什么是工程陶瓷

强度高

工程陶瓷几乎具备了现代陶瓷家族中的一切长处，它们的强度都很高，特别是热压氮化硅，室温抗弯强度一般都在8000～10000公斤/厘米2的范围内。如果添加入量氧化钇和氧化铝的热压氮化硅，室温抗弯强度竟可达15000公斤/厘米2，使陶瓷材料的强度越过了一万公斤的大关，这在陶瓷材料中可以说是名列前茅了。它的硬度也很高，是世界上最坚硬的物质之一。它极耐高温，受热后不熔融成液体，而一直到1900℃方才分解为硅和氮。同时，耐冷热急变的能力也很好，把它们从室温突然加热到千度以上的高温，再突然扔到水里也不决不会开裂，为此，最适宜用来制造高温燃气轮机的叶片，高温坩埚等。由于它硬度很高，用它做成切削金属的刀具，即使在快速摩擦而产生高热的情况下也不会软化、氧化，因此很适用于高速切削和切削诸如炮筒、刹车筒之类的硬质钢件。它能做金属不能胜任的事，用氮化硅陶瓷制作燃气轮机涡轮叶片有广泛的用途。因为燃气轮机是一种先进的动力机械，喷气式飞机、火力发电站、机车和载重汽车等都要用到它。

耐磨耐腐蚀

工程陶瓷又有极其优良的耐磨性和耐化学腐蚀的本领，是制造各种易腐蚀部件的好材料。它能耐几乎所有的无机酸(氢氟酸除外)和30%以下的烧碱溶液。它也能耐很多有机物质的侵蚀。它还可以耐很多熔融的有色金属的侵蚀，特别是铝液。铝液对氮化硅是不润湿的，所以用它做成接触铝液的结构部件不会有玷污之虞。

绝缘

氮化硅陶瓷还是一种很好的电绝缘材料，它的电绝缘性能可以和氧化铝陶瓷相比。它还有透微波的性能，可以用作雷达天线罩。它的介电性能随温度的变化甚小，在高温下至少可用到550℃。它的抗热震性能在各类陶瓷中是比较优越的，这使它有可能在六个马赫(即六倍于音速)，甚至于可在七个马赫的飞行速度下使用。

全能

工程陶瓷及其衍生物陶瓷本领高强，素被誉为“陶瓷之王”的氧化铝陶瓷也不及它，难怪人们赞美工程陶瓷(氮化硅陶瓷)为陶瓷家族中的“全能冠军”。

离子碳化物不能用作工程陶瓷是因为难以加工。目前，陶瓷材料的加工方法主要有机械切削、超声加工、激光加工、电火花线切割及高压水射流切割，这些方法的共同问题是加工效率较低。另外，超声波加工适于硬脆材料加工，不适合加工高韧性工程陶瓷。激光加工深度较小，设备投资昂贵。电火花线切割加工精度较高，但只能加工电导率较高的陶瓷。高压水射流加工的主要问题是设备，投资大，特别在超高压软管制造以及超高压密封技术方面，尚有许多工作要做，限制了其应用灵活性。

工程陶瓷有称为特种陶瓷

特种陶瓷，是指具有特殊力学、物理或化学性能的陶瓷，应用于各种现代工业和尖端科学技术，所用的原料和所需的生产工艺技术已与普通陶瓷有较大的不同和发展，有的国家称之为“精密陶瓷“，最近我国材料专家一致认为其称作“先进陶瓷”较好。特种陶瓷可根据其性能特点及用途的不同，可细分为结构陶瓷、功能陶瓷和工具陶瓷。

特种陶瓷，又称精细陶瓷，按其应用功能分类，大体可分为高强度、耐高温和复合结构陶瓷及电工电子功能陶瓷两大类。在陶瓷坯料中加入特别配方的无机材料，经过1360度左右高温烧结成型，从而获得稳定可靠的防静电性能，成为一种新型特种陶瓷，通常具有一种或多种功能，如：电、磁、光、热、声、化学、生物等功能；以及耦合功能，如压电、热电、电光、声光、磁光等功能。

特种陶瓷不同的化学组成和组织结构决定了它不同的特殊性质和功能，如高强度、高硬度、高韧性、耐腐蚀、导电、绝缘、磁性、透光、半导体以及压电、光电、电光、声光、磁光等。由于性能特殊，这类陶瓷可作为工程结构材料和功能材料应用于机械、电子、化工、冶炼、能源、医学、激光、核反应、宇航等方面。一些经济发达国家，特别是日本、美国和西欧国家，为了加速新技术革命，为新型产业的发展奠定物质基础，投入大量人力、物力和财力研究开发特种陶瓷，因此特种陶瓷的发展十分迅速，在技术上也有很大突破。特种陶瓷在现代工业技术，特别是在高技术、新技术领域中的地位日趋重要。本世纪初特种陶瓷的国际市场规模预计将达到500亿美元，因此许多科学家预言：特种陶瓷在二十一世纪的科学技术发展中，必定会占据十分重要的地位。

1、陶瓷是陶器与瓷器的统称。传统陶瓷又称普通陶瓷，是以粘土等天然硅酸盐为主要原料烧成的制品，现代陶瓷又称新型陶瓷、精细陶瓷或特种陶瓷。常用非硅酸盐类化工原料或人工合成原料，如氧化物（氧化铝、氧化锆、氧化钛等）和非氧化物（氮化硅、碳化硼等）制造。陶瓷具有优异的绝缘、耐腐蚀、耐高温、硬度高、密度低、耐辐射等诸多优点，已在国民经济各领域得到广泛应用。传统陶瓷制品包括日用陶瓷、建筑卫生陶瓷、工业美术陶瓷、化工陶瓷、电气陶瓷等，种类繁多，性能各异。随着高新技术工业的兴起，各种新型特种陶瓷也获得较大发展，陶瓷已日趋成为卓越的结构材料和功能材料。它们具有比传统陶瓷更高的耐温性能，力学性能，特殊的电性能和优异的耐化学性能。

2、说到陶瓷材料，难免将陶与瓷分开来谈，我们经常说的陶瓷，是指陶器和瓷器两个种类的合称。在创作领域中，陶与瓷都是陶瓷艺术中不可或缺的重要组成部分，但是陶与瓷却有着质的不同。

3、陶，是以粘性较高、可塑性较强的粘土为主要原料制成的，不透明、有细微气孔和微弱的吸水性，击之声浊。瓷是以粘土、长石和石英制成，半透明，不吸水、抗腐蚀，胎质坚硬紧密，叩之声脆。陶瓷材料目前尚无统一的分类方法，通常把陶瓷材料分为玻璃、玻璃陶瓷和工程陶瓷3类。其中工程陶瓷又分为普通陶瓷和特种陶瓷两大类。其中普通陶瓷又称传统陶瓷，特种陶瓷又称现代陶瓷。陶瓷材料是用天然或合成化合物经过成形和高温烧结制成的一类无机非金属材料。具有高熔点、高硬度、高耐磨性、耐氧化等优点。可用作结构材料、刀具材料和模具材料，由于陶瓷还具有某些特殊的性能，又可作为功能材料。

常用摩擦副材料有哪些？

主要有以下4种。

（1）硬质合金。硬质合金有很多优异的性能，如高硬度、耐磨性、耐高温、线胀系数小、摩擦系数低、组对性能好等优点。 硬质合金（简称WC）是含有钴、铬和钛一类的合金，其中钴是一种粘合剂，钴的含量越高，材料的强度就越低。钨钴合金是以碳化钨为主体，它是用粉末冶金方法压制烧结而成的，其耐磨性能比较好，是钢的15～20倍，导热率比钢高1～2倍，是机械密封不可缺少的材料。 常用的有牌号YG-6，硬度（HRA）在89.5；牌号YG-8，硬度（HRA）在89；牌号YG-15，硬度（HRA）在87。

（2）合金钢、高硅铁。合金钢加工制造比较容易，经过热处理后，硬度和耐磨性大大增高，成本比较低。常用的材料有3Gr13、4Gr13、9Gr18。 高硅铁是一种优良的耐酸材料。对硫酸、硝酸、有机酸等介质有良好的耐腐蚀性，但不耐强碱、盐酸，硬度（HRC）为45～50。

（3）SiC碳化硅材料。它具有减摩性能好、摩擦系数小、硬度高等优点，一般与硬质合金组对。

（4）工程陶瓷。工程陶瓷具有极好的化学稳定性，硬度高，耐磨损，是耐腐蚀机械密封理想的摩擦副组对材料。但工程陶瓷的缺点是抗冲击韧性低、脆性大。机械密封用陶瓷有：氧化铝陶瓷（Al 2 O 3 ），硬度（HRA）为85～90；氮化硅陶瓷（Si 3 N 4）；氧化铝基金属陶瓷；铬刚玉陶瓷；氮化硅氧化铝陶瓷，硬度为85～90；碳化硼陶瓷；碳化硅陶瓷等。 氧化铝陶瓷的强度受其密度、微观结构的影响，早在20世纪60年代，它就已用作摩擦副组对材料。由于它耐热冲击性能差，只用于普通型机械密封，使用范围在逐年减少。张家港市海渤密封件有限公司专业制造销售各种机械密封 我们优异的品质 合理的价格 竭诚为您服务

陶瓷、金属、高分子材料并列为当代三大固体材料

之间的主要区别在于化学键不同。

金属：金属键

高分子：共价键（主价键）+范德瓦尔键（次价键）

陶瓷：离子键和共价键。

普通陶瓷，天然粘土为原料，混料成形，烧结而成。

工程陶瓷：高纯、超细的人工合成材料，精确控制化学组成。

工程陶瓷的性能：

耐热、耐磨、耐腐蚀、绝缘、抗蠕变性能好。

硬度高，弹性模量高，塑性韧性差，强度可靠性差。

常用的工程陶瓷材料有氮化硅、碳化硅、氧化铝、氧化锆、氮化硼等。

这个话题很有意义。

个人认为陶瓷做筷子主要考虑的应该是成本的问题。

去年去景德镇出差的一个同事送了我一双陶瓷的筷子。重量在100G左右；比普通的筷子短5-6工分；上面饰有绿叶陪衬的大花；后有空可以悬挂；筷子的前端、后端均有防滑设计，用起来很方便且不沾油。筷子对筷子敲击发出的声音清脆。

见下图：

1、试验方法

离散磨料研磨在行星式双面研磨机 上进行 。上、下研磨盘材质有铸铁、紫铜、锡铅台金、起绒皮革等。为了提高研磨效率，在金属研磨盘上加工出螺纹或矩形沟槽。其运动速度可变频无级调速，通过控制减压闶的气压来调节气缸输出力( 即研磨压力 ) 的大小。所用的金刚石磨料有W28、W14、W7、W3、WI 微粉。固结磨料研磨是在改进的单面研磨机上进行。工件用天蜡粘在磨盘表面，研磨片用粘结剂粘在可绕自身轴线转动的行星轮上， 通过控制气缸压 力来调节研磨压力。磨盘的转速可变频无级调速，金刚石研磨片的粒度有：W28、W14、W7、W3、Wl ，结合剂有青铜结台卉、树脂结合剂、浓度有：7 5 %、 1 0 0%、1 5 0%。在研磨前后， 用超声波清洗机清洗工件。在精天平上称出研磨前后的重量、用精密测微仪测量件和研磨片的厚度尺寸变化。 测量研磨前后的工表面租髓度( J I I )，统计研磨中的不良品率。

2、试验结果机理分析

磨削比( G ) 、研磨量( O ) 影响越大，研磨后工件表面粗糙度值越大， 磨料滚动嵌工件并切削的能力越强。研磨量也越大，而过细的颗粒在研磨中不起作用。放在研磨中( 尤其在精研磨中) 选用的金刚石散粉三维尺寸要尽量均匀本试验中选用的是杜邦公司生产的聚晶金刚石粉， 聚晶金刚石粉比单晶金刚石微粉更接近于球形， 研磨效果较好。对固结磨料研磨还能看出：粗糙度的改善是以降低研磨片的磨削比为代价， 而且磨削比降低的幅度要比表面粗糙度改善的幅度大得多。因此，在表面糙度能满足的前提下，尽可能选用粗的微粉或采取先粗研磨后精研磨，以解决磨料消耗和工件最终表面质量的矛盾。