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陶瓷种类有哪些及特点(陶瓷材料的性能特点有哪些)
日期: 2022-11-09
浏览次数: 689

陶瓷材料是指用天然或合成化合物经过成型和高温烧结制成的一类无机非金属材料。它具有高熔点、高硬度、高耐磨损,耐腐蚀等优点。可用作结构材料、刀具材料。

性 能

力学特性

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1100HV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。

热特性

陶瓷材料一般具有高的熔点(大多在1500℃以上),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,陶瓷还是良好的耐高温材料。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。

电特性

大多数陶瓷具有良好的电绝缘性,因此大量用于制作各种电压(1kV~110kV)的绝缘器件。铁电陶瓷(钛酸钡BaTiO3)具有较高的介电常数,可用于制作电容器,铁电陶瓷在外电场的作用下,还能改变形状,将电能转换为机械能(具有压电材料的特性),可用作扩音机、电唱机、超声波仪、声纳、医疗用声谱仪等。少数陶瓷还具有半导体的特性,可作整流器。

化学特性

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。

光学特性

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(铁氧体如:MgFe2O4、CuFe2O4、Fe3O4)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。

1. 氧化铝——高性价比(陶器)

陶是一种多孔而不透明的陶瓷品种。与玻化半透明瓷器不同,它需要上釉来防水以盛放液体。尽管它不是特别坚硬,密度不如瓷和瓷土,而且更容易碎裂,陶土所具有的优点就是,它在低温炙烧中不易变形,在生产加工中稳定性高。

材料特性:一般烧结温度低于1200摄氏度;烘烧过程中比瓷器变形小;加工工艺多种多样;成本低;比瓷器易碎。

典型用途:材料适用范围广,从大型卫具到杯碟产品。


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2. 氧化锆——耐磨损

氧化锆是另外一种高性能陶瓷原料。氧化锆的使用范围之所以超过氧化铝,是因为它坚韧的特性使其更易抵抗破裂,氧化锆的颗粒较细小,这样使得由它制成的产品表面更为圆润,也使其适用于制作刀具、活塞、轴承产品,甚至是华丽的首饰制品。

超精细氧化锆或碳化钛粉可用于手表的生产。这些粉末在压制成型后,再在1450摄氏度的温度进行烧结,再用钻石沙抛光使其表面更为光亮、更具金属感。

材料特性:极佳的强度及断裂韧性;超硬,超耐磨性;化学稳定性极佳;耐高温;致密;低导热性(是氧化铝的20%)

典型用途: 这些先进陶瓷材料被用于手表之后,它的表面光滑型和所具有的坚韧性,使得氧化锆成了制作切割道具及厨房刀具完美的陶瓷原材料。

3. 氮化硅——超强耐压

氮化硅是世界上最硬的三种材料之一。它的硬度仅次于金刚石和立方氮化硼。氮化硅于60年代被一群工程师在寻找能经受喷气发动机内部恶劣运行环境的材料时发现。

陶瓷非常坚硬,具有极佳的耐磨损耗性能和压缩性能,而氮化硅则是陶瓷中最具这种特性的材料之一,它呈深灰色或黑色,抛光后具有镜面般光洁的表面。50年代的科幻小说作家曾经幻想过由氮化硅制成可以飞的杯子。

材料特性:摩擦力比钢低80%;比钢坚硬3倍;比钢轻60%;运转时温度比钢低。

典型用途: 常用于航天飞机的主引擎、军用导弹、陀螺仪。氮化硅的超硬度使其成为诸如海洋的鱼卷轴、自行车赛车、滑冰鞋、溜冰板等产品中轴承的主要材料。

4. 石英材料

石英是一种万能的材料,它在光学上的应用有压电体和手表,石英还具有极佳的物理性能和装饰性。最为世界上资源最丰富的矿物之 一,良好的硬度和美观性使其成为制作工作台面的材料,这是它的 主要用途之一。

材料特性:硬度极高;色彩一致性好;无孔;耐久性能极佳;耐热;耐污

典型用途:大量应用于商用及家用产品的外观材料。在商业应用领域中,包括墙壁夹层、工作台表面、前台桌、酒吧料理台、实验台、厨房料理台及冲淋围屏。

5. 氮化硼

氮化硼虽然在化妆品中的用量不多,通常在化妆品中只添加了3%到10%的硼,但这些成分能较好地附着在皮肤上,让肌肤看起来显得更为娇嫩、润滑。

各种不同等级的氮化硼被应用于大量迥然不同的产品当中。和金刚石、氮化硅一样,立方氮化硼晶体也是世界上最坚硬的材料之一,是制作切割工具的极佳材料。

氮化硼分为两类型:一类是同石墨类似的具有耐高温特性的六方氮化硼,以其光滑、柔细的特性为人所知;另一类是立方氮化硼,它则具有极佳的硬度,通常被用于切割、研磨及钻孔。

材料特性:丝般光滑;极佳的附着性;有各种级别产品,可广泛应用于大量产品;不可转化性;良好的润滑性;化学性质不活泼;无毒

典型用途: 高纯度的氮化硼粉末可用于如粉底霜、口红、眉笔等化妆品中。它良好的润滑特性使其在很多的原料及工业生产加工中将摩擦减到最小。


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