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陶瓷材料有哪些特性 陶瓷材料的種類及作用

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摘要:陶瓷材料是指用天然或合成化合物經(jīng)過成形和高溫燒結(jié)制成的一類無機非金屬材料。陶瓷彩料具有高熔點、高硬度、高耐磨性、電絕緣、耐氧化等特性,可用作結(jié)構(gòu)材料、刀具材料,由于陶瓷還具有某些特殊的性能,又可作為功能材料。陶瓷材料有普通陶瓷材料、特種陶瓷材料和納米陶瓷三種,其中特種陶瓷材料又可分為結(jié)構(gòu)陶瓷、功能陶瓷。下面一起來了解一下陶瓷材料的特性、種類和作用吧!

陶瓷材料有哪些特性

1、力學特性

陶瓷材料是工程材料中剛度最好、硬度最高的材料,其硬度大多在1500HV以上。陶瓷的抗壓強度較高,但抗拉強度較低,塑性和韌性很差。

2、熱特性

陶瓷材料一般具有高的熔點(大多在2000℃以上),且在高溫下具有極好的化學穩(wěn)定性;陶瓷的導熱性低于金屬材料,陶瓷還是良好的隔熱材料。同時陶瓷的線膨脹系數(shù)比金屬低,當溫度發(fā)生變化時,陶瓷具有良好的尺寸穩(wěn)定性。

3、電特性

大多數(shù)陶瓷具有良好的電絕緣性,因此大量用于制作各種電壓(1kV~110kV)的絕緣器件。鐵電陶瓷(鈦酸鋇BaTiO3)具有較高的介電常數(shù),可用于制作電容器,鐵電陶瓷在外電場的作用下,還能改變形狀,將電能轉(zhuǎn)換為機械能(具有壓電材料的特性),可用作擴音機、電唱機、超聲波儀、聲納、醫(yī)療用聲譜儀等。少數(shù)陶瓷還具有半導體的特性,可作整流器。

4、化學特性

陶瓷材料在高溫下不易氧化,并對酸、堿、鹽具有良好的抗腐蝕能力。

5、光學特性

陶瓷材料還有獨特的光學性能,可用作固體激光器材料、光導纖維材料、光儲存器等,透明陶瓷可用于高壓鈉燈管等。磁性陶瓷(鐵氧體如:MgFe2O4、CuFe2O4、Fe3O4)在錄音磁帶、唱片、變壓器鐵芯、大型計算機記憶元件方面的應用有著廣泛的前途。

陶瓷材料的種類及作用

1、普通陶瓷材料

普通陶瓷材料采用天然原料組成,比如長石、粘土和石英,它們是典型的硅酸鹽材料,經(jīng)過燒結(jié)而成。普通的陶瓷材料來源豐富、成本低、工藝成熟,按性能特征和用途又可分為日用陶瓷、建筑陶瓷、化工陶瓷等。

2、特種陶瓷材料

這種材料主要是采用高純度人工合成的原料,用精密控制工藝成形燒結(jié)制成,具有某些特殊的性能,以適應各種需要,它的主要成分有氧化物陶瓷、氮化物陶瓷、金屬陶瓷等。根據(jù)用途不同,特種陶瓷材料可分為結(jié)構(gòu)陶瓷、功能陶瓷。

(1)結(jié)構(gòu)陶瓷

結(jié)構(gòu)陶瓷主要有氧化鋁陶瓷、氮化硅陶瓷、碳化硅陶瓷和六方氮化硼陶瓷四種。這種陶瓷主要用于制作結(jié)構(gòu)零件。機械工業(yè)中的一些密封件、軸承、刀具、球閥、缸套等都是頻繁經(jīng)受摩擦 而易磨損的零件,用金屬和合金制造有時也是使用不了多久就會損壞,而先進的結(jié)構(gòu)陶瓷零件就能經(jīng)受住這種“磨難”。

(2)功能陶瓷

功能陶瓷包括介電陶瓷、光學陶瓷、磁性陶瓷和半導體陶瓷。功能陶瓷是應用于電磁領(lǐng)域的陶瓷材料,如制作集成電路基板、太陽電池等。

3、納米陶瓷

目前先進的陶瓷無論選用的原料還是成材后的晶粒都屬于微米,因此也稱為微米陶瓷;當原料以及成材后的晶粒達到納米尺度時,將為陶瓷材料的制備科學、陶瓷學、陶瓷工藝帶來突變,從而開拓陶瓷材料更廣泛的用途。

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