陶瓷的應(yīng)用 (完整)

1、陶瓷的應(yīng)用陶瓷的應(yīng)用陶瓷的應(yīng)用分類 泡沫陶瓷的應(yīng)用 壓電陶瓷的應(yīng)用 結(jié)構(gòu)陶瓷的應(yīng)用 納米陶瓷的應(yīng)用 生物陶瓷的應(yīng)用泡沫陶瓷 泡沫陶瓷材料的發(fā)展始于20世紀(jì)70年代,是一種具有高溫特性的多孔材料。其孔徑從納米級到微米級不等,氣孔率在20%95%之間,使用溫度為常溫1600 類別類別 泡沫陶瓷一般可以分為兩類,即開孔(網(wǎng)狀)陶瓷材料以及閉孔陶瓷材料,這取決于各個孔穴是否具有固體壁面。 如果形成泡沫體的固體僅僅包含于孔棱中,則稱之為開孔陶瓷材料,其孔隙是相互連通的;如果存在固體壁面,則泡沫體稱為閉孔陶瓷材料,其中的孔穴由連續(xù)的陶瓷基體相互分隔。但大部分泡沫陶瓷既存在開孔孔隙又存在少量閉孔孔隙。一般來

2、說孔隙的直徑小于2nm的為微孔材料;孔隙在250nm之間的為介孔材料;孔隙在50nm以上的為宏孔材料。 應(yīng)用領(lǐng)域應(yīng)用領(lǐng)域 泡沫陶瓷的應(yīng)用開始于19世紀(jì)70年代,當(dāng)時僅被用作鈾提純材料和細(xì)菌過濾材料。隨著泡沫陶瓷使用范圍的不斷擴大,其應(yīng)用領(lǐng)域也逐漸擴大,由過濾、熱工等領(lǐng)域逐漸擴展到隔熱、吸音、電子、光電、傳感、環(huán)境生物及化學(xué)領(lǐng)域。 應(yīng)用應(yīng)用 近年來,多孔陶瓷的應(yīng)用領(lǐng)域又?jǐn)U展到航空領(lǐng)域、電子領(lǐng)域、醫(yī)用材料領(lǐng)域及生物化學(xué)領(lǐng)域等。 多孔陶瓷的廣泛應(yīng)用已引起了全球材料界的高度重視,因此,制備高強度、孔徑均勻、性能穩(wěn)定、高度有序的泡沫陶瓷體,拓寬和開發(fā)泡沫陶瓷在國內(nèi)各行業(yè)中的應(yīng)用,無疑是十分必要的。熱點行

3、業(yè)熱點行業(yè)3.1 微孔膜陶瓷分離膜所具有的耐酸堿、耐侵蝕、耐高溫、抗老化、使用壽命長等優(yōu)點已被人們所認(rèn)識,并被開發(fā)應(yīng)用于食品工業(yè)、生物化工、能源工程、環(huán)境工程、電子技術(shù)等許多領(lǐng)域 。隨著材料科學(xué)的發(fā)展,納米級多孔無機膜的制備和應(yīng)用成為人們目前研究的熱點。 3.2 生物材料目前很多科研單位都在致力于多孔羥基磷灰石生物陶瓷材料的研究。用添加造孔劑和制作泡沫陶瓷的方法制備多孔羥基磷灰石生物陶瓷,其相互連通的孔隙有利于組織液的微循環(huán),促進細(xì)胞的滲入和生長。目前,研制出的泡沫陶瓷羥基磷灰石人工骨和義眼已經(jīng)用于臨床實驗,引起了醫(yī)學(xué)界和材料學(xué)界的關(guān)注。 3.3 食品、衛(wèi)生行業(yè)用泡沫陶瓷材料泡沫陶瓷由于具有耐

4、高溫、耐腐蝕和良好的生物、化學(xué)特性,因而可用于醫(yī)藥工業(yè)中的酶、病毒、疫苗、核酸、蛋白質(zhì)等生理活性物質(zhì)的濃縮、分離、精制等。在食品、飲料工業(yè)中,特別適用于對色、香、味要求高的飲料及低度酒類的過濾,并可望在啤酒的生產(chǎn)中發(fā)揮巨大的作用。 3.4 環(huán)境材料隨著現(xiàn)代工業(yè)的發(fā)展,各行各業(yè)在生產(chǎn)中排放的有害氣體和廢水也越來越多,如果處理不當(dāng),就會嚴(yán)重影響人類的生存環(huán)境,所以環(huán)境保護成為時代的主題。泡沫陶瓷在汽車催化轉(zhuǎn)化器的應(yīng)用已經(jīng)有很長時間。除臭用泡沫陶瓷催化器能使廢水中有機溶劑、惡臭氣體催化燃燒,達(dá)到除臭凈化的目的。采用耐高溫且有足夠強度的抗熱震性能的 高滲透性泡沫陶瓷可有效除去高溫含塵氣體。城市污水處理

5、過程中,泡沫陶瓷材料也成為曝氣處理所用材料。 3.5 隔熱材料泡沫陶瓷具有熱傳導(dǎo)率低、抗熱震性能優(yōu)良等特性,是一種理想的耐熱材料。由泡沫陶瓷制作的典型耐熱材料為耐熱磚,其材質(zhì)有Zr02、SiC、鎂鹽及鈣鹽等,使用溫度高達(dá)1600,是目前世界上最好的隔熱材料,稱之為“超級絕熱材料”,被應(yīng)用于航天飛機外殼的隔熱及導(dǎo)彈頭的強迫發(fā)汗等。壓電陶瓷 壓電陶瓷由于它的壓電效應(yīng)用途極為廣泛。例如壓電陶瓷在交變電壓的作用下，能夠產(chǎn)生或接受聲波、次聲波和超聲波，所以可做成水下雷達(dá)、魚群探測器等。用它制成小巧玲瓏、靈敏度極高的壓電陀螺儀，可以控制導(dǎo)彈的飛行，只要導(dǎo)彈發(fā)生偏移，就會把扭力傳遞給壓電陀螺儀，壓電陀螺儀就

6、會輸出電流，使導(dǎo)彈按正確軌道飛行壓電陶瓷壓電陶瓷驅(qū)動電源(hva) 壓電陶瓷壓電陶瓷驅(qū)動納米定位工作臺 結(jié)構(gòu)陶瓷 結(jié)構(gòu)陶瓷具有優(yōu)越的結(jié)構(gòu)陶瓷具有優(yōu)越的強度、硬度、絕強度、硬度、絕緣性、熱傳導(dǎo)、耐高溫、耐氧化、耐緣性、熱傳導(dǎo)、耐高溫、耐氧化、耐腐蝕、耐磨耗、高溫強度腐蝕、耐磨耗、高溫強度等特色，因等特色，因此，在非常嚴(yán)苛的環(huán)境或工程應(yīng)用條此，在非常嚴(yán)苛的環(huán)境或工程應(yīng)用條件下，所展現(xiàn)的高穩(wěn)定性與優(yōu)異的機件下，所展現(xiàn)的高穩(wěn)定性與優(yōu)異的機械性能，在材料工業(yè)上已倍受矚目，械性能，在材料工業(yè)上已倍受矚目，其使用范圍亦日漸擴大。而全球及國其使用范圍亦日漸擴大。而全球及國內(nèi)業(yè)界對于高精密度、高耐磨耗、高內(nèi)業(yè)界

7、對于高精密度、高耐磨耗、高可靠度機械零組件或電子元件的要求可靠度機械零組件或電子元件的要求日趨嚴(yán)格，因而陶瓷產(chǎn)品的需求相當(dāng)日趨嚴(yán)格，因而陶瓷產(chǎn)品的需求相當(dāng)受重視，其市場成長率也頗可觀。受重視，其市場成長率也頗可觀。 應(yīng)用 結(jié)構(gòu)陶瓷主要是指發(fā)揮其機械、熱、化學(xué)等性能的一大類新型陶瓷材料，它可以在許多苛刻的工作環(huán)境下服役，因而成為許多新興科學(xué)技術(shù)得以實現(xiàn)的關(guān)鍵。 在空間技術(shù)領(lǐng)域，制造宇宙飛船需要能承受高溫和溫度急變、強度高、重量輕且長壽的結(jié)構(gòu)材料和防護材料，在這方面，結(jié)構(gòu)陶瓷占有絕對優(yōu)勢。從第一艘宇宙飛船即開始使用高溫與低溫的隔熱瓦，碳-石英復(fù)合燒蝕材料已成功地應(yīng)用于發(fā)射和回收人造地球衛(wèi)星。未來空

8、間技術(shù)的發(fā)展將更加依賴于新型結(jié)構(gòu)材料的應(yīng)用，在這方面結(jié)構(gòu)陶瓷尤其是陶瓷基復(fù)合材料和碳/碳復(fù)合材料遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于其他材料。 高新技術(shù)的應(yīng)用是現(xiàn)代戰(zhàn)爭制勝的法寶。在軍事工業(yè)的發(fā)展方面，高性能結(jié)構(gòu)陶瓷占有舉足輕重的作用。例如先進的亞音速飛機，其成敗就取決于具有高韌性和高可靠性的結(jié)構(gòu)陶瓷和纖維補強的陶瓷基復(fù)合材料的應(yīng)用。 光通信產(chǎn)業(yè)是當(dāng)前世界上發(fā)展最為迅速的高技術(shù)產(chǎn)業(yè)之一，全世界產(chǎn)值已超過30億美元。其所以發(fā)展如此迅速主要依賴于光纖損耗機理的研究以及光纖接頭結(jié)構(gòu)材料的使用。我所已成功地運用氧化鋯增韌陶瓷材料開發(fā)出光纖接頭和套管，性能優(yōu)良，很好地滿足了我國光通信產(chǎn)業(yè)的發(fā)展需要。 瓷閥 利用結(jié)構(gòu)陶瓷結(jié)構(gòu)陶瓷的強

9、耐腐. 陶瓷刀耐磨損、耐腐蝕，不易殘留異味 高速軸承氮化矽陶瓷轉(zhuǎn)子納米陶瓷納米陶瓷 隨著納米技術(shù)的廣泛應(yīng)用，納米陶瓷隨之產(chǎn)生，希望以此來克服 陶瓷材料的脆性，使陶瓷具有像金屬似柔韌性和可加工性。英國材料學(xué)家Cahn指出，納米陶瓷是解決陶瓷脆性的戰(zhàn)略途徑。 納米耐高溫陶瓷粉涂層材料是一種通過化學(xué)反應(yīng)而形成耐高溫陶瓷涂層的材料 應(yīng)用 由于納米陶瓷具有的獨特性能，如做外墻用的建筑陶瓷材料則具有自清潔和防霧功能。隨著高技術(shù)的不斷出現(xiàn)，人們對納米陶瓷寄予很大希望，世界各國的科研工作者正在不斷研究開發(fā)納米陶瓷粉體并以此為原料合成高技術(shù)納米陶瓷。 明節(jié)能/t5納米陶瓷納米陶瓷電極燈管(. 生物陶瓷 生物硬組

10、織代用材料有體骨、動物骨，后來發(fā)展到采用不銹鋼和塑料，由于這些生物材料在生物體中使用，不銹鋼存在溶析、腐蝕和疲勞問題，塑料存在穩(wěn)定性差和強度低的問題。目前世界各國相繼發(fā)展了生物陶瓷材料，它不僅具有不銹鋼塑料所具有的特性，而且具有親水性、能與細(xì)胞等生物組織表現(xiàn)出良好的親和性。因此生物陶瓷具有廣闊的發(fā)展前景。 生物陶瓷除用于測量、診斷治療等外，主要是用作生物硬組織的代用材料?？捎糜诠强?、整形外科、牙科、口腔外科、心血管外科、眼外科、耳鼻喉科及普通外科等方面。 生物活性陶瓷 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羥基，還可做成多孔性，生物組織可長

11、入并同其表面發(fā)生牢固的鍵合；生物吸收性陶瓷的特點是能部分吸收或者全部吸收，在生物體內(nèi)能誘發(fā)新生骨的生長。生物活性陶瓷有生物活性玻璃（磷酸鈣系），羥基磷灰和陶瓷，磷酸三鈣陶瓷等幾種。 功能陶瓷 功能陶瓷是一類頗具靈性的材料，它們或能感知光線，或能區(qū)分氣味，或能儲存信息因此，說它們多才多能一點都不過分它們在電、磁、聲、光、熱等方面具備的許多優(yōu)異性能令其他材料難以企及，有的功能陶瓷材料還是一材多能呢！而這些性質(zhì)的實現(xiàn)往往取決于其內(nèi)部的電子狀態(tài)或原子核結(jié)構(gòu)，又稱電子陶瓷。 其他功能陶瓷 此外，還有半導(dǎo)體陶瓷、激光用陶瓷、核燃料陶瓷、推進劑陶瓷、絕緣陶瓷、介電陶瓷、發(fā)光陶瓷、感光陶瓷、吸波陶瓷太陽能光轉(zhuǎn)換陶瓷、貯能陶瓷、陶瓷固體電池、阻尼陶瓷、生物技術(shù)陶瓷、催化陶瓷、特種功能薄膜等， 在自動控制、儀器儀