第七节 新型陶瓷材料

新型陶瓷材料的研究与开发现代工业的发展离不开材料工业的支持，而新型陶瓷材料作为一种重要的先进材料，正在成为工业产品制造的重要基础。

随着科技的不断发展，人们对新型陶瓷材料的需求也在不断增加，因此，新型陶瓷材料的研究与开发成为了现代科技发展中的一个重要方向。

一、新型陶瓷材料的概念和分类新型陶瓷材料是指在已有陶瓷材料的基础上，通过深入研究和开发，新开发出来的具有新型材料性能的新型陶瓷材料。

新型陶瓷材料是种类繁多的材料，可以根据其功能和结构特点分为多种类型，比如：1.结构型新型陶瓷材料：常用的有氧化铝、氮化硅、氧化锆、蓝宝石等。

这些材料具有高硬度、高强度等机械性能，因此广泛应用于电气、机械、航空等领域。

2.功能型新型陶瓷材料：比如多种新型电子陶瓷、光电陶瓷等。

这些材料不仅具有高硬度、高抗压强度、高热稳定性等优良机械性能，而且具有良好的电性能、光学性能、磁性能和化学稳定性等特点。

3.力学型新型陶瓷材料：比如氮化硼、氮化硅等，具有高硬度、高热稳定性和高抗压强度等特点，在模具制造、液压泵体制造等方面有广泛应用。

二、新型陶瓷材料的研究和开发的意义新型陶瓷材料的研究和开发对于科技进步和经济发展的意义十分重大，主要体现在以下几个方面：1.汽车、电子和航空等高科技领域需要高性能陶瓷材料的日益增长的需求。

新型陶瓷材料具有更高机械强度、更良好的导热和导电性能等优点，可应用于各个高科技领域，有助于提高产品的效率和质量。

2.环境保护方面需求高性能陶瓷材料。

新型陶瓷材料的耐腐蚀性能好、化学不反应、不含有毒有害物质等，可以更好地应用于环境保护领域。

3.提高经济产值。

新型陶瓷材料的推广应用，既可为企业带来更丰厚的利润，也有助于改善人们的生活水平。

三、新型陶瓷材料的研究和开发现状随着科学技术的不断发展和陶瓷材料产业的不断壮大，新型陶瓷材料的研究和开发成为一项战略性的任务。

目前我国在新型陶瓷材料的研究和开发方面也有不少的创新和进展：1.各大高校和科研机构开展不少新型陶瓷材料的研究，通过实验室实践，发现创新思路，对这类材料的功能和特性进行探索和确认。

新型陶瓷材料新型陶瓷材料是指利用新技术、新工艺制备的陶瓷材料。

与传统陶瓷材料相比，新型陶瓷材料具有更高的强度、硬度和耐磨性，同时具有优良的导热性、耐腐蚀性和电性能等特点。

新型陶瓷材料广泛应用于建筑、能源、电子、机械等领域，为各行各业的发展提供了重要支撑。

新型陶瓷材料的应用领域之一是建筑。

传统的陶瓷材料在建筑材料中起到了重要作用，但其强度和耐磨性相对较低，不能满足一些特殊建筑环境的需求。

而新型陶瓷材料具有较高的力学强度和耐磨性，可以用于制作高强度的地板砖、外墙砖等建筑材料，提高建筑物的耐久性和安全性。

此外，新型陶瓷材料还可以用于制作各种装饰材料，如瓷砖、橱柜面板等，为建筑物增添美观和高雅的气质。

新型陶瓷材料的应用领域之二是能源。

新型陶瓷材料因其优良的导热性能，广泛应用于能源领域。

例如，新型陶瓷材料可以用于制作高温燃烧室、热交换器、催化剂载体等，提高能源设备的效率和性能。

此外，新型陶瓷材料还可以用于制作太阳能电池板、燃料电池、锂离子电池等，提高能源的利用效率和储存能力。

新型陶瓷材料的应用领域之三是电子。

新型陶瓷材料因其优良的电性能，广泛应用于电子领域。

例如，新型陶瓷材料可以用于制作陶瓷电容器、陶瓷压电换能器、陶瓷气体放电板等，提高电子设备的性能和功能。

此外，新型陶瓷材料还可以用于制作陶瓷绝缘体、陶瓷封接件等，提高电子设备的稳定性和可靠性。

新型陶瓷材料的应用领域之四是机械。

新型陶瓷材料因其优良的力学强度和耐磨性，广泛应用于机械领域。

例如，新型陶瓷材料可以用于制作轴承、切割工具、刮刀等，提高机械设备的工作效率和使用寿命。

此外，新型陶瓷材料还可以用于制作气动密封件、陶瓷滤芯等，提高机械设备的密封性和过滤效果。

综上所述，新型陶瓷材料具有广泛的应用前景。

随着科学技术的不断进步和发展，新型陶瓷材料将在各个领域得到更多的应用和推广，为社会经济的发展作出更大的贡献。

新型陶瓷材料一、简介金属材料：铁、钢、铜、铝、钛、合金制备工艺：熔炼—浇铸—成型（压力加工）—热处理无机非金属材料：石头、水泥、玻璃、陶瓷制备工艺：粉末冶金：粉末制备—球磨混合—成型—烧结有机高分子材料：塑料、橡胶制备工艺：聚合反应陶瓷：传统陶瓷陶器、瓷器（天然原料、组成、工艺较粗糙、性能较低）先进陶瓷：采用高度精选的原料（天然、合成），具有能精确控制的化学组成，按照精确控制的工艺制备、具有优异性能的陶瓷。

Advanced ceramics (高级、先进陶瓷) high-tech ceramics（高技术陶瓷）fine ceramics（精细陶瓷）new ceramics （新型陶瓷）industry ceramics (工业陶瓷) special ceramics (特种陶瓷)先进陶瓷：结构陶瓷、功能（电子）陶瓷、生物陶瓷研究：组成、制备工艺、显微结构、性能之间的相互关系二、粉末的性质粉末体是由大量的固体颗粒组成的体系，其中颗粒可彼此分离。

它既不象固体物质能保持一定形状，也不象液体、气体那样取决于容器的形状。

粉末体由一个个固体颗粒组成，固体颗粒的粒径大小对其性质有很大影响。

纳米材料：粉末：5-500nm 块体材料：晶粒度＜500nm亚微米：0.1-1µm, 先进陶瓷: 0.05-50µm粉末的结构一次颗粒：粉末中能够分离并独立存在的最小颗粒，也叫单颗粒二次颗粒：二个或多个颗粒构成的聚集体，也叫团粒。

产生团聚的原因：分子间力（范德华力）、静电力、液膜附着力粘结、机械纠缠、磁力等硬团聚、软团聚粉末的形状：球状、片状、树枝状、柱状、不规则状等粉末体的粒度与粒度分布单个粉末颗粒的大小称为粒度。

由于实际上不存在同一粒度的粉末，实际粉末体所含颗粒的粒度大都有一个分布范围，按一定的粒度范围可将粉末分成很多级，各级粉末的百分含量就叫粉末的粒度分布，通常粉末的粒度是指粉末的平均粒度。

粉末粒度的测定筛分析法：目数或网目数是一英寸长度内的筛孔数m=25.4/(a+d) a：网孔尺寸d：丝径泰勒标准筛：100目0.147mm 200目0.074 mm 400目0.038 mm显微镜分析法：分散、观测、统计分析（图象仪）费歇尔粒度测量法：原理：空气通过粉末粉末试样后，产生压力降，其大小与试样厚度、孔隙度及粉末形状有关。

新型陶瓷概述关键词：新型陶瓷、氮化硅陶瓷、压电陶瓷、透明陶瓷新型陶瓷指的是以精制的高纯天然无机物或人工合成的无机化合物为原料，采用精密控制的制造加工工艺烧结，具有远胜于以往的优异性能的陶瓷。

在热和机械性能方面，有耐高温、隔热、高硬度、耐磨耗等；在电性能方面有绝缘性、压电性、半导体性、磁性等；在化学方面有催化、耐腐蚀、吸附等功能；在生物方面，具有一定生物相容性能，可作为生物结构材料等。

新型陶瓷与传统陶瓷的区别（1）在原料上，突破了传统陶瓷以黏土为主要原料的界限，新型陶瓷一般采用精选、提纯的氧化物、硅化物、氮化物、硼化物等作为主要原料。

（2）在成分上，传统陶瓷由黏土制成决定了不同产地的原料对产品的组成与结构影响很大；新型陶瓷的原料是纯化合物，其性质的优劣由原料的纯度和工艺所决定，因此产品的组成与结构同产地无关。

（3）在制备工艺上，传统陶瓷以窑炉为主要制备手段，而新型陶瓷则采用真空烧结、气氛烧结①、热压②等制备方法。

新型陶瓷制成的人造骨（4）在性能与用途上，新型陶瓷有多种传统陶瓷所没有的特殊性质与功能，如高强度、高硬度、耐磨、耐蚀以及在磁、电、热、声、光、生物工程等各方面的特殊功能，因而使其在高温、机械、电子、计算机、航天、医学工程等方面得到广泛应用。

部分新型陶瓷介绍（一）氮化硅陶瓷氮化硅可用多种方法制备，工业上普遍采用高纯硅与纯氮在1600K反应后获得。

也可用化学气相沉积法，使SiCl4和N2在H2气氛保护下反应，产物Si3N4积在石墨基体上，形成一层致密的Si3N4层。

此法得到的氮化硅纯度较高，其反应如下：SiCl4＋2N2＋6H2→Si3N4＋12HCl氮化硅陶瓷强度高、耐高温、耐腐蚀，同时又是一种高性能电绝缘材料，可用于制造燃气轮机的燃烧器、叶片、涡轮、机械密封环、永久性模具等。

用氮化硅陶瓷制作的高温轴承其工作温度可达1200℃，比普通合金轴承的工作温度提高2.5倍，而工作速度是普通轴承的10倍。

新型陶瓷材料的特性与应用（5篇材料）第一篇：新型陶瓷材料的特性与应用新型陶瓷材料的特性与应用摘要：综述了新型陶瓷材料的分类、特性及需求，阐述了其在航空航天、汽车、轴承、军事等方面的应用，探讨了新型陶瓷材料研究近况与发展趋势。

关键词：新型陶瓷；特性；应用；发展前言材料是人类文明的里程碑，是人类赖以生存和得以发展的重要物质基础。

长期以来曾被作为划分历史时期的标志。

正是材料的使用、发现和发明，才使人类在与自然界的斗争中，走出混沌蒙昧的时代，发展到科学技术高度发达的今天。

当今世界，能源、信息、材料己成为人类现代文明进步的标志，继金属、有机高分子材料以后，无机非金属材料正以其卓越的性能、繁多的品种和广泛的用途进入各行各业，大有后来者居上之势，被称21世纪的材料。

新型陶瓷材料作为无机非金属材料的重要组成部分，发展之快，作用之大，令世人瞩目。

新型陶瓷材料已引起了世界各国尤其是发达国家的高度重视，纷纷投入巨资进行研究开发，把新型陶瓷作为本国高技术发展的一个重要领域。

陶瓷有着悠久的历史，人类的文明史从一定程度讲又是一部陶瓷的发展史。

新型陶瓷是相对于传统陶瓷而言的，是采用人工精制的无机粉末原料，通过结构设计、精确的化学计量、合适的成型方法和烧成制度而达到特定的性能，经过加工处理使之符合使用要求尺寸精度的无机非金属材料。

新型陶瓷无论从原料的选用、制备工艺，还是结构性能、应用领域等方面均突破传统陶瓷的范畴，原料从天然矿物到人工合成的高纯的原料；制作工艺从手工作业到高自动化成型；烧成从柴、煤窑到自动化的油、电、气窑进而发展为气相、微波、等离子等现代烧结技术；研究测试方法更是从经验、外观到科学、微观，这些重大的质的变化使其应用从传统的满足生活需要发展到广泛应用于电子、信息、航天、能源、军事、生物医学等领域中。

新型陶瓷材料特性与应用1．1 新型陶瓷材料分类与特性新型陶瓷材料按照人们目前的习惯可分为两大类，即结构陶瓷(或工程陶瓷)和功能陶瓷，将具有机械功能、热功能和部分化学功能的陶瓷列为结构陶瓷，而将具有电、光、磁、化学和生物体特性，且具有相互转换功能的陶瓷列为功能陶瓷。

新型陶瓷材料烧结工艺技术创新一、新型陶瓷材料概述新型陶瓷材料是指采用先进的制备技术和烧结工艺，具有优异的机械性能、热稳定性、耐腐蚀性和电绝缘性等特性的陶瓷材料。

这些材料在现代工业中有着广泛的应用，如航空航天、电子器件、生物医学等领域。

随着科技的进步，新型陶瓷材料的研究和开发已成为材料科学领域的一个重要分支。

1.1 新型陶瓷材料的种类新型陶瓷材料的种类繁多，包括但不限于以下几种：- 纳米陶瓷：具有纳米级晶粒尺寸的陶瓷，展现出优异的机械强度和韧性。

- 功能陶瓷：具有特殊电学、磁学或光学性能的陶瓷，如压电陶瓷、铁电陶瓷和光导纤维。

- 结构陶瓷：具有高强度、高硬度和高耐磨性的陶瓷，常用于制造机械零件和工具。

- 生物陶瓷：具有良好生物相容性的陶瓷，可用于人工骨骼和牙科修复材料。

1.2 新型陶瓷材料的应用领域新型陶瓷材料因其独特的性能，在多个领域中发挥着重要作用：- 航空航天：用于制造飞机发动机的热障涂层、涡轮叶片和航天器的隔热材料。

- 电子器件：作为集成电路的基板材料，以及传感器和执行器的关键部件。

- 生物医学：用于制造人工关节、牙科植入物和药物输送系统。

- 能源领域：在燃料电池和太阳能电池中作为电解质材料。

二、烧结工艺在新型陶瓷材料制备中的作用烧结工艺是将陶瓷粉末通过高温加热转变为致密固体的过程，是新型陶瓷材料制备的关键步骤。

烧结不仅影响材料的微观结构，还直接关系到材料的宏观性能。

2.1 烧结工艺的分类烧结工艺主要分为以下几种类型：- 常规烧结：在大气环境下，通过加热粉末至一定温度，使其发生固相反应，形成致密体。

- 热压烧结：在高温和压力的共同作用下，促进粉末的致密化过程。

- 微波烧结：利用微波能量加热粉末，实现快速烧结。

- 放电等离子烧结：在等离子体环境中进行烧结，以获得更优异的材料性能。

2.2 烧结工艺对材料性能的影响烧结工艺对新型陶瓷材料的性能有着决定性的影响：- 微观结构：烧结温度、时间、气氛等参数会影响晶粒的生长和相变，从而影响材料的微观结构。

浅谈新型陶瓷材料------由陶瓷谈谈我对学科的认识提及陶瓷，大家并不陌生。

日常生活中，我们接触的有餐具，卫生陶瓷，装饰瓷砖等等，陶瓷遍布我们生活中的各个领域。

最让我们叹为观止的也许是素有“瓷都”之称的景德镇生产出的陶瓷制品，它以“白如玉，明如镜，薄如纸，声如罄”的独特风格蜚声海内外。

在中国，制陶技艺的产生可追溯到纪元前4500年至前2500年的时代，可以说，中华民族发展史中的一个重要组成部分是陶瓷发展史，它体现了中国人在科学技术上的成果以及对美的追求与塑造。

陶瓷凭借它完美的塑造与所蕴含的科技重量让更多的人去追寻，同时也深深地吸引了我。

早期，陶瓷是陶器与瓷器的总称。

陶瓷是以无机非金属天然矿物或化工产品为原料、经原料处理、成型、干燥、烧成等工具制成的产品。

也许，没有接触这门学科之前，我对于陶瓷并不了解多少，由一块简单的瓷砖更不能联想到它有其它什么样的性能特点。

通过材料概论这门课，也因为为准备这篇论文看了一些关于陶瓷方面的书籍，让我在这方面的知识有了一些拓展与对陶瓷更深入的了解。

陶瓷在我们生活中的广泛应用正因为它具有很多优良的性能。

力学性能方面，陶瓷材料是工程材料中刚度最好、硬度最高的材料，其硬度大多在1500HV以上。

陶瓷的抗压强度较高，但抗拉强度较低，塑性和韧性很差。

热性能方面，陶瓷材料一般具有高的熔点（大多在2000℃以上），且在高温下具有极好的化学稳定性；陶瓷的导热性低于金属材料，陶瓷还是良好的隔热材料。

同时陶瓷的线膨胀系数比金属低，当温度发生变化时，陶瓷具有良好的尺寸稳定性。

电性能也是陶瓷很重要的一个性能，电子陶瓷是现代陶瓷的重要组成部分。

大多数陶瓷具有良好的电绝缘性，因此大量用于制作各种绝缘器件。

少数陶瓷还具有半导体的特性，可作整流器。

陶瓷材料还有独特的光学性能，可用作固体激光器材料、光导纤维材料、光储存器等，透明陶瓷可用于高压钠灯管等。

磁性陶瓷（铁氧体如：MgFe2O4、CuFe2O4、Fe3O4）在录音磁带、唱片、变压器铁芯、大型计算机记忆元件方面的应用有着广泛的前途。