陶瓷與金屬材料、高分子材料是當(dāng)今社會(huì)應(yīng)用最廣泛的三大材料。陶瓷制品分為普通陶瓷與先進(jìn)陶瓷兩大類，先進(jìn)陶瓷按其特性和用途可分為結(jié)構(gòu)陶瓷與功能陶瓷。其中，結(jié)構(gòu)陶瓷主要是基于其力學(xué)性能和耐高溫、耐腐蝕、耐磨損性能等而應(yīng)用的陶瓷材料;功能陶瓷主要是基于其電、熱、聲、光、磁等特性而應(yīng)用的陶瓷材料。

　　新型陶瓷之所以能得到快速發(fā)展, 歸納起來有以下幾方面原因：

　?、倬哂袃?yōu)良的物理力學(xué)性能、高強(qiáng)、高硬、耐磨、耐腐蝕、耐高溫、抗熱震而且在熱、光、聲、電、磁、化學(xué)、生物等方面具有卓越的功能，能滿足現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)和經(jīng)濟(jì)建設(shè)的需要。

　?、诋a(chǎn)品附加值相當(dāng)高，應(yīng)用十分廣泛，幾乎滲透到各行各業(yè)且未來市場持續(xù)擴(kuò)展。

　?、燮湓先∮诘V土或經(jīng)合成而得，蘊(yùn)藏量十分豐富。

　　新型陶瓷材料的應(yīng)用

　　由于先進(jìn)陶瓷特定的精細(xì)結(jié)構(gòu)和其高強(qiáng)、高硬、耐磨、耐腐蝕、耐高溫、導(dǎo)電、絕緣、磁性、透光、半導(dǎo)體以及壓電、聲光、超導(dǎo)、生物相容等一系列優(yōu)良性能，被廣泛應(yīng)用于國防、化工、冶金、電子、機(jī)械、航空航天、生物醫(yī)學(xué)等國民經(jīng)濟(jì)的各個(gè)領(lǐng)域。

　　01、電子工業(yè)領(lǐng)域

　　電子工業(yè)是先進(jìn)陶瓷產(chǎn)業(yè)最大的終端應(yīng)用市場。電子陶瓷是指在電子設(shè)備中作為安裝、固定、支撐、保護(hù)、絕緣、隔離及連接各種無線電元器件的陶瓷材料。目前電子陶瓷材料元器件主要包括：光纖陶瓷插芯、陶瓷封裝基座、陶瓷基片、陶瓷基體、接線端子、片式多層陶瓷電容器等，主要材質(zhì)有氧化物、氮化物、碳化物以及硼化物等?，F(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的高速發(fā)展對(duì)電子陶瓷材料提出了更加嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)，也為這一領(lǐng)域的研究和發(fā)展創(chuàng)造了新的機(jī)會(huì)。

　　02、汽車工業(yè)領(lǐng)域

　　隨著科學(xué)技術(shù)飛速發(fā)展，更多特種陶瓷、智能陶瓷制品被應(yīng)用到汽車上，給汽車零部件加工制造帶來了一場新的革命。目前應(yīng)用于汽車上的陶瓷材料主要有：氧化硅陶瓷、碳化硅陶瓷、氮化硅陶瓷、氧化鋁陶瓷，未來還將會(huì)有氧化鋰等更多的新型特種陶瓷材料應(yīng)用到汽車制造中。

　　目前，汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的主要零部件，如活塞、氣缸蓋、氣門、排氣管、渦輪煙壓器、氧傳感器及火花塞等都用先進(jìn)的陶瓷材料來制造，并研制出了無水冷的絕熱陶瓷發(fā)動(dòng)機(jī)。

　　汽車用傳感器要求能長久適用于特有的惡劣環(huán)境（高溫、低溫、振動(dòng)、加速、潮濕、廢氣），并應(yīng)當(dāng)具有小型輕量、重復(fù)使用性好、輸出范圍廣等特點(diǎn)。陶瓷耐熱、耐蝕、耐磨及其潛在的優(yōu)良電磁、光學(xué)機(jī)能，制成的傳感器完全能夠滿足上述要求。

　　另外，在碳纖維制動(dòng)器的基礎(chǔ)上制造而成陶瓷制動(dòng)器，其碳硅化合物表面的硬度接近鉆石，碟片內(nèi)的碳纖維結(jié)構(gòu)使它堅(jiān)固耐沖擊、耐腐蝕，讓碟片極為耐磨。綜合利用敏感陶瓷正壓電效應(yīng)、逆壓電效應(yīng)和電致伸縮效應(yīng)研制成功的智能減振器，由于采用高靈敏度陶瓷元件，從而具有識(shí)別路面且能做自我調(diào)節(jié)的功能，可以將轎車因粗糙路面引起的振動(dòng)降到最低限度。

　　03、航空航天領(lǐng)域

　　航天航空領(lǐng)域用材料大多在超高溫、強(qiáng)輻照等極端苛刻環(huán)境中使用，要求材料具有高比強(qiáng)、高比模、耐高溫、抗燒蝕等特性。雖然航天航空領(lǐng)域的市場規(guī)模有限，但其對(duì)材料性能的高要求有力推動(dòng)了工程陶瓷研制水平的提高和技術(shù)進(jìn)步。

　　陶瓷材料在航空航天領(lǐng)域的應(yīng)用主要有：

　　1、陶瓷基復(fù)合材料用于航天器外殼。碳纖維或碳化硅等陶瓷纖維增強(qiáng)陶瓷基復(fù)合材料已成為制造航天器外殼和火箭噴嘴等不可或缺的材料。

　　2、HfB2、ZrB2、ZrC等用于超高溫陶瓷涂層。隨著超高聲速飛行器的發(fā)展，對(duì)其表面抗燒蝕和抗大氣沖刷的要求也越來越高，HfB2、ZrB2、ZrC等超高溫陶瓷作為高溫涂層材料對(duì)提升飛行器表面的抗燒蝕和抗沖刷能力有著不可替代的作用。

　　3、氮化物復(fù)合材料用于高溫透波材料。氮化硅、氮化硼等氮化物陶瓷具有耐高溫、介電常數(shù)和介電損耗低、抗蠕變和抗氧化等優(yōu)異性能，可用作新一代透波材料；六方氮化硼陶瓷的導(dǎo)熱性好、微波穿透能力強(qiáng)，可用作雷達(dá)窗口材料；同時(shí)其密度較小，可用作飛行器的高溫結(jié)構(gòu)材料。

　　04、光學(xué)陶瓷制品

　　所謂透明陶瓷就是能透過光線的陶瓷。透明陶瓷不僅有良好的透明性和光學(xué)特性，同時(shí)又保持結(jié)構(gòu)陶瓷的高強(qiáng)度、耐腐蝕、耐高溫、電絕緣好、熱導(dǎo)率高及良好的介電性能，因此在新型照明技術(shù)、高溫高壓及腐蝕環(huán)境下的觀測窗口、紅外探測用窗、導(dǎo)彈用防護(hù)整流罩、軍事用透明裝甲等領(lǐng)域得到愈來愈多的應(yīng)用。

　　05、生物醫(yī)療領(lǐng)域

　　生物陶瓷(Bioceramics)是指用作特定的生物或生理功能的一類陶瓷材料，即直接用于人體或與人體直接相關(guān)的生物、醫(yī)用、生物化學(xué)等的陶瓷材料。因其具有良好的生物相容性和穩(wěn)定的物化性質(zhì)等特點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用于骨科、牙科、整形外科、口腔外科、心血管外科、眼外科等方面。

　　06、化工領(lǐng)域

　　陶瓷材料具有優(yōu)導(dǎo)的化學(xué)穩(wěn)定性，除氫氟酸及高濃度堿外，幾乎對(duì)所有濃度的無機(jī)酸、鹽類以及有機(jī)介質(zhì)具有優(yōu)異的耐蝕性能。隨著結(jié)構(gòu)陶瓷和功能陶瓷材料的問世，其性能不斷提高，降低了脆性，提高了強(qiáng)度，陶瓷材料被廣泛使用于石油化工、化肥、制藥、食品、造紙、治煉、化纖等工業(yè)。比如設(shè)備用的耐酸襯里，耐酸地坪，用于生產(chǎn)儲(chǔ)存、輸送腐蝕性介質(zhì)的塔器、容器和管道以及陶瓷泵、閥等耐腐蝕設(shè)備，也可以用作填料。

　　07、紡織工業(yè)領(lǐng)域

　　陶瓷材料在紡織工業(yè)中的應(yīng)用主要體現(xiàn)在：一是陶瓷紡織零件；二是陶瓷紡織織物。陶瓷紡織零件具有耐磨性高、化學(xué)穩(wěn)定性好等特點(diǎn)，被安裝在紡織機(jī)設(shè)備的關(guān)鍵部位上，大幅度提高合成纖維和紗的速度和質(zhì)量，比如摩擦盤、切線器具和導(dǎo)絲器。另外，研究人員采用特殊工藝將陶瓷粉末與紡織品相結(jié)合，制備了具備各種功能的織物，進(jìn)一步促進(jìn)陶瓷材料在紡織工業(yè)中的應(yīng)用。

　　08、軍事領(lǐng)域

　　軍事應(yīng)用中的特種陶瓷主要指的是氧化鋁和碳化硼。在現(xiàn)代軍事中，無論是海陸空或其他兵種的現(xiàn)代武器中，都有用特種陶瓷制成的部件。如B4C陶瓷可作為飛機(jī)、車輛和人員的防彈裝甲；用比例纖維和B4C復(fù)合材料制成的0.6cm厚的B4C內(nèi)襯可阻擋小口徑裝甲彈的穿透。

　　另外，宇宙飛船外壁的陶瓷隔熱瓦是玻璃纖維復(fù)合材料，具有輕質(zhì)、耐熱、耐沖擊、低熱導(dǎo)等優(yōu)良性能，是理想的軍用隔熱材料。特種陶瓷在導(dǎo)彈控制系統(tǒng)中也有用途，在雷達(dá)天線上加裝一個(gè)氣動(dòng)天線罩，可協(xié)調(diào)機(jī)械、熱力、電氣系統(tǒng)的功能，保證導(dǎo)彈正常運(yùn)行；還有火箭上需要的特殊高溫材料，很多也是用金屬陶瓷制成的。

　　新型陶瓷材料不僅是當(dāng)今科學(xué)技術(shù)發(fā)展的物質(zhì)基礎(chǔ)，還是建立發(fā)展新技術(shù)產(chǎn)業(yè)、改造傳統(tǒng)工業(yè)、節(jié)約能源、保護(hù)環(huán)境及提高我國國際競爭力所不可缺少的物質(zhì)條件。新技術(shù)的不斷進(jìn)步會(huì)對(duì)新型陶瓷材料的性能提出更苛刻的要求，我們必須不斷開拓進(jìn)取，提升新型陶瓷材料制備技術(shù)，創(chuàng)新新材料體系，使其對(duì)人類社會(huì)的進(jìn)步做出更大貢獻(xiàn)。

　　本文轉(zhuǎn)自：材料科學(xué)與工程技術(shù)

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