特種工程陶瓷簡(jiǎn)介

1、第七章第七章 工程陶瓷工程陶瓷 傳統(tǒng)陶瓷主要采用天然的巖石、礦物、粘土傳統(tǒng)陶瓷主要采用天然的巖石、礦物、粘土等材料做原料。而新型陶瓷則采用人工合成的高等材料做原料。而新型陶瓷則采用人工合成的高純度無(wú)機(jī)化合物為原料，在嚴(yán)格控制的條件下經(jīng)純度無(wú)機(jī)化合物為原料，在嚴(yán)格控制的條件下經(jīng)成型、燒結(jié)和其他處理而制成具有微細(xì)結(jié)晶組織成型、燒結(jié)和其他處理而制成具有微細(xì)結(jié)晶組織的無(wú)機(jī)材料。它具有一系列優(yōu)越的物理、化學(xué)和的無(wú)機(jī)材料。它具有一系列優(yōu)越的物理、化學(xué)和生物性能，其應(yīng)用范圍是傳統(tǒng)陶瓷遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能相比生物性能，其應(yīng)用范圍是傳統(tǒng)陶瓷遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能相比的，這類陶瓷又稱為特種陶瓷或精細(xì)陶瓷的，這類陶瓷又稱為特種陶瓷或精細(xì)陶瓷

2、。 新型陶瓷按新型陶瓷按化學(xué)成分化學(xué)成分主要分為兩類：主要分為兩類： 一類是純氧化物陶瓷，一類是純氧化物陶瓷， 如如Al2O3Al2O3、ZrO2ZrO2、MgOMgO、CaOCaO、BeOBeO、ThO2ThO2等；等； 另一類是非氧化物系陶瓷，如碳化物、硼另一類是非氧化物系陶瓷，如碳化物、硼化物、氮化物和硅化物等?；?、氮化物和硅化物等。 按照其按照其性能與特征性能與特征又可分為：又可分為： 高溫陶瓷、超硬質(zhì)陶瓷、高韌陶瓷、半導(dǎo)高溫陶瓷、超硬質(zhì)陶瓷、高韌陶瓷、半導(dǎo)體陶瓷。電解質(zhì)陶瓷、磁性陶瓷、導(dǎo)電性陶瓷體陶瓷。電解質(zhì)陶瓷、磁性陶瓷、導(dǎo)電性陶瓷等。等。 在工程結(jié)構(gòu)上使用的陶瓷稱為在工程結(jié)構(gòu)上

3、使用的陶瓷稱為工程陶瓷工程陶瓷，它主要在高溫下使用，也稱高溫結(jié)構(gòu)陶瓷。這它主要在高溫下使用，也稱高溫結(jié)構(gòu)陶瓷。這類陶瓷具有在高溫下強(qiáng)度高、硬度大、抗氧化、類陶瓷具有在高溫下強(qiáng)度高、硬度大、抗氧化、耐腐蝕、耐磨損、耐燒蝕等優(yōu)點(diǎn)，是空間技術(shù)、耐腐蝕、耐磨損、耐燒蝕等優(yōu)點(diǎn)，是空間技術(shù)、軍事技術(shù)、原子能、工業(yè)及化工設(shè)備等領(lǐng)域中軍事技術(shù)、原子能、工業(yè)及化工設(shè)備等領(lǐng)域中的重要材料。的重要材料。 工程陶瓷有許多種類，但目前世界上研究工程陶瓷有許多種類，但目前世界上研究最多，認(rèn)為最有發(fā)展前途的是氯化硅、碳化硅最多，認(rèn)為最有發(fā)展前途的是氯化硅、碳化硅和增韌氧化物三類材料。和增韌氧化物三類材料。 工程陶瓷主要性能

4、指標(biāo)工程陶瓷主要性能指標(biāo): : 陶瓷工作表面耐磨性是錳鋼的陶瓷工作表面耐磨性是錳鋼的100100倍以上，高鉻鑄倍以上，高鉻鑄鐵的鐵的2020倍以上；比耐磨橡膠高幾倍至幾十倍以上。陶倍以上；比耐磨橡膠高幾倍至幾十倍以上。陶瓷金屬結(jié)合強(qiáng)度達(dá)到瓷金屬結(jié)合強(qiáng)度達(dá)到300kg/300kg/2 2使用溫度可達(dá)使用溫度可達(dá)500500。 使用耐磨陶瓷制造的設(shè)備，使用壽命可提高五倍使用耐磨陶瓷制造的設(shè)備，使用壽命可提高五倍以上，性能價(jià)格比可提高以上，性能價(jià)格比可提高3 3倍以上。倍以上。耐磨陶瓷性能特點(diǎn)：耐磨陶瓷性能特點(diǎn)： 1. 1. 硬度大，一般硬度大于硬度大，一般硬度大于HRA80HRA80以上，最高可達(dá)

5、以上，最高可達(dá)到到9292以上；以上； 2. 2. 耐磨性能極好：是普通碳鋼的至少耐磨性能極好：是普通碳鋼的至少200200以上，以上，高鉻鑄鐵的高鉻鑄鐵的1010倍以上，倍以上， 3. 3. 重量輕：氧化鋁比重一般只有重量輕：氧化鋁比重一般只有3.63.6左右，碳化左右，碳化硅為硅為2.72.7左右，氧化鋯為左右，氧化鋯為6 6左右左右 4. 4. 耐熱性能好：不同耐磨陶瓷的耐熱性不盡相同，耐熱性能好：不同耐磨陶瓷的耐熱性不盡相同，但用于耐顆粒沖刷場(chǎng)合，耐熱性沒(méi)有任何問(wèn)題。但用于耐顆粒沖刷場(chǎng)合，耐熱性沒(méi)有任何問(wèn)題。 常用結(jié)構(gòu)陶瓷常用結(jié)構(gòu)陶瓷 1 1、氮化硅陶瓷、氮化硅陶瓷 氮化硅陶瓷是近氮化

6、硅陶瓷是近2020多年來(lái)發(fā)展起來(lái)的新型工程陶瓷，多年來(lái)發(fā)展起來(lái)的新型工程陶瓷，與一般硅酸鹽陶瓷不同之處在于氮化硅的結(jié)合屬于共價(jià)鍵與一般硅酸鹽陶瓷不同之處在于氮化硅的結(jié)合屬于共價(jià)鍵性質(zhì)的結(jié)合，因而有結(jié)合力強(qiáng)、絕緣性好的特點(diǎn)。用熱壓性質(zhì)的結(jié)合，因而有結(jié)合力強(qiáng)、絕緣性好的特點(diǎn)。用熱壓工藝可制得接近理論密度的高致密的氮化硅陶瓷，其彎曲工藝可制得接近理論密度的高致密的氮化硅陶瓷，其彎曲強(qiáng)度即使在強(qiáng)度即使在14001400左右的高溫下仍可達(dá)左右的高溫下仍可達(dá)500500600MPa600MPa，而，而經(jīng)添加劑經(jīng)過(guò)優(yōu)化后的氮化硅陶瓷經(jīng)添加劑經(jīng)過(guò)優(yōu)化后的氮化硅陶瓷14001400下仍然可以維持下仍然可以維持接

7、近接近1000MPa1000MPa的強(qiáng)度。通過(guò)復(fù)相增韌的氮化硅基復(fù)合材料，的強(qiáng)度。通過(guò)復(fù)相增韌的氮化硅基復(fù)合材料，其斷裂韌性可以達(dá)到其斷裂韌性可以達(dá)到2OllMPa2OllMPam1/2m1/2。以。以Y2O3Y2O3La03La03為添加為添加劑的自韌氮化硅，其室溫和劑的自韌氮化硅，其室溫和13501350的斷裂韌性可分別達(dá)到的斷裂韌性可分別達(dá)到4-1213 MPa4-1213 MPam1/2m1/2和和2224MPa2224MPam1/2m1/2。 目前反應(yīng)燒結(jié)和氣壓燒結(jié)的氮化硅材料目前反應(yīng)燒結(jié)和氣壓燒結(jié)的氮化硅材料已經(jīng)批量生產(chǎn)，在刀具、發(fā)動(dòng)機(jī)零部件、密已經(jīng)批量生產(chǎn)，在刀具、發(fā)動(dòng)機(jī)零部件、

8、密封環(huán)等領(lǐng)域廣泛應(yīng)用封環(huán)等領(lǐng)域廣泛應(yīng)用; ;熱壓制成的氮化硅基陶熱壓制成的氮化硅基陶瓷刀具在切削冷硬鑄鐵時(shí)切削壽命可以達(dá)到瓷刀具在切削冷硬鑄鐵時(shí)切削壽命可以達(dá)到硬質(zhì)合金硬質(zhì)合金YG8YG8的的3030倍。日本生產(chǎn)的汽車發(fā)動(dòng)機(jī)倍。日本生產(chǎn)的汽車發(fā)動(dòng)機(jī)陶瓷挺柱已經(jīng)投入市場(chǎng)，日本還計(jì)劃用陶瓷挺柱已經(jīng)投入市場(chǎng)，日本還計(jì)劃用5 5年時(shí)年時(shí)間研究采用新型陶瓷材料制造飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)零間研究采用新型陶瓷材料制造飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)零部件部件( (包括渦輪葉片、燃燒器壁等各種零部包括渦輪葉片、燃燒器壁等各種零部件件) )，預(yù)計(jì)這種飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)的能源利用率將比，預(yù)計(jì)這種飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)的能源利用率將比普通飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)高大約普通飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)

9、高大約30%30%。 2 2 、碳化硅陶瓷、碳化硅陶瓷 碳化硅陶瓷是一種具有優(yōu)良的高溫力學(xué)性能碳化硅陶瓷是一種具有優(yōu)良的高溫力學(xué)性能的新型結(jié)構(gòu)陶瓷材料，具有熱膨脹系數(shù)小、比的新型結(jié)構(gòu)陶瓷材料，具有熱膨脹系數(shù)小、比重輕重輕( (只有重金屬的三分之一只有重金屬的三分之一) )、導(dǎo)熱系數(shù)大等、導(dǎo)熱系數(shù)大等特性，熱等靜壓碳化硅陶瓷試樣的彎曲強(qiáng)度可特性，熱等靜壓碳化硅陶瓷試樣的彎曲強(qiáng)度可以達(dá)到以達(dá)到1000 MPa ,1000 MPa ,斷裂韌性可達(dá)斷裂韌性可達(dá)814MPa814MPam1/2m1/2。含含A1203A1203的無(wú)壓燒結(jié)碳化硅陶瓷的彎曲強(qiáng)度可達(dá)的無(wú)壓燒結(jié)碳化硅陶瓷的彎曲強(qiáng)度可達(dá)707MP

10、a707MPa，斷裂韌性可達(dá)，斷裂韌性可達(dá)1017 MPa 1017 MPa m1/2m1/2。 SiC SiC陶瓷的高溫蠕變速率小。在高溫長(zhǎng)時(shí)陶瓷的高溫蠕變速率小。在高溫長(zhǎng)時(shí)間使用中，間使用中，SiCSiC陶瓷很穩(wěn)定，抗氧化性好，強(qiáng)陶瓷很穩(wěn)定，抗氧化性好，強(qiáng)度較少受環(huán)境度較少受環(huán)境( (例如氧化例如氧化) )的影響。的影響。SiCSiC的耐急的耐急冷急熱性好，且具有優(yōu)良的高溫抗腐蝕性。因冷急熱性好，且具有優(yōu)良的高溫抗腐蝕性。因而，碳化硅常用于制備航天器燃燒室、火箭噴而，碳化硅常用于制備航天器燃燒室、火箭噴嘴及軸承、滾珠、機(jī)械密封等處。嘴及軸承、滾珠、機(jī)械密封等處。 3 3、碳化硼陶瓷、碳化硼

11、陶瓷 碳化硼陶瓷具有高硬度、高熔點(diǎn)和低密碳化硼陶瓷具有高硬度、高熔點(diǎn)和低密度，良好的物理性能和優(yōu)越的抗化學(xué)侵蝕能度，良好的物理性能和優(yōu)越的抗化學(xué)侵蝕能力的特點(diǎn)，是優(yōu)異的結(jié)構(gòu)陶瓷，在民用、宇力的特點(diǎn)，是優(yōu)異的結(jié)構(gòu)陶瓷，在民用、宇航和軍事等領(lǐng)域都得到了重要應(yīng)用。但碳化航和軍事等領(lǐng)域都得到了重要應(yīng)用。但碳化硼陶瓷有兩個(gè)致命的弱點(diǎn)硼陶瓷有兩個(gè)致命的弱點(diǎn): :碳化硼陶瓷的碳化硼陶瓷的斷裂韌性很低斷裂韌性很低; ;原子間以牢固的共價(jià)鍵連原子間以牢固的共價(jià)鍵連接，共價(jià)鍵含量高達(dá)接，共價(jià)鍵含量高達(dá)93.9%93.9%，因而，獲得高，因而，獲得高密度的燒結(jié)體非常困難。密度的燒結(jié)體非常困難。碳化硼陶瓷增韌法碳化硼

12、陶瓷增韌法 原位自生增韌法和前驅(qū)體熱解法是近年發(fā)展起來(lái)原位自生增韌法和前驅(qū)體熱解法是近年發(fā)展起來(lái)的制備陶瓷材料的新工藝，具有燒成溫度低、雜質(zhì)少、的制備陶瓷材料的新工藝，具有燒成溫度低、雜質(zhì)少、產(chǎn)物性能優(yōu)異等優(yōu)點(diǎn)。以聚碳硅烷為代表的熱解納米產(chǎn)物性能優(yōu)異等優(yōu)點(diǎn)。以聚碳硅烷為代表的熱解納米顆粒增韌工藝，在大粒徑顆粒增韌工藝，在大粒徑B4CB4C間形成固溶體，并形成晶間形成固溶體，并形成晶內(nèi)納米結(jié)構(gòu)，從而加速了材料燒結(jié)時(shí)的溶解內(nèi)納米結(jié)構(gòu)，從而加速了材料燒結(jié)時(shí)的溶解- -沉積過(guò)程，沉積過(guò)程，促進(jìn)了材料的致密化，同時(shí)也改善了促進(jìn)了材料的致密化，同時(shí)也改善了B4CB4C陶瓷的晶界結(jié)陶瓷的晶界結(jié)構(gòu)，起到納米釘

13、扎的作用，無(wú)論是從組織均勻性還是構(gòu)，起到納米釘扎的作用，無(wú)論是從組織均勻性還是致密化方面都有較大優(yōu)勢(shì)，是一種很有前途的工藝方致密化方面都有較大優(yōu)勢(shì)，是一種很有前途的工藝方法，是碳化硼材料致密化和韌化的發(fā)展新方向。法，是碳化硼材料致密化和韌化的發(fā)展新方向。 4 4 、氧化鋯相變?cè)鲰g陶瓷、氧化鋯相變?cè)鲰g陶瓷 熱壓熱壓3Y-Zr023Y-Zr02在室溫下具有最高的強(qiáng)度和斷裂韌在室溫下具有最高的強(qiáng)度和斷裂韌性，強(qiáng)度達(dá)到性，強(qiáng)度達(dá)到1570 MPa1570 MPa，斷裂韌性，斷裂韌性1513 MPa1513 MPam1/2,m1/2,但但在高溫下由于相變作用的消失，性能急劇下降，在高溫下由于相變作用的消

14、失，性能急劇下降，600600強(qiáng)度降到強(qiáng)度降到480MPa,1000480MPa,1000降到降到212MPa212MPa。經(jīng)過(guò)強(qiáng)化和增韌，。經(jīng)過(guò)強(qiáng)化和增韌，雖然對(duì)室溫性能有所損害，但高溫性能卻可以顯著提雖然對(duì)室溫性能有所損害，但高溫性能卻可以顯著提高。斷裂韌性高。斷裂韌性711MPa711MPam1/2,1000m1/2,1000仍能保持仍能保持610MPa610MPa的的強(qiáng)度。被增韌的基質(zhì)材料，除了穩(wěn)定的氧化鋯以外，強(qiáng)度。被增韌的基質(zhì)材料，除了穩(wěn)定的氧化鋯以外，常見(jiàn)的有氧化鋁、氧化釷、尖晶石、莫來(lái)石等氧化物常見(jiàn)的有氧化鋁、氧化釷、尖晶石、莫來(lái)石等氧化物陶瓷，還有氮化硅和碳化硅等非氧化物陶瓷

15、。國(guó)內(nèi)目陶瓷，還有氮化硅和碳化硅等非氧化物陶瓷。國(guó)內(nèi)目前的氧化鋯結(jié)構(gòu)陶瓷企業(yè)，有前的氧化鋯結(jié)構(gòu)陶瓷企業(yè)，有70%70%是由氧化鋁陶瓷行業(yè)是由氧化鋁陶瓷行業(yè)轉(zhuǎn)化而來(lái)的。轉(zhuǎn)化而來(lái)的。 國(guó)內(nèi)市場(chǎng)的部分穩(wěn)定氧化鋯的應(yīng)用正處于起國(guó)內(nèi)市場(chǎng)的部分穩(wěn)定氧化鋯的應(yīng)用正處于起步發(fā)展階段，主要為步發(fā)展階段，主要為: :光纖接插件及套管、氧化鋯光纖接插件及套管、氧化鋯磨介、刀具、紡織及煙草機(jī)械承板等。其中磨介磨介、刀具、紡織及煙草機(jī)械承板等。其中磨介占據(jù)一半以上的份額，以適應(yīng)對(duì)耐磨性和機(jī)械強(qiáng)占據(jù)一半以上的份額，以適應(yīng)對(duì)耐磨性和機(jī)械強(qiáng)度提出更高要求的工作條件。出現(xiàn)的氧化鋯增韌度提出更高要求的工作條件。出現(xiàn)的氧化鋯增韌氧

16、化鋁陶瓷氧化鋁陶瓷( (簡(jiǎn)稱簡(jiǎn)稱ZTA)ZTA)材料，主要是在氧化鋁母相材料，主要是在氧化鋁母相基質(zhì)中引入一定量的相變材料氧化鋯所形成的一基質(zhì)中引入一定量的相變材料氧化鋯所形成的一種復(fù)相精細(xì)陶瓷材料。這種復(fù)相陶瓷材料既顯現(xiàn)種復(fù)相精細(xì)陶瓷材料。這種復(fù)相陶瓷材料既顯現(xiàn)出氧化鋯陶瓷高韌性和高強(qiáng)度的特性，又保留了出氧化鋯陶瓷高韌性和高強(qiáng)度的特性，又保留了氧化鋁陶瓷高硬度的優(yōu)點(diǎn)，而且隨著這種綜合力氧化鋁陶瓷高硬度的優(yōu)點(diǎn)，而且隨著這種綜合力學(xué)性能的提高，其耐磨性也得到了較大的改善。學(xué)性能的提高，其耐磨性也得到了較大的改善。 5 5、氧化鋁陶瓷、氧化鋁陶瓷 氧化鋁陶瓷由于強(qiáng)度高、耐高溫、絕緣性好、氧化鋁陶瓷

17、由于強(qiáng)度高、耐高溫、絕緣性好、耐腐蝕，并且具有良好的機(jī)電性能，廣泛應(yīng)用于電耐腐蝕，并且具有良好的機(jī)電性能，廣泛應(yīng)用于電子、機(jī)械、化工工業(yè)。如利用其機(jī)械強(qiáng)度較高，絕子、機(jī)械、化工工業(yè)。如利用其機(jī)械強(qiáng)度較高，絕緣電阻較大的性能，可以用作真空器件、電路基板緣電阻較大的性能，可以用作真空器件、電路基板等等; ;利用其耐高溫性，可以用作坩堝、鈉光燈管等利用其耐高溫性，可以用作坩堝、鈉光燈管等; ;利用其穩(wěn)定的化學(xué)性能，可以用作生物陶瓷、催化利用其穩(wěn)定的化學(xué)性能，可以用作生物陶瓷、催化載體等。載體等。6 6 、新型層狀陶瓷、新型層狀陶瓷Ti3SiC2Ti3SiC2 Ti3SiC2 Ti3SiC2是是Ti-

18、Si-CTi-Si-C系統(tǒng)中的唯一三元化合物，系統(tǒng)中的唯一三元化合物，屬六方晶系，硅原子層被屬六方晶系，硅原子層被TiCTiC八面體連接而構(gòu)成層狀八面體連接而構(gòu)成層狀結(jié)構(gòu)，顯微結(jié)構(gòu)為納米層片狀，正是這種獨(dú)特的結(jié)結(jié)構(gòu)，顯微結(jié)構(gòu)為納米層片狀，正是這種獨(dú)特的結(jié)構(gòu)賦予它不同于構(gòu)賦予它不同于Ti-Si-CTi-Si-C三元系中其它二元化合物的三元系中其它二元化合物的性質(zhì)，使得性質(zhì)，使得Ti3SiC2Ti3SiC2兼有金屬和陶瓷的很多優(yōu)點(diǎn)，似兼有金屬和陶瓷的很多優(yōu)點(diǎn)，似金屬一樣是良好的電和熱的導(dǎo)體，可切削，柔軟，金屬一樣是良好的電和熱的導(dǎo)體，可切削，柔軟，對(duì)熱沖擊不敏感，高溫表現(xiàn)為塑性對(duì)熱沖擊不敏感，高溫

19、表現(xiàn)為塑性; ;又似陶瓷具有抗又似陶瓷具有抗氧化、耐腐蝕、耐高溫氧化、耐腐蝕、耐高溫( (熔點(diǎn)超過(guò)熔點(diǎn)超過(guò)3000) ,3000) ,其高溫其高溫強(qiáng)度超過(guò)所有的高溫合金。強(qiáng)度超過(guò)所有的高溫合金。 這些兼?zhèn)浣饘俸吞沾傻膬?yōu)良性能以及耐高溫和自這些兼?zhèn)浣饘俸吞沾傻膬?yōu)良性能以及耐高溫和自潤(rùn)滑特性，具有高的熱導(dǎo)率和電導(dǎo)率，易加工，同時(shí)潤(rùn)滑特性，具有高的熱導(dǎo)率和電導(dǎo)率，易加工，同時(shí)具有良好的抗熱震性、抗氧化性和高溫穩(wěn)定性，在高具有良好的抗熱震性、抗氧化性和高溫穩(wěn)定性，在高溫結(jié)構(gòu)陶瓷、電極材料、可加工陶瓷材料、自潤(rùn)滑材溫結(jié)構(gòu)陶瓷、電極材料、可加工陶瓷材料、自潤(rùn)滑材料等領(lǐng)域的應(yīng)用有著很好的前景：料等領(lǐng)域的應(yīng)用

20、有著很好的前景： (1)Ti3SiC2(1)Ti3SiC2具有與石墨類似的層狀結(jié)構(gòu)和自潤(rùn)滑性，具有與石墨類似的層狀結(jié)構(gòu)和自潤(rùn)滑性，而導(dǎo)電性和硬度都優(yōu)于石墨，抗氧化性也更好，所以而導(dǎo)電性和硬度都優(yōu)于石墨，抗氧化性也更好，所以在高溫下或其他氧化環(huán)境下需要潤(rùn)滑的場(chǎng)合，如用作在高溫下或其他氧化環(huán)境下需要潤(rùn)滑的場(chǎng)合，如用作軸承材料，它的潛力將遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于石墨軸承材料，它的潛力將遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于石墨;(2);(2)良好的抗熱良好的抗熱震性和抗氧化性，高溫下高的屈服點(diǎn)和塑性，使得震性和抗氧化性，高溫下高的屈服點(diǎn)和塑性，使得Ti3SiC2Ti3SiC2在高溫結(jié)構(gòu)方面的應(yīng)用更具有優(yōu)勢(shì)，如渦輪在高溫結(jié)構(gòu)方面的應(yīng)用更具有優(yōu)勢(shì)，

21、如渦輪機(jī)葉片和定子，以及陶瓷發(fā)動(dòng)機(jī)等機(jī)葉片和定子，以及陶瓷發(fā)動(dòng)機(jī)等;(3);(3)由于好的可加由于好的可加工性和高溫下的高強(qiáng)度，它還是目前使用的可加工陶工性和高溫下的高強(qiáng)度，它還是目前使用的可加工陶瓷瓷MacorTMMacorTM的很好的替代品的很好的替代品;(4);(4)好的導(dǎo)電性和抗熱震好的導(dǎo)電性和抗熱震性使它在熔融金屬的電極材料的應(yīng)用方面也有很大的性使它在熔融金屬的電極材料的應(yīng)用方面也有很大的潛力潛力。 7 7、納米復(fù)相陶瓷、納米復(fù)相陶瓷 晶內(nèi)納米相的形成有利于材料性能的提高，無(wú)論是晶內(nèi)納米相的形成有利于材料性能的提高，無(wú)論是從組織均勻性還是致密度方面都有較大優(yōu)勢(shì)從組織均勻性還是致密度方

22、面都有較大優(yōu)勢(shì). .復(fù)相陶瓷中復(fù)相陶瓷中納米相所起的主要韌化作用為納米相所起的主要韌化作用為: :納米顆粒與基質(zhì)形成共納米顆粒與基質(zhì)形成共格關(guān)系，結(jié)合牢固，抑制晶粒成長(zhǎng)和異常晶粒的長(zhǎng)大格關(guān)系，結(jié)合牢固，抑制晶粒成長(zhǎng)和異常晶粒的長(zhǎng)大; ;晶粒內(nèi)產(chǎn)生亞晶界，使基體再細(xì)化而產(chǎn)生增強(qiáng)作用晶粒內(nèi)產(chǎn)生亞晶界，使基體再細(xì)化而產(chǎn)生增強(qiáng)作用; ;納納米粒子周圍基質(zhì)形成拉應(yīng)力導(dǎo)致穿晶斷裂并使穿晶裂紋米粒子周圍基質(zhì)形成拉應(yīng)力導(dǎo)致穿晶斷裂并使穿晶裂紋二次偏轉(zhuǎn)，殘余應(yīng)力的產(chǎn)生使晶粒內(nèi)破壞成為主要形二次偏轉(zhuǎn)，殘余應(yīng)力的產(chǎn)生使晶粒內(nèi)破壞成為主要形式式; ;晶內(nèi)納米粒子使基體顆粒內(nèi)部形成次界面，并同晶晶內(nèi)納米粒子使基體顆粒內(nèi)

23、部形成次界面，并同晶界納米相一樣具有釘扎位錯(cuò)的作用。新原皓一等就將納界納米相一樣具有釘扎位錯(cuò)的作用。新原皓一等就將納米級(jí)陶瓷顆粒作為彌散相引入微米級(jí)陶瓷基體中制得納米級(jí)陶瓷顆粒作為彌散相引入微米級(jí)陶瓷基體中制得納米復(fù)合陶瓷，取得了很好的增強(qiáng)增韌效果。米復(fù)合陶瓷，取得了很好的增強(qiáng)增韌效果。 碳化物復(fù)合陶瓷碳化物復(fù)合陶瓷微波超高溫?zé)Y(jié)碳化硼陶瓷裝甲材料微波超高溫?zé)Y(jié)碳化硼陶瓷裝甲材料 高致密的碳化硅高致密的碳化硅/ /碳化硼復(fù)合陶瓷，其彎曲碳化硼復(fù)合陶瓷，其彎曲強(qiáng)度即使在強(qiáng)度即使在14001400C C左右的高溫下仍可達(dá)左右的高溫下仍可達(dá)500500600MPa600MPa。該公司采用微波增強(qiáng)反應(yīng)

24、滲透工藝生。該公司采用微波增強(qiáng)反應(yīng)滲透工藝生產(chǎn)的碳化硅產(chǎn)的碳化硅/ /碳化硼復(fù)合特種陶瓷材料具有比重碳化硼復(fù)合特種陶瓷材料具有比重小、高硬度、高模量、耐沖擊的特點(diǎn)，應(yīng)用于小、高硬度、高模量、耐沖擊的特點(diǎn)，應(yīng)用于新一代的陶瓷裝甲。新一代的陶瓷裝甲。 耐高溫、高強(qiáng)度、高韌性陶瓷耐高溫、高強(qiáng)度、高韌性陶瓷 氧化鋯增韌陶瓷已在結(jié)構(gòu)陶瓷研究中取得了重大進(jìn)氧化鋯增韌陶瓷已在結(jié)構(gòu)陶瓷研究中取得了重大進(jìn)展，經(jīng)過(guò)增韌的基質(zhì)材料，除了穩(wěn)定的氧化鋯以外，展，經(jīng)過(guò)增韌的基質(zhì)材料，除了穩(wěn)定的氧化鋯以外，常見(jiàn)的有氧化鋁、氧化釷、尖晶石、莫來(lái)石等氧化物常見(jiàn)的有氧化鋁、氧化釷、尖晶石、莫來(lái)石等氧化物陶瓷。該公司利用微波高溫設(shè)

25、備可以更低成本大批量陶瓷。該公司利用微波高溫設(shè)備可以更低成本大批量生產(chǎn)各種氧化物特種結(jié)構(gòu)陶瓷生產(chǎn)各種氧化物特種結(jié)構(gòu)陶瓷。耐高溫、耐腐蝕的透明陶瓷耐高溫、耐腐蝕的透明陶瓷 現(xiàn)代電光源的構(gòu)成對(duì)材料的耐高溫、耐腐蝕性及現(xiàn)代電光源的構(gòu)成對(duì)材料的耐高溫、耐腐蝕性及透光性有很高的要求，該公司利用微波燒結(jié)生產(chǎn)的氧透光性有很高的要求，該公司利用微波燒結(jié)生產(chǎn)的氧化鋁、氮化鋁透明陶瓷材料總體透光性能和機(jī)械性能化鋁、氮化鋁透明陶瓷材料總體透光性能和機(jī)械性能超過(guò)傳統(tǒng)方法生產(chǎn)的產(chǎn)品。應(yīng)用于各種高溫光學(xué)窗口、超過(guò)傳統(tǒng)方法生產(chǎn)的產(chǎn)品。應(yīng)用于各種高溫光學(xué)窗口、探頭、燈管探頭、燈管。 工程工程陶瓷的應(yīng)用陶瓷的應(yīng)用 在空間技術(shù)領(lǐng)

26、域，制造宇宙飛船需要能承受高溫和在空間技術(shù)領(lǐng)域，制造宇宙飛船需要能承受高溫和溫度急變、強(qiáng)度高、重量輕且長(zhǎng)壽的結(jié)構(gòu)材料和防護(hù)材溫度急變、強(qiáng)度高、重量輕且長(zhǎng)壽的結(jié)構(gòu)材料和防護(hù)材料，在這方面，結(jié)構(gòu)陶瓷占有絕對(duì)優(yōu)勢(shì)。從第一艘宇宙料，在這方面，結(jié)構(gòu)陶瓷占有絕對(duì)優(yōu)勢(shì)。從第一艘宇宙飛船即開(kāi)始使用高溫與低溫的隔熱瓦，碳飛船即開(kāi)始使用高溫與低溫的隔熱瓦，碳- -石英復(fù)合燒蝕石英復(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(lái)空材料已成功地應(yīng)用于發(fā)射和回收人造地球衛(wèi)星。未來(lái)空間技術(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)合材料和碳方

27、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)碳復(fù)合材料遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于其他材料。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(zhēng)制勝的法寶。在軍事工高新技術(shù)的應(yīng)用是現(xiàn)代戰(zhàn)爭(zhēng)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。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(jìn)的亞音速飛機(jī)，其成敗就取決于具有高韌性和例如先進(jìn)的亞音速飛機(jī)，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(bǔ)強(qiáng)的陶瓷基復(fù)合材料的應(yīng)高可靠性的結(jié)構(gòu)陶瓷和纖維補(bǔ)強(qiáng)的陶瓷基復(fù)合材料的應(yīng)用用。 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)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。其所以發(fā)展如此迅速主要依賴于光纖損耗產(chǎn)業(yè)之一