微晶陶瓷
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微晶陶瓷成分
微晶陶瓷(Microcrystalline Ceramic)是一种特殊类型的陶瓷材料,它的成分通常包括以下主要组分:
1.氧化硅(SiO2):氧化硅是微晶陶瓷的主要成分之一。
它是陶瓷材料的主要基体,负责提供材料的结构和稳定性。
2.氧化铝(Al2O3):氧化铝通常用作微晶陶瓷的强化剂。
它可以提高陶瓷的硬度、耐磨性和耐高温性能。
3.氧化钇(Y2O3):氧化钇通常用作微晶陶瓷的添加剂,有助于改善陶瓷的导热性能和热稳定性。
4.氧化锆(ZrO2):氧化锆也可以用作微晶陶瓷的添加剂,以提高其耐磨性、硬度和抗裂纹扩展性。
5.其他添加剂:微晶陶瓷可能包含其他添加剂,如氧化铈(CeO2)、氧化镁(MgO)、氧化钇铝(YAG)等,以改善其特定性能和加工特性。
微晶陶瓷的成分组合可以根据具体的应用和制造工艺而有所不同。
这些陶瓷通常具有高密度、微细的晶粒结构以及卓越的力学性能、耐磨性、耐高温性能和化学稳定性。
它们广泛用于制造陶瓷刀具、轴承、喷嘴、电子器件封装等领域,其中需要高性能陶瓷材料。
一种新型建筑装饰材料·—微晶陶瓷装饰板1.综述近几年来出现了仿天然大理石和花岗岩的电脑布料瓷质抛光砖、大颗粒瓷质抛光砖以及瓷质渗花抛光砖、瓷质抛晶砖、各种仿木纹砖。
它们在抗污性能、耐磨性能以及花色品种等方面逊色于天然石材, 而天然石材又存在品位不稳定、色差大、易风化、有放射性污染的缺点。
作为新型建筑装饰材料的微晶陶瓷装饰板克服了天然石和各种瓷质抛光砖的缺点, 而且其理化性能优于天然花岗岩。
微晶陶瓷又称微晶玻璃或玻璃陶瓷, 是由适当组成的玻璃通过控制结晶而形成的含有大量细小晶粒和残余玻璃相的无机非金属材料, 兼具陶瓷、晶体和玻璃的共同优点, 用微晶陶瓷作建筑装饰材料, 材料本身的晶花, 酷似天然花岗石, 典雅大方, 花色品种丰富, 质地均匀, 无放射性污染, 不吸污, 耐酸、碱腐蚀、耐候性好, 易于加工成弧面、弯角等异型材, 适用于建筑物内、外墙以及地面、柜台、桌面、圆柱的装饰。
微晶陶瓷装饰板的主要原材料是微晶陶瓷,拥有与微晶陶瓷相同的性能。
早在十八世纪,法国化学家鲁米汝尔就提出了用玻璃制备多晶材料的设想,但直到二十世纪五十年代这个设想才由美国康宁公司实现。
他们在玻璃中析出了极小的晶体,但这些晶体只占最终材料的一小部分。
随后,用这种多晶材料制成的器皿出现在市场上,称为“glass - ceramics (玻璃陶瓷) ”,国内多译为“微晶玻璃”,并一直沿用至今。
经过四十多年的发展,这种材料在理论研究和实际应用方面都取得了长足进展,材料中晶相含量越来越高,可达90 %以上,超过了许多陶瓷材料中晶相的含量。
因此,仍称之为“微晶玻璃”就名不符实了,更为准确的定义应是“微晶陶瓷”。
随着高新技术的发展,传统建筑装饰材料由于自身难以克服的局限性,已无法满足要求。
而纳米材料由于具有独特的优良性能,近年来一直是材料界研究的热点。
目前,已成功地制备出多种陶瓷纳米粉末,但用纳米粉末来烧结纳米微晶陶瓷制品却十分困难。
陶瓷熔块分类及应用陶瓷熔块是指进入熔融状态后形成的固体材料。
根据成分和性质的不同,陶瓷熔块可以分为多种类型,并且各类型在不同领域有不同的应用。
1. 氧化物陶瓷熔块氧化物陶瓷熔块是由金属氧化物组成的。
常见的氧化物陶瓷熔块有氧化铝、氧化钇、氧化锆等。
氧化铝具有高硬度、高熔点、优良的绝缘性和耐高温等特点,因此广泛应用于制作研磨工具、电子元器件的绝缘层以及耐火材料等。
氧化钇和氧化锆由于其优良的导热性和抗化学侵蚀性,在高温环境下可以用于制作熔融炉窑的衬里。
2. 非氧化物陶瓷熔块非氧化物陶瓷熔块指的是由非氧化物形成的陶瓷材料。
常见的非氧化物陶瓷熔块有碳化硅、氮化硼、碳化硼等。
碳化硅具有高硬度、高熔点和优良的耐腐蚀性,广泛应用于制作陶瓷刀具、磨料和磨具等。
氮化硼具有优良的导热性、电绝缘性和耐高温性能,可用于制作高温装备和电子元器件。
碳化硼是一种高硬度、高熔点的陶瓷熔块,常用于制作耐火材料、陶瓷刀具和抗弹磨损材料等。
3. 磁性陶瓷熔块磁性陶瓷熔块主要由铁氧化物和加入适量的稀土元素形成。
这种陶瓷熔块具有良好的磁性能,广泛应用于电子和电磁器件中,如电感器、变压器、扬声器等。
此外,磁性陶瓷熔块还可用于制作永磁材料,如磁铁和磁体。
4. 微晶陶瓷熔块微晶陶瓷熔块是一种具有特殊晶体结构的陶瓷材料,通常由金属和非金属元素组成。
它们表面平滑且微观结构致密,具有硬度高、耐磨性好、优良的韧性和导热性能。
微晶陶瓷熔块常用于制作高端陶瓷工具、气动工具和机械零部件等。
5. 复合陶瓷熔块复合陶瓷熔块是将两种或多种不同材料混合制备而成的陶瓷材料。
通过合理选择和组合不同材料的性能,可以获得复合陶瓷熔块的特殊性能。
例如,碳化硅颗粒与金属粒子的复合陶瓷熔块可以制成耐磨、高硬度的陶瓷刀具。
总之,陶瓷熔块是一种重要的工程材料,具有广泛的应用领域。
根据其成分和性质的不同,可以制备出各种类型的陶瓷熔块,并在不同领域中发挥重要作用。
随着科技的进步和材料制备技术的发展,相信陶瓷熔块在未来会有更广泛的应用。
微晶石作为新型建筑材料,逐渐走入人们的家庭,它是微晶玻璃与陶瓷板材的平面复合材料,显示了多方面的综合优势。
微晶石其实是瓷砖的一种,广泛应用于室内外墙面、地面、圆柱、台面和家具等装饰,它光泽柔和晶莹,不吸水防污染,是如今比较流行的室内装装饰材料,用它作装饰,档次高,能装出奢华效果。
什么叫微晶石?微晶石在行内称为微晶玻璃复合板材,是将一层3—5mm的微晶玻璃复合在陶瓷玻化石的表面,经二次烧结后完全融为一体的高科技产品。
微晶玻璃陶瓷复合板厚度在13—18mm,光泽度大于95。
备注:目前市面上微晶石按照厚度可分厚微晶、薄微晶,按烧制可分一次烧、二次烧。
微晶石是一种采用天然无机材料,运用高新技术经过高温烧结而成的新型绿色环保高档建筑装饰材料。
具有板面平整洁净,色调均匀一致,纹理清晰雅致,光泽柔和晶莹,色彩绚丽璀璨,质地坚硬细腻,不吸水防污染,耐酸碱抗风化,绿色环保、无放射性毒害等优质素质。
这些优良的理化性能都是天然石材所不可比拟的。
各种规格的、不同颜色的平面板、弧型板可用于建筑物的内外墙面、地面、圆柱、台面和家具装饰等任何需要石材建设、装饰的地点。
微晶石怎么分类?微晶石作为新型建筑材料,根据微晶石的原材料及制作工艺,可以把微晶石为三类:无孔微晶石、通体微晶石、复合微晶石。
①无孔微晶石无孔微晶石也称人造汉白玉,是一种多项理化指标均优于普通微晶石、天然石的新型高级环保石材,其色泽纯正、不变色、无辐射、不吸污、硬度高、耐酸碱、耐磨损等特性。
其最大的特点是:通体无气孔、无杂斑点、光泽度高、吸水率为零、可打磨翻新。
祢补了普通微晶石,天然石的缺陷。
适用于外墙、内墙、地面、圆柱、洗手盆、台面等高级装修场所。
②通体微晶通体微晶石亦称微晶玻璃,是一种新型的高档装饰材料。
它是以天然无机材料、采用特定的工艺、经高温烧结而成。
具有无放射、不吸水、不腐蚀、不氧化、不褪色、无色差、不变形、强度高、光泽度高等优良特性。
微晶石之所以性能优于天然花岗石、大理石、合成石及人造大理石,与他所含的物质成分及成型有关。
硫化锌性质、用途及制备方法概述硫化锌是一种具有重要性质的化合物,其物理和化学性质以及应用领域均具有广泛的实际意义。
本文将详细介绍硫化锌的性质、用途和制备方法,并展望其未来的应用前景。
硫化锌是一种白色至淡黄色粉末,带有轻微的硫磺气味。
这种化合物具有较高的密度,为32g/cm³,且不溶于水,但在有机溶剂中具有一定的溶解性。
由于其结构特点,硫化锌在特定的物理和化学环境中具有一定的稳定性,为其应用提供了便利。
硫化锌在许多领域中具有广泛的应用。
在橡胶工业中,硫化锌是一种重要的硫化剂,可以促进橡胶的交联反应,提高橡胶的性能和稳定性。
在涂料领域,硫化锌可作为耐候性颜料,提高涂料的抗老化性能。
在制药领域,硫化锌具有抗炎、抗肿瘤等药用价值,可用于药物合成和制备。
硫化锌还可应用于电镀、陶瓷、玻璃等行业。
制备硫化锌的方法有多种,主要包括金属锌直接氧化法、硫化氢还原法和氯化亚砜氧化法等。
其中,金属锌直接氧化法是最常用的制备方法,以金属锌为原料,通过氧化反应生成硫化锌。
具体工艺条件包括反应温度、氧气流量和反应时间等,通过控制这些参数可得到高纯度的硫化锌产品。
随着科技的不断进步,硫化锌在各个领域的应用前景也在不断拓展。
特别是在新能源、光电材料和生物医学等领域,硫化锌展现出巨大的潜力。
在新能源领域,硫化锌可作为太阳能电池的敏化剂,提高太阳能电池的光电转化效率。
在光电材料领域,硫化锌可以应用于LED照明、光探测器和光电二极管等领域,具有高亮度和良好的光电性能。
在生物医学领域,硫化锌作为一种生物相容性良好的无机材料,可应用于药物载体、生物成像和癌症治疗等领域,为生物医学研究提供了新的思路和方法。
硫化锌作为一种重要的化合物,其性质、用途和制备方法在多个领域具有广泛的应用和前景。
随着科技的不断进步,相信硫化锌在未来的研究和应用中将会发挥更加重要的作用。
TiN是一种具有重要性质和广泛应用的新型材料,它的性质主要包括高硬度、低摩擦系数、优异的化学稳定性和高温抗氧化性等。
生物陶瓷的分类和特性001、生物惰性陶瓷材料生物惰性陶瓷主要是指化学性能稳定,生物相溶性好的陶瓷材料。
这类陶瓷材料的结构都比较稳定,分子中的键力较强,而且都具有较高的机械强度,耐磨性以及化学稳定性,它主要有氧化铝陶瓷、单晶陶瓷、氧化锆陶瓷、玻璃陶瓷等。
2、生物活性陶瓷材料生物活性陶瓷包括表面生物活性陶瓷和生物吸收性陶瓷,又叫生物降解陶瓷。
生物表面活性陶瓷通常含有羟基,还可做成多孔性,生物组织可长入并同其表面发生牢固的键合;生物吸收性陶瓷的特点是能部分吸收或者全部吸收,在生物体内能诱发新生骨的生长。
生物活性陶瓷有生物活性玻璃(磷酸钙系),羟基磷灰和陶瓷,磷酸三钙陶瓷等几种。
一、玻璃生物陶瓷玻璃陶瓷也称微晶玻璃或微晶陶瓷。
1、玻璃陶瓷的生产工艺过程为:配料制备→配料熔融→成型→加工→晶化热处理→再加工玻璃陶瓷生产过程的关键在晶化热处理阶段:第一阶段为成核阶段,第二阶段为晶核生长阶段,这两个阶段有密切的联系,在A阶段必须充分成核,在B阶段控制晶核的成长。
玻璃陶瓷的析晶过程由三个因素决定。
第一个因素为晶核形成速度;第二个因素为晶体生长速度;第三个因素为玻璃的粘度。
这三个因素都与温度有关。
玻璃陶瓷的结晶速度不宜过小,也不宜过大,有利于对析晶过程进行控制。
为了促进成核,一般要加入成核剂。
一种成核剂为贵金属如金、银、铂等离子,但价格较贵,另一种是普通的成核剂,有TiO2、ZrO2、P2O5、V2O5、Cr2O3、MoO3、氟化物、硫化物等。
2、玻璃陶瓷的结构与性能及临床应用玻璃陶瓷是由结晶相和玻璃相组成的,无气孔,不同于玻璃,也不同于陶瓷。
其结晶相含量一般为50%-90%,玻璃相含量一般为5%-50%,结晶相细小,一般小于1-2/μm,且分布均匀。
因此,玻璃陶瓷一般具有机械强度高,热性能好,耐酸、碱性强等特点。
国内外就SiO2-Na2O-CaO-P2O5系统玻璃陶瓷,Li2O-Al2O3-SiO2系统玻璃陶瓷,SiO2-Al2O3-MgO-TiO2-CaF系统玻璃陶瓷等进行了生物临床应用。
什么是微晶石,微晶石的特点 篇一:微晶石优缺点_微晶石十大品牌 微晶石优缺点_微晶石十大品牌 土拨鼠装修百科微晶石,详细的展示了微晶石贴图、十 大品牌,也详细的介绍了微晶石的优缺点及什么是微晶石,全方位解析。
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微晶石,复合型板材建材,是常见的瓷砖、地板砖、背景墙的制作的元件。
微晶石在建材 市场属于后起之秀,因为其是采用微晶玻璃和陶瓷复合烧制而成, 具有通透性好、纹理能够仿制,色彩鲜明程度高,所以被人们称为玻璃陶瓷,是一种复合 材料。
微晶石在建材市场中,微晶石之所以受到欢迎,最主要的特点之一是因为其拥有天然石 材的纹理跟色彩,但是却有比其更加强大的耐风化性,能够适应多变的气候,很多厂家都用其 制造瓷砖,因成本低但是性价比却高,隐形的为其他材料带来危机。
微晶石作为建材市场中比较环保的一类装饰性材料,无论是瓷砖还是地砖或者背景墙, 都有其参与,但是装修房子每一个地方所使用所需要的材料特性不一样,那么只有了解了微晶 石的优缺点,我们可以正确的去选择。
微晶石优点: 1、质感:微晶石是用微晶玻璃跟石材进行高温烧制,其主要的 特点就是表面的光洁程 度远远的高于普通的石材或者瓷砖,而且光线散射能力强,能起到增强光亮度的作用。
从外表 看来,犹如玉质材料一样,晶莹剔透。
2、质地:微晶石因为其特殊的结构,触感上比石材表面经过打磨后还是有点粗糙来说细 腻了很多,视觉冲击也不是那么强,感觉比较柔美。
3、色彩:微晶石在制作过程中,做到了添加诸多色调,天然石材则在这方面就显得比较 局促,正因为这样的特点,所以微晶石被广泛的用于墙面、地板、装饰等位置,也能应用到诸 多场合。
4、耐候性:结果高温烧制后,其属于化学机制比较稳定的一类建材,所以耐候性会比较 强,特别是在跟普通瓷砖在耐酸碱程度跟抗腐蚀程度上比,会有很大的优势。
5、抗污性:微晶石吸水率超低,这样的优点就导致了其在抗污性能上会有所建树,多种 的燃料或者污渍都不会渗透,可以很容易的擦除,所以很多橱柜以及地砖都有采用微晶石。
微晶材料一、概述微晶材料(Micro-Crystallite Materials)又称玻璃陶瓷。
它是由某些特定配方组成的各种硅酸盐原料(包括矿产原料、矿渣废渣原料、化工原料、晶核剂、添加剂、澄清剂等等),通过特定的温度制度或(和)光照(称光敏)处理受控微晶化而形成的具有特定优异性能的微晶相和残余硅酸盐相组成的多相固体材料。
其质地可以是致密、无孔、耐磨等,也可以是疏松、多孔、抗压耐腐等。
特定配方组成的各种硅酸盐原料加入一定量的晶核剂(有时也不加),再经加热(称热敏)或(和)光照(称光敏)处理,使特定组成的硅酸盐熔融体内均匀地析出大量细小的微晶体,而制成的透明或不透明固体结构材料。
晶体尺寸一般小于0.1μm,晶体含量可达30%~90%(体积)。
这类微晶材料的机械强度、化学稳定性、电性能均优于传统的普通玻璃、陶瓷,而生产工艺和使用原料却与传统的普通玻璃、陶瓷相似,还可大量利用工业废料、废渣、矿渣等。
微晶材料在某种程度可以说是优化组合了传统玻璃、传统陶瓷及天然石材的诸多优点,一般的微晶材料其理化性能均优于天然石材和传统的玻璃、陶瓷,可用于建筑幕墙及室内各档次装修装饰,还可做机械上的结构材料,电子、电工上的绝缘材料,大规模集成电路的底板材料、微波炉耐热器皿面板、化工与防腐材料和矿山耐磨材料等等,在2010年远景规划中,微晶材料之一的微晶玻璃被规划为国家综合利用行动的战略发展重点和环保治理的重点,被称为跨世纪的综合材料。
微晶材料是21世纪极具有发展前景的新型材料和极具市场潜力的一种新兴高科技微晶行业。
在中国,一般将用在建筑装饰上的微晶玻璃俗称微晶石。
微晶技术和微晶材料可用在很多领域,作为建筑装饰材料的微晶石的工业生产主要采用工业废料、矿渣、岩石、长石、方解石、白云石、石英砂为基本原料。
微晶玻璃的颜色是靠生产过程中添加着色剂形成的,如氧化铁、氧化铬、氧化锰、氧化钴、氧化镍等来控制。
微晶玻璃具有天然石材所不具有的优点,机械强度高、耐磨、耐热、耐酸碱、无色差、无放射性、质地致密、吸水率近似零、可做出类似石材的各种异型板、可人为控制颜色和外观纹理、自动机械化或半机械化工业批量生产等,是一种中高级的装饰装修材料,更重要的是一种新兴的高技术含量的微晶材料行业!建筑装饰微晶石在全世界最具有代表性的国家和世界上认可最为成熟的先进技术工艺是日本以及其成熟的淬粒烧结工艺(俗称烧结法)。
2024年微晶玻璃陶瓷市场前景分析引言微晶玻璃陶瓷是一种新兴的陶瓷材料,具有优良的物理性能和装饰效果,逐渐受到市场关注。
本文将对微晶玻璃陶瓷市场的前景进行分析。
1. 市场需求分析微晶玻璃陶瓷具有多种应用领域,如建筑装饰、家具、日用品等。
市场需求主要来自以下几个方面:1.1 建筑装饰需求随着人们对于住房装修品质的要求提高,建筑装饰市场对于高质量装饰材料的需求也在增加。
微晶玻璃陶瓷以其优良的性能和精美的外观逐渐成为建筑装饰中的热门材料之一。
1.2 家具需求微晶玻璃陶瓷具有耐磨、耐腐蚀、易清洁等特点,能够满足人们对家具表面材料的要求。
高档家具市场对于微晶玻璃陶瓷的需求逐渐增加。
1.3 日用品需求微晶玻璃陶瓷的耐热性能和美观性使其成为高级日用品的理想材料,如厨具、餐具等。
随着人们生活水平的提高,对于高品质日用品的需求也在增长。
2. 市场竞争分析微晶玻璃陶瓷市场竞争主要来自其他陶瓷材料和高分子材料。
下面对各方面进行分析:2.1 陶瓷材料竞争目前市场上存在大量的陶瓷材料,如瓷砖、瓷器等。
微晶玻璃陶瓷与传统陶瓷材料相比,具有更高的强度、更好的装饰效果,因此具有一定的市场竞争力。
2.2 高分子材料竞争高分子材料在家具和日用品市场上占据一定的份额。
与高分子材料相比,微晶玻璃陶瓷具有更好的耐磨性和耐高温性能,因此在一些特定领域具有竞争优势。
3. 市场发展趋势微晶玻璃陶瓷市场在未来有着良好的发展前景。
以下是市场的一些发展趋势:3.1 技术创新随着科技的发展和材料技术的不断创新,微晶玻璃陶瓷的生产工艺和性能将不断提升,满足市场需求。
3.2 消费升级随着人们生活水平的提高,消费者对于高品质、个性化的产品需求不断增加,微晶玻璃陶瓷以其独特的装饰性和品质得到消费者认可。
3.3 市场拓展微晶玻璃陶瓷的应用领域较为广泛,未来有望进一步拓展市场份额,如拓展到汽车领域、航空航天领域等。
结论微晶玻璃陶瓷市场具有广阔的发展前景。
市场需求的增加、竞争优势以及市场发展趋势的支持都将促使微晶玻璃陶瓷市场持续健康发展。
微晶陶瓷微晶陶瓷一种导热高、不膨胀的新颖陶瓷材料.微晶陶瓷种类繁多主要有七类。
微晶陶瓷具有机械强度高、耐磨耐腐蚀、抗氧化性好、电学性质优良、膨胀系数可调、热稳定性好等优良性能。
一种导热高、不膨胀的新颖陶瓷材料.该陶瓷材料具有热导率高和热膨胀系数接近于零,不吸水,绝缘性能好,产品结构致密均匀,抗冲击、耐磨与耐腐蚀等优良性能,外观平滑光亮,有较高的远红外发射率等特征。
1.前言十八世纪法国化学家鲁米汝尔曾设想用玻璃制备多晶材料,直到二十世纪五十年代才由美国康宁公司实现。
由于微晶陶瓷材料具有优良的力学、电学、磁学、光学等性能,且简单的制备工艺技术、廉价的原材料和低的制造成本,以及能工业化大规模生产的优势,不失为一种高性能低价位、应用市场广阔的新型陶瓷材料,已成为新型陶瓷材料开发应用的热点之一。
2.微晶陶瓷及其类型微晶陶瓷的种类繁多,如按照功能相不同进行分类,主要有以下七类。
2.1金属单质微晶陶瓷传统的该类微晶陶瓷的典型是光敏微晶陶瓷,如用溶胶-凝胶法将金属单质Au、Ag等在SiO2玻璃中均匀析出形成的具有复相结构的材料,却具有独特的光学性能和半导体特性,其在压敏、气敏、湿敏等领域具有广泛的潜在应用。
2.2氧化物半导体微晶陶瓷以氧化物半导体如FeO、CdO、ZnO等过渡金属氧化物与玻璃形成的复相结构,通常具有良好的电性能,这类材料在电压敏等方面有着广阔的应用前景。
2.3 化合物半导体微晶陶瓷以PbS,CdS,CdTe,Zn(1-x)Cd xS等II-IV族化合物,以及AlP等III-V族化合物半导体与玻璃复合形成的一类新型精细复合功能材料,在非线性光学、光致发光等领域具有优良的性能和良好的应用前景。
2.4铁电微晶陶瓷早在上世纪六十年代,人们就采用熔融工艺研究铁电微晶陶瓷,主要包括PbTiO3、BaTiO3、NaNbO3等体系。
这些材料具有良好的介电频率和介电温度特性,它对研究铁电体尺寸效应,对制备高性能电介质材料和微电子厚膜浆料等方面具有重要的理论和实用价值。
2.5 铁磁微晶陶瓷该类由BiFeO3、MnFe2O4、ZnFe2O4等铁磁相和玻璃相复合制备而成。
对铁磁性微晶陶瓷传统工艺已有广泛的研究,铁磁微晶陶瓷材料在磁光控制、吸波材料、微波器件等具有重要的应用价值。
2.6生物微晶陶瓷将有生物活性的功能晶相(如羟基磷灰石等)与玻璃相复合;或将生物酶与玻璃相复合形成生物复相微晶陶瓷,使无机界与生物界联系起来,开辟了一个全新的新材料领域。
2.7光学微晶陶瓷将光变色晶相与玻璃复合形成的光致变色微晶陶瓷,甚至将光变色染料、激光染料等有机功能相与玻璃相复合,形成性能优良的非线性光学材料。
3.微晶陶瓷的制备技术3.1熔融法最早的微晶陶瓷是用熔融法制备的,至今熔融法仍然是制备微晶陶瓷的主要方法。
其工艺流程为:在原料中加入一定量的晶核剂(如ZrO2,CuO,Cr2O3等)并混合均匀,于1300~1500℃高温下熔制,均化后将玻璃熔体成型,经退火后在一定温度下进行核化和晶化,以获得晶粒细小且结构均匀的微晶陶瓷制品。
熔融法的最大特点是可沿用任何一种玻璃的成型方法,如压延、压制、吹制拉制、浇注等;与通常的陶瓷成型工艺相比,适合自动化操作和制备形状复杂、尺寸精确的制品。
3.2烧结法烧结法制备微晶陶瓷的工艺流程如下为:配料→熔制→水淬→粉碎→过筛→成型→烧结→加工。
烧结法制备微晶陶瓷不需要通过玻璃形成阶段,因此适于高温熔制的玻璃以及难以形成玻璃的微晶陶瓷的制备,如高温微晶陶瓷材料等。
用该法制备的微晶陶瓷中可存在含量较高的氧化锆、莫来石、尖晶石等耐高温晶相。
如将MgO-Al2O3-SiO2系统玻璃粉碎后与方镁石混合烧结,形成莫来石质微晶陶瓷,耐温高达 1250℃。
此外,烧结法还有一个显著的特点,即玻璃经过水淬后,颗粒细小,比表面积增加,比熔融法制得的玻璃更易于晶化,因而有时可以不使用晶核剂,也可以制备出性能良好的微晶陶瓷材料。
烧结法制备的微晶陶瓷主要集中在CaO-Al2O3-SiO2,Li2O-Al2O3-SiO2,MgO- Al2O3-SiO2,等系统。
3.3溶胶-凝胶法最早是用来制备玻璃的,但近十多年来,一直是玻璃与陶瓷等先进材料制备技术的研究热点。
溶胶-凝胶法的主要优点是:(1)可以得到均质高纯材料;(2)可防止某些组分挥发并减少污染;(3)其制备温度比传统方法低得多,(4)可扩展组成范围,制备传统方法无法制备的材料,如不能形成玻璃的系统和具有高液相组成的微晶陶瓷。
用溶胶-凝胶法制备的微晶陶瓷主要为具有高温、高强、高韧性以及其它特殊性能的高新技术材料。
3.4强韧化技术为了获得力学性能优良的材料,可在微晶陶瓷制备过程中采用一些特珠工艺,如表面涂层和离子交换法等工艺方法。
其中表面涂层适用于高膨胀系数的微晶陶瓷,强化后的材料强度可提高3~5倍,对于低膨胀的微晶陶瓷,一般采用离子交换法。
微晶陶瓷的微观结构对材料的力学性能有很大影响,采用热挤压、温度梯度等方法使晶体定向生长,可大幅度提高力学性能。
此外,还可以在微晶陶瓷中加入高强度的纤维或晶须制成高强度的复合材料。
4.微晶陶瓷的性能与用途微晶陶瓷集中了多种优良性能,如机械强度高、耐磨耐腐蚀、抗氧化性好、电学性质优良、膨胀系数可调、热稳定性好等,不仅适于代替传统材料以获得更好的经济效益和改善工作条件,而且开辟了一个没有替代材料可以满足其技术要求的全新领域,从而在许多领域获得了广泛的应用。
4.1航天工业利用其强度高,质轻及优良的热学性能,可用作飞机、人造地球卫星等的结构材料,如高速飞机的机翼前缘、喷气式发动机喷嘴、主晶相为堇青石,通过浇注法制造的雷达天线罩已被广泛应用。
4.2建筑装饰微晶陶瓷强度高、化学稳定性好,已经广泛用于建筑物的装饰领域。
如微晶陶瓷玻化砖是在玻化瓷的表面复合一层微晶陶瓷的新型复合建筑材料,在机械强度、不吸污(吸水率为零,不会被茶、颜料和油污所污染)、白度、光泽度、耐化学试剂侵蚀、耐磨、耐腐蚀、放射性、热膨胀系数和热稳定性等方面远远优于普通陶瓷玻化砖,从而得到广泛的应用。
4.3机械工业微晶陶瓷具有良好的机械性能且能获得极光滑的表面,适用于作轴承;利用其强度高、耐磨性好的特点,可取代钢材制造斜槽、球磨机内衬以及研磨体;另外,还可制造特种切削工具、离合器、旋转叶片、活塞头等。
4.4电力电子工业微晶陶瓷的膨胀系数可在很大范围内变化,能与金属很好地焊接在一起;它的电性能优良以及在高温下尺寸稳定,能用于制造各种类型的绝缘体、电路板、整流罩、电容器、滤波器和混频器等。
4.5化工领域微晶陶瓷的化学稳定性好,耐磨,被用于制造输送腐蚀性液体的管道、阀门、泵等,还可用作反应器、电解池及搅拌器的内衬。
另外,在核工业中,微晶陶瓷可用于制造反应控制棒、反应堆用密封剂、核废料储存材料,多孔复相微晶陶瓷可应用于过滤器、催化载体和气体传感器等;复相微晶陶瓷可应用于制备热交换器等。
4.6 生物医学具有梯度构造的CaO-P2O5-Al2O3-B2O3系生物微晶陶瓷与天然牙齿有相近的外观,可用于人工齿冠修复;铁钙硅铁磁体微晶陶瓷可将磁带生热所需的强磁性与良好的生物相容性结合,能满足温热治癌的要求;此外,微晶陶瓷在骨骼移植等方面已得到了应用。
5.玻璃陶瓷的发展前景5.1耐高温玻璃陶瓷耐高温玻璃陶瓷是随着烧结法、溶胶-凝胶法等新工艺在玻璃陶瓷制备中的应用而发展起来的新材料。
当玻璃陶瓷中析出如莫来石、尖晶石、铯榴石等耐高温的晶体且含量较高时,材料可以耐很高的温度。
如铯榴石玻璃陶瓷中,不仅析出了这种耐高温微晶,还析出了一些莫来石晶体,而且其残余玻璃相为晶体所包裹,这种材料可在1400℃左右的高温下使用。
5.2高力学性能的材料玻璃陶瓷的微观结构对其力学性能有很大影响,可用控制结构来改善性能,如交织结构可以提高强度和韧性;采用温度梯度、热挤压等方法使晶体定向生长、也能大幅度提高力学性能,如以CaO-P2O5为基的玻璃陶瓷中析出定向微晶,其抗折强度可达700MPa,而且断裂韧性也显着提高;复合材料是提高玻璃陶瓷力学性能的又一有效途径,可将具有不同于玻璃陶瓷基体力学性能的纤维、晶须或微粒与之复合,也可用金属等其它材料与之复合,还可以将玻璃陶瓷的纤维或小球体复合到其它基体中,如用SiC晶须增强MgO-Al2O3-SiO2基的玻璃陶瓷,基抗折强度与断裂韧性分别为500MPa及4.0MPa.m1/2,比未增强者提高两倍以上。
复合材料的力学性能可与Si3N,等结构陶瓷媲美,是一类有前景的新型结构材料。
5.3生物玻璃陶瓷生物玻璃陶瓷的主要优点是在玻璃中可引入CaO、P2O5,通过热处理可以析出羟基磷灰石晶体,具有优良的生物相容性与生物活化性,组成中的其它组分可析出其它类型的晶体,保证材料的化学稳定性、可切削性等,比金属、氧化铝等材料更有前途。
迄今已进行许多临床试验,有的长达六年之久,而且都取得了可喜的成果。
5.4新型功能玻璃陶瓷这类材料随着新技术、高科技的需求而发展,它运用玻璃工艺成形及通过受控晶化析出所需晶体的特性制备具有压电、半导、铁电、电光、非线形等各种特性的材料。
现在研究的一些主要功能材料有透红外玻璃陶瓷、铁电与铁磁性玻璃陶瓷、掺Cr3+等离子的透明玻璃陶瓷,此外还有用于电子器件及其封接的玻璃陶瓷,用作催化剂载体与传感器的多孔掺杂玻璃陶瓷等。
但是功能晶体析出量不够时,性能会导致"稀释"效应,材料虽具有某些功能特性,但性能指标差,不能满足应用要求。
因此,如何提高功能晶体的晶化率和使材料尽可能为单一相或含最少异相是该类材料研究中的重点。
微晶玻璃陶瓷微晶玻璃陶瓷又称可加工陶瓷,是以合成云母为主晶相的云母微晶玻璃,是一种可以机加工的陶瓷材料,该材料具备了良好的加工性能、真空性能、电绝缘特性及耐高温、耐化学腐蚀等优良性能。
一.加工性微晶玻璃陶瓷最突出的特性是可用标准金属加工工具和设备进行车、铣、刨、磨、钻、锯切和攻丝等加工。
是一般95瓷、氮化硅瓷等绝缘材料无法比拟的。
微晶玻璃陶瓷加工性能类似于铸铁,它能加工成各种形状复杂,精度要求高的产品。
微晶玻璃陶瓷虽系脆硬材料,但只要合理地确定加工工艺路线及装夹方式,注意加工方法,准确地选择切削用量,在一般设备上公差等级可控制在IT7级,光洁度达到0.5μm,加工精度控制在0.005mm是完全可行的。
如加工设备优良,操作技术熟练,则精度可达μ级。
二.电性能微晶玻璃陶瓷是一种优良的高温电绝缘材料,在许多电器设备中都可以应用,它有很高的电绝缘强度,高体积电阻及低介质损耗。
三. 热性能微晶玻璃陶瓷是一种耐高温绝缘材料,同时又是能在超低温领域广泛使用的耐腐蚀电绝缘材料。
它的使用范围在-270℃~+800℃。
由于微晶玻璃陶瓷中的云母晶体具有一定的弹性,能制止微裂纹的延伸,因此它又具有较好的抗热冲击性能。