先进陶瓷材料研究现状及发展趋势共43页
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半导体陶瓷现状及发展趋势半导体陶瓷是一种新型的材料,它具有优异的物理、化学和机械性能,被广泛应用于电子、光电、航空航天、医疗等领域。
本文将从半导体陶瓷的现状和发展趋势两个方面进行探讨。
一、半导体陶瓷的现状半导体陶瓷是一种由氧化铝、氮化硅、碳化硅等材料制成的陶瓷材料。
它具有高硬度、高强度、高温稳定性、耐腐蚀性、绝缘性等优异性能,被广泛应用于电子、光电、航空航天、医疗等领域。
在电子领域,半导体陶瓷被用作电子元器件的基板、封装材料、热散射材料等。
在光电领域,半导体陶瓷被用作激光器、光纤连接器、光学窗口等。
在航空航天领域,半导体陶瓷被用作发动机部件、热障涂层、航天器外壳等。
在医疗领域,半导体陶瓷被用作人工关节、牙科修复材料等。
半导体陶瓷的生产技术已经相对成熟,国内外许多企业都能够生产出高质量的半导体陶瓷产品。
其中,日本、美国、德国等发达国家的半导体陶瓷产业比较发达,产品质量和技术水平较高。
而我国的半导体陶瓷产业起步较晚,但随着技术的不断提升和市场需求的增加,我国的半导体陶瓷产业也在逐步发展壮大。
二、半导体陶瓷的发展趋势随着科技的不断进步和市场需求的不断增加,半导体陶瓷的发展趋势也在不断变化。
以下是半导体陶瓷的几个发展趋势:1. 多功能化随着半导体陶瓷的应用领域越来越广泛,对其性能要求也越来越高。
未来的半导体陶瓷将不仅具有高硬度、高强度、高温稳定性、耐腐蚀性、绝缘性等基本性能,还将具有多种功能,如磁性、光学、电学、热学等功能。
2. 精细化随着微电子技术的不断发展,半导体陶瓷的制造工艺也在不断精细化。
未来的半导体陶瓷将具有更高的制造精度和更小的尺寸,以适应微电子器件的发展需求。
3. 绿色化随着环保意识的不断提高,半导体陶瓷的生产也将越来越注重环保。
未来的半导体陶瓷将采用更环保的生产工艺和材料,以减少对环境的污染。
4. 智能化随着物联网、人工智能等技术的不断发展,未来的半导体陶瓷将具有更多的智能化功能,如传感、识别、控制等功能,以适应智能化时代的需求。
建筑陶瓷发展现状及未来趋势分析近年来,随着建筑行业的不断发展和人们对建筑装饰的需求不断提高,建筑陶瓷作为一种重要的装饰材料,也得到了广泛的关注和应用。
本文将对建筑陶瓷的发展现状以及未来的发展趋势进行分析。
建筑陶瓷是一种以无机非金属材料为主要成分,采用特定工艺制成的装饰材料。
其在建筑领域中的应用主要集中在墙面、地面和屋面等方面。
建筑陶瓷具有色彩丰富、质地坚硬、强度高、防水耐磨、易于清洁等优点,被广泛应用于住宅、商业、公共建筑等各个领域。
目前,建筑陶瓷市场呈现出一些明显的发展趋势。
首先,建筑陶瓷的品种和规格越来越多样化。
随着人们对建筑装饰要求的提高,建筑陶瓷的设计和制造也不断创新,以满足不同消费者的需求。
而且,随着技术的不断进步,建筑陶瓷的制造工艺也更加成熟,质量也得到了更好的保证。
其次,建筑陶瓷在环保方面的要求也越来越高。
随着社会对环境保护的关注度的提高,建筑陶瓷的环保性能也受到了更多的重视。
许多建筑陶瓷企业致力于研发出更环保的产品,如采用无污染的生产工艺,减少材料的消耗,降低对环境的影响等。
另外,随着现代科技的不断发展,建筑陶瓷在技术上的突破也为其未来的发展提供了更广阔的空间。
例如,近年来一种被称为“智能陶瓷”的新型材料逐渐兴起。
智能陶瓷是利用纳米技术和传感器技术将传统建筑陶瓷赋予了更多的功能,如自净能力、光触发响应、温度调节等。
这种新型建筑陶瓷的出现将会对建筑行业产生重要影响。
对未来的趋势来看,建筑陶瓷在装饰效果上将更加注重个性化和差异化。
随着人们对个性化需求的不断提高,建筑陶瓷的设计也将趋于独特、创新,以满足不同消费者的需求。
此外,建筑陶瓷还将与其他的建筑材料进行更多的结合,创造更多的应用可能。
例如,与玻璃、金属等材料的复合,将会产生更多的装饰效果和应用空间。
另外,建筑陶瓷在技术方面的进步也将持续推动其未来的发展。
随着科技的不断进步,建筑陶瓷将进一步提高其功能性能,如防火、防水、抗污染等。
同时,新材料、新工艺的引入也将进一步提升建筑陶瓷的质量和性能。
陶瓷现状和发展趋势精选文档TTMS system office room 【TTMS16H-TTMS2A-TTMS8Q8-2017年,陶瓷行业承接了2016年的压力,行业局势也愈发明朗。
在原材料涨价、环保督查、跨界竞争、出口下滑等压力下,陶瓷行业经历了去产能、大洗牌的结构调整。
建陶行业的发展模式逐渐从靠规模取胜和价格促销的模式中,转向品质化、品牌化的公平竞争态势。
现代仿古、互联网+等产品和风潮,成为陶瓷行业发展新竞争力的关键词。
成本涨价2017年,受煤炭、化工原料和物流等方面的成本涨价压力影响,山东淄博、四川夹江、西北产区和广东部分产区陆续经历了几波环保涨价。
部分企业表示,相比往年,企业利润跌幅高达60-70%。
2016年下半年,陶瓷行业生产相关的煤炭、化工原料、纸箱等方面的生产原料价格出现不同幅度的涨价。
包括广东在内的全国各陶瓷产区在2016年年底掀起不同程度的瓷砖涨价浪潮。
2017年上半年,来自生产原料的成本压力依然没有松缓。
总体来说,生产成本中来自煤炭和纸箱的涨价对陶瓷企业影响最大。
环保督查全国环保一盘棋,在保障经济效益与生态环境协调发展的同时,给最终朝向产业结构优化升级的陶瓷行业带来了公平的竞争环境和创新为导向的发展方向。
传统制造方式的转型升级和绿色发展成为必然。
如何全面实行绿色生产,构建绿色制造体系,创建绿色工厂、打造绿色供应链才是企业需要考虑的核心问题。
现代仿古自2015年起,主打现代简约风格的现代仿古砖开始在陶瓷行业逐渐兴起,业内新涌现出一大批以极简、轻奢、简约、工业风等为主题的品牌,无论是展厅还是产品,均奉行简约主义设计。
在最近几届的“陶瓷行业风向标”博洛尼亚展上,白色的大理石瓷砖和灰色的水泥砖成为被应用最多的产品,时尚、简约成为展会的关键词。
此情此景下,不少瓷砖品牌纷纷顺势推出切合现代简约风格的瓷砖产品。
2015年前后,马可波罗、东鹏等广东品牌逐渐调整战略,抢占现代仿古品类新风口。
陶瓷产业的发展趋势陶瓷产业是人类使用最久的工艺产业之一,拥有悠久的历史和丰富的文化内涵。
在现代工业化的推动下,陶瓷产业也经历了不断的发展与变革。
本文将从技术创新、市场需求和可持续发展等方面,探讨陶瓷产业的发展趋势。
一、技术创新的推动1. 新材料的运用传统陶瓷主要由石英、长石和粘土等天然材料制成。
随着科技的进步和研发投入的增加,新型陶瓷材料如氧化铝陶瓷、氮化硅陶瓷、碳化硅陶瓷等开始被广泛应用。
这些新材料具有更高的耐磨性、耐高温性和导电性,适用于各种专业领域的需求。
2. 新工艺的应用陶瓷制品生产的传统工艺主要包括成型、干燥、烧结等环节。
现代陶瓷制造业引入了新的工艺技术,如注浆成型、CAD/CAM技术和3D打印等。
这些新工艺可以大大提高陶瓷制品的成形精度和生产效率,降低成本并提高产品质量。
3. 数字化技术的应用随着数字化技术的迅速发展,陶瓷制品的设计、生产和销售方式也发生了巨大改变。
通过数字化技术,可以实现陶瓷制品的个性化定制和精准市场定位。
同时,数字化技术还可以实现陶瓷产品的追溯和质量监管,提高陶瓷产业的整体竞争力。
二、市场需求的变化1. 艺术陶瓷的兴起随着人们审美观念的改变和生活质量的提高,对于艺术陶瓷的需求逐渐增加。
艺术陶瓷制品不仅具有实用性,而且具有观赏性,能够满足人们追求独特和创意的需求。
因此,艺术陶瓷市场的发展前景广阔,对于陶瓷制造企业来说,开发和生产具有艺术价值的陶瓷制品是一个重要的发展方向。
2. 增长型消费的兴起随着中国经济的快速发展和居民收入的增加,人们对于消费品的需求也逐渐升级。
从简单的满足物质需求到追求品质、环保和文化内涵的产品。
陶瓷制品作为一种绿色、环保和具有文化内涵的产品,受到了消费者的青睐。
因此,陶瓷产业有望在增长型消费的推动下获得长期的发展。
3. 定制化需求的增加随着人们生活水平的提高和个性化需求的增加,定制化产品的市场需求也日益增长。
陶瓷制品作为一种具有良好塑性和装饰性的材料,非常适合进行个性化定制。
纳米陶瓷材料的研究现状及应用
一、研究现状
1、纳米陶瓷材料的科学定义
纳米陶瓷材料是一种同时具有有机和无机特性的材料,其中包含硬晶体、软晶体和非晶状结构。
它们具有很高的热稳定性和化学稳定性,且具
有良好的机械性能。
目前,纳米陶瓷材料被广泛应用于多种领域,如生物
医学、煤炭工业、航空航天、能源储存等领域。
2、研究进展
近年来,随着纳米技术的发展,纳米陶瓷材料的研究也取得了快速发展,得到了广泛的应用。
纳米陶瓷材料的研究已从传统的材料表征和性能
测试扩展到对其结构、形貌、微观组成和制备条件等的深入研究。
目前,
研究者正在尝试利用纳米技术制备新型纳米陶瓷材料,以改善其力学性能、尺寸稳定性和多功能性。
目前,纳米陶瓷材料的研究已经取得了一定的进展,并受到了学者们
的广泛关注和研究。
研究者已经成功地通过合成和优化材料结构,提高了
纳米陶瓷材料的力学性能和耐久性,并实现了纳米陶瓷材料的多功能性。
3、未来发展趋势。
建筑陶瓷产业发展的现状和趋势标题:建筑陶瓷产业的发展现状和趋势一、引言建筑陶瓷作为一种重要的建筑材料,不仅具有丰富的色彩、多样的纹理和独特的质感,还具备耐磨、防滑、易清洁等诸多功能。
在建筑领域的应用广泛,从外墙到内墙,从地面到天花板,无处不见其身影。
本文将就建筑陶瓷产业的现状和发展趋势进行探讨。
二、建筑陶瓷产业的现状1. 产业规模不断扩大随着国家城乡建设的快速发展,以及人们对生活环境的不断改善,建筑陶瓷行业得以迅猛发展。
近年来,我国建筑陶瓷产业规模不断扩大,产量和销售额均呈稳步增长态势。
2. 技术水平不断提高建筑陶瓷的生产技术水平也在不断提高。
从传统的手工生产向机械化、数字化、智能化方向发展。
先进的生产工艺和设备使得生产效率得到大幅提升,产品质量也得到极大保证。
3. 产品品种和质量不断丰富由于市场需求的不断变化和消费者对产品个性化的追求,建筑陶瓷的品种和质量也在不断丰富。
除了传统的砖瓦、地砖、墙砖品种外,人们还对石材陶瓷、马赛克等新兴产品有更多需求。
4. 国内市场和国际市场均有较大潜力中国作为世界最大的建筑陶瓷生产国和消费国,市场规模巨大。
同时,国际市场对中国建筑陶瓷产品也有较大的需求,出口量也在逐年增加。
中国建筑陶瓷企业有机会通过参与国际市场竞争提高自身的竞争力。
三、建筑陶瓷产业的发展趋势1. 产品个性化和多样化随着消费者对美的追求和个性化需求的不断提升,建筑陶瓷企业应不断创新,推出更多样化、个性化的产品,满足消费者多样化的需求。
2. 环保和健康成为企业关注的重点如今,环保和健康成为社会的共识,建筑陶瓷企业应注重研发绿色环保、无甲醛等低碳材料,以满足消费者对健康和环保的要求。
3. 技术创新和智能化生产建筑陶瓷企业应注重技术创新和智能化生产,加大对机械化、数字化、智能化设备的研发和应用,提高生产效率,降低成本。
4. 市场细分和差异化发展随着市场竞争的加剧,企业应注重市场细分和差异化发展,打造专业化、特色化的品牌形象,满足不同人群的需求。
陶瓷基复合材料的研究现状与发展前景目前,陶瓷基复合材料的研究主要集中在以下几个方面:1.多相复合材料的设计与制备:陶瓷基复合材料通常由陶瓷基质和强化相组成,通过调控两者之间的相互作用,可以实现材料性能的优化。
目前,研究者们通过改变不同相的比例、尺寸和形态,以及引入适量的界面相来实现复合材料的设计。
此外,也有学者通过设计多层结构、梯度结构和纳米结构等方法来增加材料的界面面积和界面结合强度,从而提高材料的力学性能和耐磨性能。
2.陶瓷基复合材料的性能改善:陶瓷基复合材料的一个主要目标是提高其力学性能和耐磨性能。
为此,研究者在陶瓷基复合材料中引入了各种强化相,如碳化硅、碳化硼、氮化硅等,以提高材料的硬度和强度。
此外,还有学者通过控制复合材料的纤维方向、制备多孔材料等方法,来改善材料的韧性和抗撞击性能。
同时,还有部分研究者在陶瓷基复合材料中引入纳米颗粒、纳米管道和纳米纤维等,以提高材料的导电性、导热性和光学性能。
3.陶瓷基复合材料的制备技术:陶瓷基复合材料的制备通常包括两个步骤,即原料的混合和制备过程的选择。
在混合过程中,常用的方法包括干法混合、湿法混合和机械合金化等。
而在制备过程的选择上,常用的方法包括烧结、热压、热等静压、溶胶凝胶法、化学气相沉积等。
在制备技术方面,人们的研究重点主要集中在提高材料的致密性、结晶度和尺寸的控制等方面。
陶瓷基复合材料在各个领域中都有广泛的应用前景。
例如,在航空航天领域,陶瓷基复合材料可以用于制造高温结构件、涡轮叶片和发动机喷嘴等部件,以提高其耐高温和高应力环境下的性能。
在电子设备领域,陶瓷基复合材料可以用于制造封装材料、电阻器和散热器等器件,以提高其耐高温和导热性能。
在汽车制造领域,陶瓷基复合材料可以用于制造发动机和刹车系统等重要零部件,以提高其耐磨和耐蚀性能。
综上所述,陶瓷基复合材料是一种性能优异、应用前景广阔的材料。
通过不断地改进材料的设计和制备技术,陶瓷基复合材料有望在各个领域中得到更广泛的应用。
摘要:本文以美国为例,通过对美国先进陶瓷材料现状及发展趋势的研究,说明先进陶瓷以其优越的高温性、可靠性及其独特性能已经成为一种经济适用的首选材料,并广泛应用于工业制造、能源、航天、交通、军事以及消费品制造等领域。
美国把研究工作的重点放在企业界,这一举措对我们具有一定的借鉴作用。
关键词:先进陶瓷,高温性能陶瓷是人类生活、现代科技发展和经济建设中不可缺少的材料。
它和金属材料、高分子材料并列为当代三大固体材料。
我国是最早制造瓷器的国家,因此英文瓷器China与“中国”是同意词。
中国远在新石器时代就有了陶瓷,距今六七千年前就开始用陶刀,仰韶文化时期发展了彩陶,殷朝时期产生了以高岭土为原料的白陶,殷周时代创造了釉陶,东汉时期的瓷器已经达到了相当高的水平。
从公元九世纪起,中国陶瓷就已远销非洲和阿拉伯世界,中国人民对世界陶瓷的发展做出了杰出贡献。
1先进陶瓷发展现状进入二十世纪以来,特别是第二次世界大战以后,随着空间技术、原子能工业和电子工业的迅速发展,迫切需要优良的材料。
对材料的耐热性、耐蚀性、机械强度、电磁特性和尺寸精度方面提出了更高要求,陶瓷研究进入了一个的新阶段。
随着科学技术的进步,人们对陶瓷材料的本质有了更深刻的理解。
从原料的纯度、粒度、晶型、杂质含量及种类等因素入手,并对成型和烧结工艺流程进行深入的研究,使陶瓷组织得到极大改善,性能得到极大提高。
这种新型陶瓷与传统陶瓷有本质的区别。
对于新型陶瓷,目前尚无明确定义,但一般说法是:采用高度精选的原料,具有能精确控制的化学组成,按着便于进行结构设计及控制制造方法进行制造加工,具有优异性能的陶瓷,称为新型陶瓷。
事实上,不同国家对这类材料的称谓也不同:英国人称为“技术陶瓷”(technology ceramics);美国人称为“高级陶瓷”、“近代陶瓷”(advanced ceramics)或“高效陶瓷”(high performance ceramics);日本则常称为“精细陶瓷”(fine ceramics)或“新型陶瓷”(new ceramics);我国有人称其为“工业陶瓷”(industrial ceramics)。
陶瓷发展现状陶瓷产业作为一种传统的手工工艺,已经有着悠久的历史。
如今,随着科技的发展和创新的不断推动,陶瓷行业正逐渐走向现代化和产业化。
在当前的陶瓷发展现状中,陶瓷制造技术得到了长足的进步。
传统的手工制作逐渐被机械化和自动化取代,使得陶瓷的生产效率大幅提升。
同时,现代科技的应用使得陶瓷制造过程更加精细和高效,产品的质量也得到了极大的提高。
比如,采用3D打印技术可以实现复杂形状的陶瓷制造,使得设计师可以更加自由地创造出各种令人惊叹的作品。
随着人们对环境保护和健康的追求,无毒、环保的陶瓷材料受到越来越多的关注。
传统的陶瓷材料中含有一些有害物质,而现代陶瓷材料通过改变配料和烧制工艺,使得产品无毒、无害,并且能够与人体皮肤或食物接触而不产生危害。
这种环保的特性使得陶瓷制品在餐具、厨具和医疗器械等领域得到了广泛的应用。
此外,陶瓷行业正积极推动设计与创新的结合。
通过与设计师的合作,陶瓷制造商能够开发出更加个性化和具有艺术价值的产品。
同时,陶瓷的材质可塑性很高,可以通过各种加工和涂装工艺实现丰富的表现效果,使得陶瓷制品呈现出多样化的样式和纹理。
虽然陶瓷发展取得了巨大的成就,但也面临一些挑战。
首先,原材料成本的上涨使得陶瓷制造商面临着生产成本的压力。
其次,市场竞争激烈,陶瓷产品同质化的问题也较为突出。
为了在竞争中脱颖而出,陶瓷企业需要注重创新和加强品牌建设。
总的来说,陶瓷行业在科技创新和环保意识的推动下正在快速发展。
随着设计和创新的融入,陶瓷制品正朝着更加高端、个性化和艺术化的方向发展。
然而,面对激烈的市场竞争和成本压力,陶瓷企业需要不断创新和提升自身竞争力,才能在行业中立于不败之地。
陶瓷的研究现状与发展展望陶瓷材料是用天然或合成化合物经过成形和高温烧结制成的一类无机非金属材料.它具有高熔点、高硬度、高耐磨性、耐氧化等优点.可用作结构材料、刀具材料,由于陶瓷还具有某些特殊的性能,又可作为功能材料.分类:普通陶瓷材料采用天然原料如长石、粘土和石英等烧结而成,是典型的硅酸盐材料,主要组成元素是硅、铝、氧,这三种元素占地壳元素总量的90%,普通陶瓷来源丰富、成本低、工艺成熟.这类陶瓷按性能特征和用途又可分为日用陶瓷、建筑陶瓷、电绝缘陶瓷、化工陶瓷等.特种陶瓷材料采用高纯度人工合成的原料,利用精密控制工艺成形烧结制成,一般具有某些特殊性能,以适应各种需要.根据其主要成分,有氧化物陶瓷、氮化物陶瓷、碳化物陶瓷、金属陶瓷等;特种陶瓷具有特殊的力学、光、声、电、磁、热等性能.本节主要介绍特种陶瓷.编辑本段性能特点力学性能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.电性能大多数陶瓷具有良好的电绝缘性,因此大量用于制作各种电压(1kV~110kV)的绝缘器件.铁电陶瓷(钛酸钡BaTiO3)具有较高的介电常数,可用于制作电容器,铁电陶瓷在外电场的作用下,还能改变形状,将电能转换为机械能(具有压电材料的特性),可用作扩音机、电唱机、超声波仪、声纳、医疗用声谱仪等.少数陶瓷还具有半导体的特性,可作整流器. 化学性能陶瓷材料在高温下不易氧化,并对酸、碱、盐具有良好的抗腐蚀能力.光学性能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.编辑本段常用特种陶瓷材料根据用途不同,特种陶瓷材料可分为结构陶瓷、工具陶瓷、功能陶瓷.1.结构陶瓷氧化铝陶瓷主要组成物为Al2O3,一般含量大于45%.氧化铝陶瓷具有各种优良的性能.耐高温,一般可要1600℃长期使用,耐腐蚀,高强度,其强度为普通陶瓷的2~3倍,高者可达5~6倍.其缺点是脆性大,不能接受突然的环境温度变化.用途极为广泛,可用作坩埚、发动机火花塞、高温耐火材料、热电偶套管、密封环等,也可作刀具和模具.氮化硅陶瓷主要组成物是Si3N4,这是一种高温强度高、高硬度、耐磨、耐腐蚀并能自润滑的高温陶瓷,线膨胀系数在各种陶瓷中最小,使用温度高达1400℃,具有极好的耐腐蚀性,除氢氟酸外,能耐其它各种酸的腐蚀,并能耐碱、各种金属的腐蚀,并具有优良的电绝缘性和耐辐射性.可用作高温轴承、在腐蚀介质中使用的密封环、热电偶套管、也可用作金属切削刀具.碳化硅陶瓷主要组成物是SiC,这是一种高强度、高硬度的耐高温陶瓷,在1200℃~1400℃使用仍能保持高的抗弯强度,是目前高温强度最高的陶瓷,碳化硅陶瓷还具有良好的导热性、抗氧化性、导电性和高的冲击韧度.是良好的高温结构材料,可用于火箭尾喷管喷嘴、热电偶套管、炉管等高温下工作的部件;利用它的导热性可制作高温下的热交换器材料;利用它的高硬度和耐磨性制作砂轮、磨料等.六方氮化硼陶瓷主要成分为BN,晶体结构为六方晶系,六方氮化硼的结构和性能与石墨相似,故有“白石墨”之称,硬度较低,可以进行切削加工具有自润滑性,可制成自润滑高温轴承、玻璃成形模具等.2.工具陶瓷硬质合金主要成分为碳化物和粘结剂,碳化物主要有WC、TiC、TaC、NbC、VC 等,粘结剂主要为钴(Co).硬质合金与工具钢相比,硬度高(高达87~91HRA),热硬性好(1000℃左右耐磨性优良),用作刀具时,切削速度比高速钢提高4~7 倍,寿命提高5~8 倍,其缺点是硬度太高、性脆,很难被机械加工,因此常制成刀片并镶焊在刀杆上使用,硬质合金主要用于机械加工刀具;各种模具,包括拉伸模、拉拔模、冷镦模;矿山工具、地质和石油开采用各种钻头等.金刚石天然金刚石(钻石)作为名贵的装饰品,而合成金刚石在工业上广泛应用,金刚石是自然界最硬的材料,还具备极高的弹性模量;金刚石的导热率是已知材料中最高的;金刚石的绝缘性能很好.金刚石可用作钻头、刀具、磨具、拉丝模、修整工具;金刚石工具进行超精密加工,可达到镜面光洁度.但金刚石刀具的热稳定性差,与铁族元素的亲和力大,故不能用于加工铁、镍基合金,而主要加工非铁金属和非金属,广泛用于陶瓷、玻璃、石料、混凝土、宝石、玛瑙等的加工.立方氮化硼(CBN)具有立方晶体结构,其硬度高,仅次于金刚石,具热稳定性和化学稳定性比金刚石好,可用于淬火钢、耐磨铸铁、热喷涂材料和镍等难加工材料的切削加工.可制成刀具、磨具、拉丝模等其它工具陶瓷尚有氧化铝、氧化锆、氮化硅等陶瓷,但从综合性能及工程应用均不及上述三种工具陶瓷.3.功能陶瓷功能陶瓷通常具的特殊的物理性能,涉及的领域比较多,常用功能陶瓷的特性及应用见表.常用功能陶瓷的组成、特性及应用种类性能特征主要组成用途介电陶瓷绝缘性Al2O3、Mg2SiO4集成电路基板热电性PbTiO3、BaTiO3 热敏电阻压电性PbTiO3、LiNbO3振荡器强介电性BaTiO3 电容器光学陶瓷荧光、发光性Al2O3CrNd玻璃激光红外透过性CaAs、CdTe红外线窗口高透明度SiO2 光导纤维电发色效应WO3 显示器磁性陶瓷软磁性ZnFe2O、γ-Fe2O3磁带、各种高频磁心硬磁性SrO.6 Fe2O3 电声器件、仪表及控制器件的磁芯半导体陶瓷光电效应CdS、Ca2Sx 太阳电池阻抗温度变化效应VO2、NiO 温度传感器热电子放射效应LaB6、BaO热阴极(一)工程塑料的开发利用目前,主要的工程塑料制品已有10多种,其中聚酸胺、聚甲醛、聚磷酸酯、改性聚苯酸和热塑性聚酯被称为五大工程塑料.它们的产量较大.价格一般为传统通用塑料的2—6 倍.而聚摧硫酸等特种工程塑料的价格为通用塑料的5一10 倍.以塑料代替钢铁、木材、水泥三大传统基本材料,可以节省大量能源、人力和物力.(二)合成橡胶的开发利用由于生产合成橡胶的原料丰富,其良好的性能又可以满足当代科技发展对材料提出的某些特殊要求,所以合成橡胶出现几十年来,品种已很丰富,一般可将其分为通用合成橡胶和特种合成橡胶两类.通用合成橡胶性能与天然橡胶相似,用于制造一般的橡胶制品,如各种轮胎、传动带、胶管等工业用品和雨衣、胶鞋等生活用品.特种合成橡胶具有耐高温、耐低温耐酸碱等优点,多用于特殊环境和高科技领域,如航空、航天、军事等方面.(三)合成纤维的开发利用合成纤维的品种有几十种,但最常见的是六大种:聚酸胺纤维(商品名尼龙)、聚胺纤维(商品名涤纶)、聚乙烯纤维(商品名腈纶)、聚丙烯纤维(商品名丙纶)、聚乙烯酸纤维(商品名维纶)、聚氯乙烯纤维(商品名氨纶).高分子合成材料具有质量小、绝缘性能好等特点,所以发展很快,但又都有先天不足,即它们都在不同程度上对氧、热和光有敏感性.但是,随着高技术的迅速发展,高分子合成材料的大军必将在经济生活中扮演举足轻重的角色.四、陶瓷材料陶瓷材料中已崛起了精细陶瓷,它以抗高温、超强度、多功能等优良性能在新材料世界独领风骚.精细陶瓷是指以精制的高纯度人工合成的无机化合物为原料,采用精密控制工艺烧结的高性能陶瓷,因此又称先进陶瓷或新型陶瓷.精细陶瓷有许多种,它们大致可分成三类. (一)结构陶瓷.这种陶瓷主要用于制作结构零件.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是使用不了多久就会损坏,而先进的结构陶瓷零件就能经受住这种“磨难”.(二)电子陶瓷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.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.(三)生物陶瓷生物陶瓷是用于制造人体“骨骼一肌肉”系统,以修复或替换人体器官或组织的一种陶瓷材料.精细陶瓷是新型材料特别值中得注意的一种,它有广阔的发展前途.这种具有优良性能的精细陶瓷,有可能在很大的范围内代替钢铁以及其他金属而得到广泛应用,达到节约能源、提高效率、降低成本的目的;精细陶瓷和高分子合成材料相结合.可以使交通运输工具轻量化、小型化和高效化.精陶材料将成为名副其实的耐高温的高强度材料,从而可用作包括飞机发动机在内的各种热机材料、燃料电池发电部件材料、核聚变反应堆护壁材料、无公害的外燃式发动机材料等.精细陶瓷与高性能分子材料、新金属材料、复合材料并列为四大新材料.有些科学家预言.由于精细陶瓷的出现,人类将从钢铁时代重新进入陶瓷时代编辑本段更多信息原来的陶瓷就是指陶器和瓷器的通称.也就是通过成型和高温烧结所得到的成型烧结体. 传统的陶瓷材料主要是指硅铝酸盐.刚开始的时候人们对硅铝酸盐的选择要求不高,纯度不大,颗粒的粒度也不均一,成型压强不高.这时得到陶瓷称为传统陶瓷.后来发展到纯度高,粒度小且均一,成型压强高,进行烧结得到的烧结体叫做精细陶瓷.接下来的阶段,人们研究构成陶瓷的陶瓷材料的基础,使陶瓷的概念发生了很大的变化.陶瓷内部的力学性能是与构成陶瓷的材料的化学键结构有关,在形成晶体时能够形成比较强的三维网状结构的化学物质都可以作为陶瓷的材料.这重要包括比较强的离子键的离子化合物,能够形成原子晶体的单质和化合物,以及形成金属晶体的物质.他们都可以作为陶瓷材料.其次人们借鉴三维成键的特点发展了纤维增强复合材料.更进一步拓宽了陶瓷材料的范围.因此陶瓷材料发展成了可以借助三维成键的材料的通称.陶瓷的概念就发展成为可以借助三维成键的材料,通过成型和高温烧结所得到的烧结体. (这个概念把玻璃也纳入了陶瓷的范围)研究陶瓷的结构和性能的理论也得到了展开:陶瓷材料,内部微结构(微晶晶面作用,多孔多相分布情况)对力学性能的影响得到了发展.材料(光,电,热,磁)性能和成形关系,以及粒度分布,胶着界面的关系也得到发展,陶瓷应当成为承载一定性能物质存在形态.这里应该和量子力学,纳米技术,表面化学等学科关联起来.陶瓷学科成为一个综合学科详细介绍----透明陶瓷材料陶瓷具有广大的发展前景,透明陶瓷以其优异的综合性能已成为一种新型的、备受瞩目的功能材料。
国外先进陶瓷研发及产业化应用发展状况作者:谢志鹏范彬彬来源:《景德镇陶瓷》2021年第06期先进陶瓷是“采用高度精炼提纯或化学合成的粉体原料,具有精确控制的化学组成,通过产品结构设计,按照便于控制的制造技术加工、制备得到具有优异特性的陶瓷”。
先进陶瓷涵盖了结构陶瓷、功能陶瓷、生物陶瓷等各类氧化物、氮化物、碳化物、硼化物等高性能陶瓷材料,具有高强度、高硬度、耐高温、耐磨损、耐腐蚀以及优异的电学性能、光学性能、化学稳定性和生物相容性。
随着现代高新技术产业的快速发展,先进陶瓷已逐步成为新材料的重要组成部分,成为许多高技术领域发展的关键材料。
先进陶瓷不仅广泛应用于机械、化工、能源、环保等工业领域,而且在航空航天、通信电子、半导体微电子、生物医疗、国防军工及高铁、新能源汽车等高科技领域和新型产业中得到越来越多的应用。
据统计,先进陶瓷产业每年以8%左右的增长速度高速发展,全球先进陶瓷产业已达到数万亿级的市场规模。
但从陶瓷产业价值链来看,我国先进陶瓷许多企业和产品仍处于中低端,日、美、欧则占据了包括功能陶瓷和电子元器件在内的中高端市场。
本文从多方面介绍了国际上这些先进陶瓷的研发重点及其应用发展状况。
1、国外先进陶瓷研发与产业化重点面对先进陶瓷的巨大市场与应用前景,世界各国政府及先进陶瓷产业界都做出了许多积极响应。
从2000年开始,美国国家能源部与美国陶瓷协会联合资助并实施了为期20年的美国先进陶瓷发展计划。
欧盟第六次框架计划支持广泛的多领域课题研究,其中一些专门针对高性能陶瓷及其复合材料的先进制备技术,特别是英国、法国和德国在航空航天应用的背景下加强陶瓷基复合材料和超高温陶瓷材料的制备技术研究。
在先进陶瓷制备技术具有优势的日本更是加大力度发展新技术新工艺,其中以日本国立研究机构、日本京瓷和村田为代表的大公司在高性能先进陶瓷的开发研究方面取得了令人瞩目的成绩。
图1列出了上述国家的部分先进陶瓷企业在2020年的生产销售情况。