝具有耐腐蚀、耐磨、热膨胀系数小等特点，且可通过高温消毒，常用于大块或小块骨的修补或承重骨的缺损修复。单晶氧化铝，除具有多晶氧化铝特性外，还具有生物相溶性好的特点，常用于制成人工骨螺钉，强度比金属材料制成的工骨螺钉更高。同时氧化铝单晶可以加工成各种尺寸小、强度大
13、的牙根，它与人体蛋白质有良好的亲合性能，结合力强。因此有利于牙龈粘膜材料的附着。生物性活性陶瓷材料：将含磷酸和钙的活性玻璃，置入生物体内，使之与生物体内的液体发生反应，然后有生物组织成长起骨原纤维组织，在生物玻璃表面与生物组织之间形成结合层。羟基磷灰石，它具有与人体硬组织的无机质相同的物质组成，可用于牙槽、骨缺损、脑外科修补、填充等。4)军事应用：特种陶瓷244浅谈新型陶瓷材料-由陶瓷谈谈我对学科的认识提及陶瓷，大家并不陌生。日常生活中，我们接触的有餐具，卫生陶瓷，装饰瓷砖等等，陶瓷遍布我们生活中的各个领域。最让我们叹为观止的也许是素有“瓷都”之称的景德镇生产出的陶瓷制品，它以“白如玉，明如镜
14、，薄如纸，声如罄”的独特风格蜚声海内外。在中国，制陶技艺的产生可追溯到纪元前4500年至前2500年的时代，可以说，中华民族发展史中的一个重要组成部分是陶瓷发展史，它体现了中国人在科学技术上的成果以及对美的追求与塑造。陶瓷凭借它完美的塑造与所蕴含的科技重量让更多的人去追寻，同时也深深地吸引了我。早期，陶瓷是陶器与瓷器的总称。陶瓷是以无机非金属天然矿物或化工产品为原料、经原料处理、成型、干燥、烧成等工具制成的产品。也许，没有接触这门学科之前，我对于陶瓷并不了解多少，由一块简单的瓷砖更不能联想到它有其它什么样的性能特点。通过材料概论这门课，也因为为准备这篇论文看了一些关于陶瓷方面的书籍，让我在这方
15、面的知识有了一些拓展与对陶瓷更深入的了解。陶瓷在我们生活中的广泛应用正因为它具有很多优良的性能。力学性能方面，陶瓷材料是工程材料中刚度最好、硬度最高的材料，其硬度大多在1500HV以上。陶瓷的抗压强度较高，但抗拉强度较低，塑性和韧性很差。热性能方面，陶瓷材料一般具有高的熔点，且在高温下具有极好的化学稳定性；陶瓷的导热性低于金属材料，陶瓷还是良好的隔热材料。同时陶瓷的线膨胀系数比金属低，当温度发生变化时，陶瓷具有良好的尺寸稳定性。电性能也是陶瓷很重要的一个性能，电子陶瓷是现代陶瓷的重要组成部分。大多数陶瓷具有良好的电绝缘性，因此大量用于制作各种绝缘器件。少数陶瓷还具有半导体的特性，可作整流器。陶瓷材料还有独特的光学性能，可用作固体激光器材料、光导纤维材料、光储存器等，透明陶瓷可用于高压钠灯管等。磁性陶瓷在录音磁带、唱片、变压器铁芯、大型计算机记忆元件方面的应用有着广泛的前途。同时，陶瓷材料在高温下不易氧化，并对酸、碱、盐具有良好的抗腐蚀能力。了解了陶瓷的基本性能后，我们看到了它独特的优越性，但也有它的缺点，如脆性。这就需要对陶瓷材料进行研究
