先进陶瓷是怎样分类的?
尽管先进陶瓷有许多种,甚至难以统计,但材料学家还是按其功能和用途,大致将它们分成三类。
第一类叫电子陶瓷。电子陶瓷是指用来生产电子元器件和电子系统结构零部件的功能性陶瓷。电子陶瓷主要包括电介质陶瓷、电光陶瓷、半导体陶瓷、铁电陶瓷、压电陶瓷、磁性陶瓷等。这些陶瓷除了具有高硬度等力学性能外,对周围环境的变化能“无动于衷”,即具有极好的稳定性,这对电子元件是很重要的性能,另外就是能耐高温。
第二类先进陶瓷是结构陶瓷,它是用于作结构零件的。机械工业中的一些密封件、轴承、刀具、球阀、缸套等,都是频繁经受摩擦而易磨损的零件,用金属和合金制造有时也使用不了多久就会损坏,这时,先进的结构陶瓷零件就能经受住这种“磨难”。因为它天生硬质,就是不怕磨。另外还有在高温下工作的结构零件,用一般金属和合金甚至耐热合金也“忍受”不了。如洲际导弹的端头,回收人造地球卫星的前缘,火箭尾喷管的内衬和航天飞机的外蒙皮等,在和空气摩擦时能产生几千度的高温,在这些地方,先进的结构陶瓷具有“非它莫属”的地位。
先进高温结构陶瓷按化学成分可分为:碳化硅陶瓷、碳陶瓷;氮化硅陶瓷、氮化硼陶瓷、氮化铝陶瓷;氧化锆陶瓷、氧化铝陶瓷、氧化镁陶瓷、氧化钙陶瓷及增韧氧化物陶瓷。
第三类先进陶瓷是生物陶瓷,它是用于制造人体骨骼-肌肉系统、用于修复或替换人体器官或组织的一种陶瓷材料。因为它关系到人的健康和生命,属于“人命关天”的材料,所以性能特别,首先是它必须和人体组织有相容性,即用生物陶瓷制成的人体代用“零件”,在植入体内后,绝不能引起人体组织的发炎和不适应。
生物陶瓷是使人延年益寿的材料,人体到了一定年龄,各种“零件”会老化甚至坏死。这时,只要把有病变的器官或组织去掉,用生物陶瓷器件取代,人又能恢复健康。例如人的牙齿和骨骼是经常受损的“零部件”。这时要恢复牙齿和骨骼的功能,往往要借助生物陶瓷的功能。据美国统计,有两千万人无牙或缺齿,其中至少有20%是满口假牙,这些假牙就是生物陶瓷制造的。
现在陶瓷散热片最常用的是氧化铝 Al2O3.不过是α型的氧化铝,俗称刚玉。其他晶型的氧化铝不行。
还有氮化铝 AlN
然后绝缘用的也是α氧化铝 。
然后就是磁性材料了。永磁现在都用铷铁棚
软磁有锰锌铁氧体和镍锌铁氧体,不过由于镍的价格高,所以锰锌铁氧体产量比较大。
详细介绍请见:
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电子碗指电子陶瓷,是在电子工业中能够利用电、磁性质的陶瓷。
电子陶瓷是通过对表面、晶界和尺寸结构的精密控制而最终获得具有新功能的陶瓷。在能源、家用电器、汽车等方面可以广泛应用。
电子陶瓷材料的发展,同物理化学、应用物理学、硅酸盐物理化学、固体物理学、光学、电学、声学、无线电电子学等的发展密切相关,它们相互促进,从而在电子技术的飞跃发展中,使电子陶瓷也相应地取得了很大进展。
电绝缘陶瓷的应用前景
电绝缘陶瓷因具备导热性良好、电导率低、介电常数小、介电损耗低、机械强度高、化学稳定性好等特性,被广泛应用于金属熔液的浴槽、熔融盐类容器、封装材料、集成电路基板、电解槽衬里、金属基复合材料增强体、主动装甲材料、散热片以及高温炉的发热件中。
在电子、电力工业中,绝缘陶瓷比如电力设备的绝缘子、绝缘衬套、电阻基体、线圈框架、电子管功率管的管座及集成电路基片等主要是用于电器件的安装、保护、支撑、绝缘、连接和隔离。
陶瓷电阻,这种电阻在中、高频电路,大电流脉冲电路,高电能吸收电路,间歇供电电路中应用有着独特的优越性,其特点:
1、无电感:电阻体是活性材枓,体导电,电感很小,仅为几微亨,是其它种类无感电阻电感量的几十分之一。
2、耐大电流冲击:电阻体热容大,与其它种类的电阻相比,同样的温升可吸收更多的电能。
3、功率及阻值范围广: 根据使用和安装的不同需求,通过集成装配可达到各种功率和阻值,最大功率可达几十千瓦。
4、产品造型多样,适用性强,设计灵活:除了长方板形、饼形等种类外,还可按用户的要求设计制造,为用户提供适用性更强的配套产品。
金属陶瓷广泛地应用于火箭、导弹、超音速飞机的外壳、燃烧室的火焰喷口等地方
陶瓷材料分为普通材料和特种材料。根据用途不同,特种陶瓷材料可分为结构陶瓷、工具陶瓷、功能陶瓷。常用功能陶瓷有介电陶瓷、光学陶瓷、磁性陶瓷、半导体陶瓷。此外其他的品种还有精细陶瓷、结构陶瓷、电子陶瓷、生物陶瓷。
根据其元素组成的不同可以分为:氧化物陶瓷、氮化物陶瓷、碳化物陶瓷、硅化物陶瓷和硼化物陶瓷。此外,近年来玻璃陶瓷作为结构材料也得到了广泛的应用。
2氧化物陶瓷
氧化物陶瓷材料的原子结合以离子键为主,存在部分共价键,因此具有许多优良的性能。大部分氧化物具有很高的熔点,良好的电绝缘性能,特别是具有优异的化学稳定性和抗氧化性,在上程领域已得到了较广泛的应用。
1、紫砂陶器
紫砂陶器源于宋,盛于明,是江苏宜兴鼎山的特产。它选用当地含铁量高的甲泥中的紫砂泥。有紫色泥、绿色泥、黄色泥等特殊陶土制成的无釉陶器,产品呈赤褐、淡黄、绿、紫、黑等色。由于紫砂泥具有质地细腻,可塑性强,结合力高,缩性小(约<2%)、变形小的优点。
2、精陶
陶器按其胎体的质量分为粗陶器和精陶器。精陶器做工精致,造型规整,胎体较薄,釉面洁白晶莹润泽,装饰花纹雅致。其坯胎结构、性质与粗陶大致相同,气孔率大,吸水率10%~l5%。
3、骨灰瓷
“骨灰瓷"介于硬质瓷和软质瓷之间而偏软质瓷。造型圆润,坯 胎晶莹透亮,适宜制作茶具、咖啡具等高档日用细瓷和工艺美术陈设瓷。它多用釉中彩装饰。装饰釉上彩,由于釉的烧成温度低,花纹能熔入釉中,也有极好的效果。
4、长石质瓷
“长石质瓷"是目前国内外日用瓷所普遍采用的瓷器,它是由长石、石英、高岭土等原料按一定比例配方制作而成,其中长石起熔剂作用。烧成温度一般为1250~1350℃,有些瓷厂已达1400℃烧成。
5、滑石瓷
“滑石瓷"是以滑石为主要原料的镁质瓷,用于日用陶瓷还是近几十年来研究成功的产品。瓷中加入滑石可提高透明度、白度和致密度。因此,日用滑石瓷在白度、色调、吸水率(0.5%)、机械强度、热稳定性等方面均已达到或超过一般日用细瓷水平。