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摘要:本文主要介绍精细陶瓷的发展概况,对当前市场上主要的精细陶瓷的种类及其实用情况进行了介绍,并分析了当前精细陶瓷的市场情况。
关键词:精细陶瓷;特征分析;应用分析
在原始社会人类就开始使用岩石、沙子以及黏土为主要原料,并添加吕、铁等元素来制作陶瓷器具,使用在日常的生产和生活中,因此传统的陶瓷在人类历史上非常悠久。然而随着社会经济和社会生产力的发展,特别是出现工业变革之后,传统的陶瓷已经不能够满足现代的工业生产要求,在此背景下出现了精细陶瓷被应用于现代化工业生产当中。
一、精细陶瓷概况
精细陶瓷是指采用高度精选的原料、具有能精确控制的化学组成、按照便于进行结构设计及控制的制造方法进行制造、 加工,具有优异特性的陶瓷。在化学成分方面,精细陶瓷与传统陶瓷仅由单一的氧化物相比,精细陶瓷除了含有氧化物之外,还还有氮化物、硅化物和碳化物等成分。在最终形成的品类方面,传统的陶瓷多维烧结体,通过高温烧制而成,而精细陶瓷除此之外还具有复合物、结晶、纤维等形态。由于精细陶瓷的种类丰富,且具有传统陶瓷材料无可比拟的优越性,如今精细陶瓷被广泛应用于化工、生物科学、空间科学等多个尖端领域,并且精细陶瓷的市场逐年扩大。
二、精細陶瓷的分类及应用
(一)高温高强度陶瓷
传统的抗弯能力非常弱,而精细陶瓷则具有高强度的特点,抗弯能力能够与合金钢媲美,不仅如此,在高温状态下精细陶瓷依旧能够保持良好的抗弯能力,这是合金钢所不具备的特征。除了在高温下能够保持高强度的抗弯能力之外,精细陶瓷还不容易腐蚀、耐磨、不容易膨胀,正是基于高温高强度的精细陶瓷的这些特点,如今在冶金和航空航天行业中,这类陶瓷的应用非常多。
(二)高温高韧性陶瓷
传统的陶瓷韧性非常差,很容易在力的作用下发生破裂,而这时由于传统陶瓷具有共价键决定的,为了改变陶瓷的这一特征,科学家进行了大量的研究和实验,最终发现二氧化锆增韧陶瓷,这类陶瓷具有良好的韧性,并且在高温下这样的韧性仍然能够保持,基于这样的特征,高温高韧陶瓷呗应用于高级的耐热材料以及隔热涂层当中。
(三)复相陶瓷
复相陶瓷是指单相原料与其他原料进行复合,从而使得陶瓷具备更多的性能,具有更多用途的一类陶瓷。复合陶瓷的种类非常多样,例如::纤维复相陶瓷;第二相弥散的复相陶瓷等。
(四)电子陶瓷
1)绝缘陶瓷
陶瓷本身就是良好的绝缘体,而绝缘陶瓷不仅具有良好的绝缘效果,而且耐高温、耐腐蚀,对电能的损耗也非常小,因此绝缘陶瓷被广泛应用于集成电路和部分火花塞中。
2)压电陶瓷
最早在水晶中发现了压电现象,然而谁用水晶压电的成本高,且水晶的数量较少,制作难度较大,为了解决这一问题,科学家经过试验,将陶瓷进行一定的处理后能够制作压电陶瓷,不仅如此,压电陶瓷还具有水晶不具备的耐高温和耐磨的特征,因此压电陶瓷如今主要被应用于使用频繁且使用时温度较高的产品开发中,如:压电变压器等。
3)半导体陶瓷
原本陶瓷具有绝缘性,在陶瓷经过一定的处理之后,能够成为良好的半导体陶瓷,在半导体陶瓷中,又分为热敏半导体陶瓷、声敏半导体陶瓷和压敏半导体陶瓷。热敏陶瓷被应用于温度感应零件中,而气敏陶瓷则被应用于特殊、危险气体的运输中,能够自动检测环境中危险气体的含量,减少危险气体发生泄漏时造成的伤害。
(五)电光陶瓷
电光陶瓷是指经过一定的处理之后,能够产生电光反应的陶瓷,这类陶瓷的应用也比较广泛,过去人们常用的光盘便是由这类陶瓷制造而成,不仅是光盘,光电陶瓷也被应用于光电阀门以及图像显示器中
(六)生物陶瓷
生物陶瓷不仅具有耐磨性、耐腐蚀性,而且适应人体,这使得生物陶瓷具备了代替人类某些硬组织结构的可能性,生物陶瓷主要被分为了两种类型,一是,按照人体硬组织成分和结构制作而成的生物陶瓷,这类陶瓷主要是当人类的这些硬组织发生不可逆转的损害时,代替人类硬组织的陶瓷,通过使用这类陶瓷,能够在一定程度上恢复人类硬组织的功能,二是,带有治疗功能的生物陶瓷。
(七)纳米陶瓷
纳米陶瓷是指在纳米显微结构中进行构建的陶瓷,纳米陶瓷研究起步的时间较晚,但如今已经成为了陶瓷研究的重要课题这一,通过研究纳米陶瓷,能够有效提升陶瓷的韧性、强度和塑性,不仅如此,纳米陶瓷还具有高磁化率、低饱和磁矩、低磁耗等材料特征,这些特征将使纳米陶瓷在未来发挥更大的作用。
三、精细陶瓷的市场情况
(一)国外市场情况
在国外精细陶瓷市场主要是分布在日本、美国以及欧洲的一些国家,特别是日本精细陶瓷工业非常发达,甚至在精细陶瓷领域曾一度处于垄断地位,日本的精细陶瓷工业非常全面、且制作精良,在精细陶瓷生产中处于主导地位,而美国政府也非常重视精细陶瓷的发展,并出台了精细陶瓷的发展计划,对于高温精细陶瓷的发展,美国政府尤其重视,在美国政府的扶持下,如今精细陶瓷在美国航空领域、工业制造以及生物科学中均有广泛的应用。
(二)国内市场情况
我国精细陶瓷的起步较晚,但国家对精细陶瓷的研究非常重视,并多次建立精细陶瓷研究方面的国家级研发项目组对各类精细陶瓷进行研究和开发,经过一系列的科研项目,我国精细陶瓷技术水平得到了显著提升,特别是功能性的精细陶瓷,在我国的应用长广泛,占据了我国精细陶瓷市场的70%以上的份额,对于我国工业的发展作用显著。随着我国对于精细陶瓷的深入研究,如今精细陶瓷除了在工业方面被广泛应用之外,精细陶瓷在我国的航空领域、生物领域也产生了重要影响,正是基于精细陶瓷技术的成熟和广泛使用,如今我国精细陶瓷的市场需求量也在不断扩大。
参考文献
[1]魏茜茜,夏雪,田怡. 我国精细陶瓷材料产业现状及发展路径的研究[J]. 陶瓷,2017(01):44-48.
[2]周耀. 先进陶瓷的发展与技术创新[J]. 佛山陶瓷,2016,26(01):13-16+29.
[3]陈达谦,于水. 无机非金属新材料——特种陶瓷的发展和建议[J]. 建材发展导向,2003(06):36-41.
关键词:精细陶瓷;特征分析;应用分析
在原始社会人类就开始使用岩石、沙子以及黏土为主要原料,并添加吕、铁等元素来制作陶瓷器具,使用在日常的生产和生活中,因此传统的陶瓷在人类历史上非常悠久。然而随着社会经济和社会生产力的发展,特别是出现工业变革之后,传统的陶瓷已经不能够满足现代的工业生产要求,在此背景下出现了精细陶瓷被应用于现代化工业生产当中。
一、精细陶瓷概况
精细陶瓷是指采用高度精选的原料、具有能精确控制的化学组成、按照便于进行结构设计及控制的制造方法进行制造、 加工,具有优异特性的陶瓷。在化学成分方面,精细陶瓷与传统陶瓷仅由单一的氧化物相比,精细陶瓷除了含有氧化物之外,还还有氮化物、硅化物和碳化物等成分。在最终形成的品类方面,传统的陶瓷多维烧结体,通过高温烧制而成,而精细陶瓷除此之外还具有复合物、结晶、纤维等形态。由于精细陶瓷的种类丰富,且具有传统陶瓷材料无可比拟的优越性,如今精细陶瓷被广泛应用于化工、生物科学、空间科学等多个尖端领域,并且精细陶瓷的市场逐年扩大。
二、精細陶瓷的分类及应用
(一)高温高强度陶瓷
传统的抗弯能力非常弱,而精细陶瓷则具有高强度的特点,抗弯能力能够与合金钢媲美,不仅如此,在高温状态下精细陶瓷依旧能够保持良好的抗弯能力,这是合金钢所不具备的特征。除了在高温下能够保持高强度的抗弯能力之外,精细陶瓷还不容易腐蚀、耐磨、不容易膨胀,正是基于高温高强度的精细陶瓷的这些特点,如今在冶金和航空航天行业中,这类陶瓷的应用非常多。
(二)高温高韧性陶瓷
传统的陶瓷韧性非常差,很容易在力的作用下发生破裂,而这时由于传统陶瓷具有共价键决定的,为了改变陶瓷的这一特征,科学家进行了大量的研究和实验,最终发现二氧化锆增韧陶瓷,这类陶瓷具有良好的韧性,并且在高温下这样的韧性仍然能够保持,基于这样的特征,高温高韧陶瓷呗应用于高级的耐热材料以及隔热涂层当中。
(三)复相陶瓷
复相陶瓷是指单相原料与其他原料进行复合,从而使得陶瓷具备更多的性能,具有更多用途的一类陶瓷。复合陶瓷的种类非常多样,例如::纤维复相陶瓷;第二相弥散的复相陶瓷等。
(四)电子陶瓷
1)绝缘陶瓷
陶瓷本身就是良好的绝缘体,而绝缘陶瓷不仅具有良好的绝缘效果,而且耐高温、耐腐蚀,对电能的损耗也非常小,因此绝缘陶瓷被广泛应用于集成电路和部分火花塞中。
2)压电陶瓷
最早在水晶中发现了压电现象,然而谁用水晶压电的成本高,且水晶的数量较少,制作难度较大,为了解决这一问题,科学家经过试验,将陶瓷进行一定的处理后能够制作压电陶瓷,不仅如此,压电陶瓷还具有水晶不具备的耐高温和耐磨的特征,因此压电陶瓷如今主要被应用于使用频繁且使用时温度较高的产品开发中,如:压电变压器等。
3)半导体陶瓷
原本陶瓷具有绝缘性,在陶瓷经过一定的处理之后,能够成为良好的半导体陶瓷,在半导体陶瓷中,又分为热敏半导体陶瓷、声敏半导体陶瓷和压敏半导体陶瓷。热敏陶瓷被应用于温度感应零件中,而气敏陶瓷则被应用于特殊、危险气体的运输中,能够自动检测环境中危险气体的含量,减少危险气体发生泄漏时造成的伤害。
(五)电光陶瓷
电光陶瓷是指经过一定的处理之后,能够产生电光反应的陶瓷,这类陶瓷的应用也比较广泛,过去人们常用的光盘便是由这类陶瓷制造而成,不仅是光盘,光电陶瓷也被应用于光电阀门以及图像显示器中
(六)生物陶瓷
生物陶瓷不仅具有耐磨性、耐腐蚀性,而且适应人体,这使得生物陶瓷具备了代替人类某些硬组织结构的可能性,生物陶瓷主要被分为了两种类型,一是,按照人体硬组织成分和结构制作而成的生物陶瓷,这类陶瓷主要是当人类的这些硬组织发生不可逆转的损害时,代替人类硬组织的陶瓷,通过使用这类陶瓷,能够在一定程度上恢复人类硬组织的功能,二是,带有治疗功能的生物陶瓷。
(七)纳米陶瓷
纳米陶瓷是指在纳米显微结构中进行构建的陶瓷,纳米陶瓷研究起步的时间较晚,但如今已经成为了陶瓷研究的重要课题这一,通过研究纳米陶瓷,能够有效提升陶瓷的韧性、强度和塑性,不仅如此,纳米陶瓷还具有高磁化率、低饱和磁矩、低磁耗等材料特征,这些特征将使纳米陶瓷在未来发挥更大的作用。
三、精细陶瓷的市场情况
(一)国外市场情况
在国外精细陶瓷市场主要是分布在日本、美国以及欧洲的一些国家,特别是日本精细陶瓷工业非常发达,甚至在精细陶瓷领域曾一度处于垄断地位,日本的精细陶瓷工业非常全面、且制作精良,在精细陶瓷生产中处于主导地位,而美国政府也非常重视精细陶瓷的发展,并出台了精细陶瓷的发展计划,对于高温精细陶瓷的发展,美国政府尤其重视,在美国政府的扶持下,如今精细陶瓷在美国航空领域、工业制造以及生物科学中均有广泛的应用。
(二)国内市场情况
我国精细陶瓷的起步较晚,但国家对精细陶瓷的研究非常重视,并多次建立精细陶瓷研究方面的国家级研发项目组对各类精细陶瓷进行研究和开发,经过一系列的科研项目,我国精细陶瓷技术水平得到了显著提升,特别是功能性的精细陶瓷,在我国的应用长广泛,占据了我国精细陶瓷市场的70%以上的份额,对于我国工业的发展作用显著。随着我国对于精细陶瓷的深入研究,如今精细陶瓷除了在工业方面被广泛应用之外,精细陶瓷在我国的航空领域、生物领域也产生了重要影响,正是基于精细陶瓷技术的成熟和广泛使用,如今我国精细陶瓷的市场需求量也在不断扩大。
参考文献
[1]魏茜茜,夏雪,田怡. 我国精细陶瓷材料产业现状及发展路径的研究[J]. 陶瓷,2017(01):44-48.
[2]周耀. 先进陶瓷的发展与技术创新[J]. 佛山陶瓷,2016,26(01):13-16+29.
[3]陈达谦,于水. 无机非金属新材料——特种陶瓷的发展和建议[J]. 建材发展导向,2003(06):36-41.