陶瓷都有哪些主要分类呢?哪种陶瓷的韧性和抗压强度比较好呢?
按用途:日用陶瓷、建筑陶瓷、卫生陶瓷、工业陶瓷等;按成分:氧化物陶瓷、氮化物陶瓷、碳化物陶瓷、金属陶瓷等。特种陶瓷材料:结构陶瓷、工具陶瓷、功能陶瓷;具体:氧化铝陶瓷、氮化硅陶瓷、碳化硅陶瓷、六方氮化硼陶瓷;金刚石、硬质合金、立方氮化硼;介电陶瓷、光学陶瓷、磁性陶瓷、半导体陶瓷。陶瓷的韧度和抗压强度需要专业的设备进行检测,可以到科标检测这类的机构进行确认。
有。
因为现代科学,我们知道组成物体的晶体,如果排列不规则,就很容易碎。如果排列得有规则,那么物体性能优良、抗温抗压本领就强。普通的陶瓷容易碎,就是因为它里面的晶体排列得不规则。人们现在用一种新的技术,可以把陶瓷里面的晶体重新排列,让它们变得非常有规则,这样生产出来的新陶瓷可坚硬呢,甚至比钢铁还要坚硬。现在有这种陶瓷,硬度大,韧性足,不易碎。
不过,这种陶瓷超市买不到的。一是,因为这种陶瓷还没有广泛用于民间。多是用于军工和科研。二是,就算这种陶瓷制造工艺公开,也是不会被商家出售的。以前也出现过定制的耐用品,如手弹的被子、拇指袜子,结果消费者重够速度慢,商家没赚多少钱反而就开始亏损。所以现在都是快消品市场。这种陶瓷,我们高概率一辈子接触不到。
温度 密度
单斜(Monoclinic)氧化锆(m-ZrO2) <950℃ 5.65g/cc
四方(Tetragonal)氧化锆(t-ZrO2) 1200-2370℃ 6.10g/cc
立方(Cubic)氧化锆(c-ZrO2) >2370℃ 6.27g/cc
上述三种晶态具有不同的理化特性,在实际应用为获得所需要的晶形和使用性能,通常加入不同类型的稳定剂制成不同类型的氧化锆陶瓷,如部分稳定氧化锆(partially stabilized zirconia,PSZ),当稳定剂为CaO、 MgO、Y2O3时,分别表示为Ca-PSZ、 Mg-PSZ、 Y-PSZ等。由亚稳的t- ZrO2组成的四方氧化锆称之为四方氧化锆多晶体陶瓷(tetragonal zirconia polycrysta,TZP)。当加入的稳定剂是Y2O3 、CeO2,则分别表示为Y-TZP、Ce-TZP等。
氧化锆陶瓷应用:
在结构陶瓷方面,由于氧化锆陶瓷具有高韧性、高抗弯强度和高耐磨性,优异的隔热性能,热膨胀系数接近于钢等优点,因此被广泛应用于结构陶瓷领域。主要有:Y-TZP磨球、分散和研磨介质、喷嘴、球阀球座、氧化锆模具、微型风扇轴心、光纤插针、光纤套筒、拉丝模和切割工具、耐磨刀具、服装纽扣、表壳及表带、手链及吊坠、滚珠轴承、高尔夫球的轻型击球棒及其它室温耐磨零器件等。
在功能陶瓷方面,其优异的耐高温性能作为感应加热管、耐火材料、发热元件使用。氧化锆陶瓷具有敏感的电性能参数,主要应用于氧传感器、固体氧化物燃料电池(Solid Oxide Fuel Cell, SOFC)和高温发热体等领域。ZrO2具有较高的折射率(N-21^22),在超细的氧化锆粉末中添加一定的着色元素(V2O5, MoO3, Fe2O3等),可将它制成多彩的半透明多晶ZrO2材料,像天然宝石一样闪烁着绚丽多彩的光芒,可制成各种装饰品。另外,氧化锆在热障涂层、催化剂载体、医疗、保健、耐火材料、纺织等领域正得到广泛应用。
优势:氧化锆陶瓷较金属,它的硬度很高,耐磨,耐腐蚀,也比金属耐高温,其高温性能是金属无法比拟的,至于用途主要看需求。
氧化锆陶瓷必将取代传统金属成为各大行业新宠,高性能决定了这点。据国家部门预测氧化锆将来的市场是万亿级别,前景广阔,目前已有大批行业都采用氧化锆作为第一材质。
陶瓷材料在通常情况下呈脆性,然而由纳米超微颗粒压制成的纳米陶瓷材料却具有良好的韧性。因为纳米材料具有大的界面,界面的原子排列是相当混乱的,原子在外力变形的条件下很容易迁移,因此纳米陶瓷材料能表现出甚佳的韧性与一定的延展性,使陶瓷材料具有新奇的力学性质。
单说陶瓷耐用,有韧性的陶瓷肯定耐用,目前常用的就是氧化锆陶瓷了,由于氧化锆陶瓷具有高韧性、高抗弯强度和高耐磨性,优异的隔热性能,热膨胀系数接近于钢等优点,因此被广泛应用于结构陶瓷领域。主要有:Y-TZP磨球、分散和研磨介质、喷嘴、球阀球座、氧化锆模具、微型风扇轴心、光纤插针、光纤套筒、拉丝模和切割工具、耐磨刀具、表壳及表带、高尔夫球的轻型击球棒及其它室温耐磨零器件等。
日用方面有陶瓷刀,陶瓷剪刀
普通的陶瓷制品往往有许多细微裂纹,当受到外力作用时,细微裂纹会不断扩展,并汇集成粗大裂纹,最后碎裂。针对陶瓷的这一弊端,科学家们研究出了防止细微裂纹扩展的有效方法,制成了难以打碎的“韧性”陶瓷。
大家都知道天然氧化铝是刚玉,莫式硬度为9,立方氧化锆的莫式硬度为8.5,但是从工业耐磨陶瓷防磨使用的角度来看,并非硬度越高越好,还要看陶瓷韧性,硬度和韧性都要高,才能说是最好的耐磨陶瓷。并不是说氧化锆陶瓷就不如氧化铝陶瓷,氧化锆陶瓷在高温下的晶格相非常稳定,还原到常温下氧化锆陶瓷晶格就受损。因此常温下就纯氧化铝和纯氧化锆来说氧化铝的硬度更高,理论也就更耐磨。但是氧化铝耐磨陶瓷是混合体,它是经过人工配料然后干压成型、烧结1680℃而成的,并非纯纯的刚玉。因此要看陶瓷的氧化铝含量,有的厂家有85%氧化铝陶瓷,92%氧化铝陶瓷,95%氧化铝陶瓷,99%氧化铝陶瓷等多种陶瓷,精城耐磨陶瓷在这个耐磨陶瓷行业研究很深很专业,精城生产的耐磨陶瓷洛氏硬度为HRA82-90,断裂韧性KIC≥7.5Mpa.m1/2,硬度仅次于金刚石。
增韧氧化铝陶瓷是在氧化铝的基础上增加一定的氧化锆陶瓷配料,耐磨性和韧性介于氧化铝陶瓷和氧化锆陶瓷之间,因为氧化锆陶瓷的价格较高,使用者一次性投入比较大,生产使用最多的厂家主要是欧美企业和澳大利亚必和必拓等大集团。
而氧化锆陶瓷在高温下的晶格稳定,一到常温下晶格相就受损,所以94.4%的氧化锆在常温下达到稳定状态必须添加5.6%稳定剂(稀土等),粉末干压成型,烧结1560℃而成,硬度和韧性就会超过99%氧化铝陶瓷,它的耐磨性和抗冲击性就超过了99%氧化铝陶瓷。如果不添加稳定剂,陶瓷就容易开裂,所以氧化锆球作为研磨材料,是因为它具备硬度和韧性都很大的。
所以精城特瓷的耐磨陶瓷的特点突出,如下:
1.硬度高,耐磨性能优异
氧化铝陶瓷采用95%AL2O3添加多种耐磨材料的独特配方,氧化铝95%、 Cr2O31.5%、TiO20.3%、 SiO21.8%、 Fe2O30.2%、 Na2O0.2%、稀土1%。100吨干压成型,具有密度大、韧性高、耐磨损等特点。经中科院上海硅酸盐研究所检测,精城特瓷生产的耐磨陶瓷的耐磨性相当于锰钢的266倍,高铬铸铁的171.5倍。
2.韧性强(抗冲击性能优异)
一般公司达不到,精城特瓷生产的耐磨陶瓷在配方中引入了与Al2O3晶格很相近的Cr2O3和TiO2,同时添加了从日本东芝公司引进的ZnO晶须,在烧结过程中与Al2O3形成固熔体,起到细化晶粒,促进烧结和提高断裂韧性的作用,氧化铝断裂韧性达到KIC≥4.8Mpa.m1/2,氧化锆陶瓷的断裂韧性KIC≥7.5Mpa.m1/2,同时,陶瓷下面增加橡胶层弹性好,对大块物料的冲击具有良好的缓冲能力。
3.值得一提的是:
如果在离心作用力下工作的研磨介质材料最好选用氧化锆,其单斜晶型密度为5.85。而氧化铝的密度只有3.9-4.0。因此选氧化锆做研磨介质会产生更大的剪切力,提高研磨效率。
如果做为研磨罐,或轴承等部件的材料,则选择硬度更高的高纯氧化铝陶瓷效果会更好。如果需要的话,可以登录精/城/特/瓷网站查询电话找/魏/经/理。
氧化铝耐磨陶瓷复合衬板执行的标准的GB/T27979-2011,图书书名:GB/T27979-2011氧化铝耐磨陶瓷复合衬板 出 版 社:中国标准出版社 标准号:GB/T27979-2011 书本开数:16开。可以到书店购买。
韧性陶瓷,经过特殊工艺处理制成的韧性陶瓷,除了可以去掉普通陶瓷的脆性之外,还具有强度大、硬度高、不怕化学腐蚀等优点。因此,应用范围更加广泛。韧性陶瓷可以用来制作切菜刀、剪刀、螺丝刀、榔头、锯、斧头等日用工具,坚硬程度不亚于钢铁制品,而且不会带铁锈味和磁性,更适宜切各种生吃食物和熟食。采用韧性陶瓷制造的发动机体积小、重量轻、热效率高,用同样的燃料可以使汽车多跑30%的路程,是一种有效的节能型发动机。
经过特殊处理的韧性陶瓷,还有强度大、硬度高、不怕化学腐蚀等优点。如果用它来做菜刀、剪刀、锯、斧头等日用工具,其坚硬程度可与钢铁制品相媲美,而且不会生锈,更适合切生吃食物和熟食。另外,韧性陶瓷还可以用于制造防弹盔甲、人造骨骼、人造关节和手表外壳等。