金属材料和陶瓷材料
生产材料分类
生产材料分类一、金属材料金属材料是一类常见的生产材料,具有良好的导电、导热和机械性能。
金属材料广泛应用于工业制造、建筑结构、电子设备等领域。
1.1 钢铁钢铁是一种由铁和碳组成的合金,具有高强度、耐磨损和可塑性强的特点。
钢铁被广泛用于建筑结构、机械制造和交通工具制造等领域。
1.2 铝合金铝合金是以铝为基础,通过添加其他元素制成的合金材料。
铝合金具有低密度、优良的导热性和抗腐蚀性,常用于航空航天、汽车制造和电子设备等领域。
1.3 铜铜是一种常见的金属材料,具有良好的导电性和导热性。
铜广泛应用于电器、通信设备和建筑装饰等领域。
二、聚合物材料聚合物材料是一类由聚合物组成的材料,具有轻质、抗腐蚀和绝缘性能。
聚合物材料广泛应用于塑料制品、纤维材料和橡胶制品等领域。
2.1 塑料塑料是一种由高分子化合物制成的聚合物材料,具有轻质、耐酸碱和可塑性强的特点。
塑料被广泛应用于包装材料、日用品和建筑材料等领域。
2.2 纤维材料纤维材料是由纤维形成的材料,具有轻质、高强度和耐磨损的特点。
纤维材料广泛应用于纺织品、复合材料和建筑材料等领域。
2.3 橡胶橡胶是一种弹性材料,具有良好的抗拉伸和耐磨损性能。
橡胶广泛应用于轮胎、密封件和橡胶制品等领域。
三、陶瓷材料陶瓷材料是一类由无机非金属物质制成的材料,具有高硬度、耐高温和耐腐蚀的特点。
陶瓷材料广泛应用于建筑材料、电子器件和化学反应器等领域。
3.1 瓷器瓷器是一种由黏土烧制而成的陶瓷材料,具有高温烧结和光滑的表面。
瓷器被广泛应用于餐具、装饰品和建筑材料等领域。
3.2 陶瓷纤维陶瓷纤维是一种由陶瓷材料制成的纤维材料,具有高温耐久和耐腐蚀的特点。
陶瓷纤维广泛应用于保温材料、摩擦材料和过滤材料等领域。
3.3 电子陶瓷电子陶瓷是一种特殊的陶瓷材料,具有良好的绝缘性和介电性能。
电子陶瓷广泛应用于电子元器件、电容器和压电传感器等领域。
四、复合材料复合材料是一种由两种或多种不同材料组合而成的材料,具有综合性能优异的特点。
【精品文章】简述陶瓷材料与金属材料的连接工艺
简述陶瓷材料与金属材料的连接工艺
特种陶瓷材料虽然具有优异的绝缘(大部分陶瓷)、耐高温、抗腐蚀性能及耐磨性能,但其脆性大,加工性能很差难以制备出大型或者是形状复杂的结构件。
金属材料具有优良的室温强度、韧性、导电性和导热性,与陶瓷材料在性能上形成了一种明显的互补关系。
使用连接技术将两种材料可靠的结合起来,就可以充分利用各自的优良性能,制造出满足要求的复杂构件。
贴片式陶瓷气体放电三极管--电源保护、信号保护等
一、陶瓷与金属连接的特点与难点
但由于陶瓷材料与金属材料化学键结构根本不同,加上陶瓷本身特殊的物理化学性能,因此无论是与金属连接还是陶瓷自身的连接都存在不少的难题。
其主要体现在如下两个问题,其一:陶瓷材料主要由离子键和共价键组成,金属材料则主要是由金属键构成,二者几乎不浸润,因此需要考虑陶瓷与金属材料的润湿性问题,其二:两者的线膨胀系数一般相差较大,当采用热封或者机械连接时,陶瓷与金属的接头处会有较大的应力残留,削弱接头的力学性能甚至使接头受到破坏开裂,因此需考虑结头处的热应力缓解问题。
二、陶瓷与金属的连接方法
随着陶瓷材料的发展,人们也不断的探索可靠的陶瓷与金属的连接方法来提高先进陶瓷材料的应用范围,下文将为大家简单介绍一些的陶瓷与金属的连接技术。
认识各种材料与用途
认识各种材料与用途材料在我们生活中无处不在,各种物品的制作离不开材料的选择和使用。
了解不同的材料及其用途,可以帮助我们更好地理解世界,还能为我们在日常生活、工作中提供更多选择。
本文将介绍几种常见的材料以及它们的主要用途。
1. 金属材料金属材料是最常见、最广泛使用的一类材料。
常见的金属材料有铁、铜、铝等。
金属材料具有良好的导电性和导热性,因此被广泛应用于电子、电力、建筑等领域。
例如,铜线用于电力输送,铁管用于建筑结构,铝制品用于飞机制造等。
2. 塑料材料塑料材料是一类可塑性很强的材料,具有高强度、耐腐蚀、绝缘性好等特点。
塑料可以分类为热塑性和热固性两种类型。
热塑性塑料可以在加热后变形,而热固性塑料则具有很高的耐热性。
塑料广泛应用于包装、建筑、汽车制造、电子产品等领域。
3. 纤维材料纤维材料是一类由高分子化合物组成的材料,具有轻质、坚固、柔韧等特点。
常见的纤维材料包括棉花、丝绸、尼龙等。
纤维材料被广泛用于纺织业,可以制作衣物、毛巾等纺织产品,也可以用于制作绳子、网等。
4. 陶瓷材料陶瓷材料是一类非金属材料,具有高硬度、高熔点等特点。
常见的陶瓷材料有瓷器、陶器、砖瓦等。
陶瓷材料用途广泛,可以用于制作日用品、建筑材料、电子器件等。
5. 玻璃材料玻璃材料是一种非晶态无机材料,具有透明、硬度高等特点。
玻璃材料广泛应用于建筑、家居用品、光学仪器等领域。
玻璃材料的不同组成和处理方式可以产生不同的性质,如安全玻璃、隔热玻璃等。
6. 木材木材是一种有机材料,具有轻质、强度高等特点。
木材被广泛应用于建筑、家具、造纸等领域。
根据不同的木材材质和处理方式,可以制作各种不同的产品,如实木家具、胶合板、纸张等。
7. 复合材料复合材料是由两种或多种不同材料经过复合而成的一种新材料。
复合材料具有多种原材料的优点,可以兼具不同材料的性能。
常见的复合材料有玻璃钢、碳纤维复合材料等。
复合材料在航空航天、汽车、体育器材等领域得到广泛应用。
常用建筑工程材料分类
常用建筑工程材料分类一、金属材料金属材料主要包括钢材、铝材、铜材、铁材等。
钢材是建筑工程中使用量最大的金属材料,常用于钢结构和桥梁等重要承重结构。
铝材寿命长,耐腐蚀,重量轻,广泛应用于建筑外墙装饰、门窗等。
铜材具有很好的导电性能,广泛用于电气装置的制造和建筑装饰。
铁材通常用于建筑支撑和钢筋混凝土结构中的钢筋。
二、木材木材是建筑中常见的结构材料,具有重量轻、易加工、良好的绝缘性能等特点。
木材广泛应用于地板、墙板、屋架等建筑结构中。
常见的木材有松木、樟木、红木等。
三、石材石材是一种天然材料,常用于建筑外墙、地板、装饰等。
常见的石材有大理石、花岗岩、石灰石等。
石材具有坚硬、耐磨、耐腐蚀等特点,能够给建筑赋予稳定和大气的感觉。
四、建筑陶瓷材料建筑陶瓷材料主要包括瓷砖、玻璃砖、石英砖等。
瓷砖是最常见的建筑陶瓷材料,具有防水、耐磨、易清洁等特点,被广泛应用于厨卫间、地板等。
玻璃砖透明度高,可用于建筑外墙和内部隔断设计。
石英砖具有高硬度、耐酸碱性等特点,适用于需要高强度和耐磨的场所。
五、玻璃材料玻璃材料广泛用于建筑中的窗户、门窗、幕墙等。
常见的玻璃材料有普通平板玻璃、钢化玻璃、夹层玻璃等。
普通平板玻璃具有透明度高、采光好等特点;钢化玻璃具有安全性能好、抗风压性能强等特点;夹层玻璃由两片或多片玻璃中间嵌有PVB薄膜,具有抗冲击、隔音等特点。
六、混凝土材料混凝土是建筑工程中最常见的材料之一,通常由水泥、骨料和水等混合而成。
混凝土具有强度高、耐久性好等特点,被广泛用于地基、柱、梁等建筑部分。
混凝土根据用途和强度的不同,可以分为普通混凝土、钢筋混凝土等。
七、建筑石膏材料建筑石膏材料主要有石膏板、石膏线条、石膏模具等。
石膏材料具有耐水、阻燃、隔热等特点,广泛用于内墙装饰、天花板等。
八、保温隔音材料保温隔音材料用于改善建筑物的隔音和保温性能。
常见的保温隔音材料包括岩棉、聚氨酯泡沫、聚苯板等。
这些材料具有导热系数低、吸声效果好等特点。
口腔修复金属陶瓷材料
口腔修复金属陶瓷材料口腔修复是一项常见的牙齿治疗技术,旨在修复受损牙齿的功能和美观。
在口腔修复中,金属和陶瓷材料广泛应用于牙齿修复,为患者提供良好的修复效果和咀嚼功能。
金属材料在口腔修复中具有较多的应用,常见的金属材料包括钛合金、铬合金和贵金属合金等。
钛合金由钛和其他金属元素组成,具有良好的生物相容性和强度,被广泛应用于牙齿种植和固定修复。
铬合金是一种具有较高强度和韧性的合金材料,适用于制作可摘局部义齿和固定修复桥梁。
贵金属合金包括金、铂和铱等,具有良好的生物相容性和耐蚀性,常用于制作修复材料的合金基材。
金属材料在口腔修复中的优势主要体现在其强度和耐用性方面。
由于金属具有较高的强度和硬度,可以提供稳定的牙齿修复效果,有效改善咀嚼功能。
金属材料在修复牙齿时还可以较好地抵抗咬合力,减少牙齿受损的风险。
此外,金属材料还具有较好的耐腐蚀性能,能够长时间保持修复体的完整性和稳定性。
然而,金属材料在口腔修复中也存在一些不足之处。
首先,金属材料的颜色较浅,与天然牙齿的颜色存在较大差异,可能影响美观效果。
其次,金属材料的导热性较强,患者可能会出现牙髓的敏感和疼痛。
另外,金属材料也不适用于对于对金属过敏的患者。
为了克服金属材料的不足之处,陶瓷材料逐渐得到了广泛应用。
陶瓷材料是一种非金属材料,具有良好的生物相容性和美观性能。
常见的陶瓷材料包括硅酸盐陶瓷、氧化锆陶瓷和氧化铝陶瓷等。
硅酸盐陶瓷是一种传统的牙齿修复材料,具有良好的强度和韧性,可以应用于牙冠、牙桥和局部义齿等修复。
硅酸盐陶瓷具有与天然牙齿相似的颜色和光泽,能够提供自然美观的修复效果。
氧化锆陶瓷是一种新型的高强度陶瓷材料,具有良好的生物相容性和优异的机械性能。
氧化锆陶瓷可以制作出较薄而坚固的修复体,能够保留更多的牙体结构,提供更好的美学效果。
氧化锆陶瓷具有卓越的抗磨损性能,不易磨损对抗咬合力,具有较好的耐用性。
氧化铝陶瓷具有优秀的生物相容性和抗氧化性能,能够防止细菌感染和氧化腐蚀。
材料科学重要材料
材料科学重要材料材料科学是研究材料的性质、结构、制备和应用的科学,其中涉及到各种不同类型的材料。
在众多材料中,有一些材料被认为是材料科学中最重要的材料。
本文将介绍一些在材料科学中具有重要意义的材料,并探讨它们的应用和未来发展前景。
一、金属材料金属材料是材料科学中最常见的一类材料,其具有良好的导电性、导热性和机械性能。
金属材料广泛应用于建筑、交通运输、电子设备和工具制造等领域。
其中,铁、铝、铜和钢是最为重要的金属材料。
铁是一种常见的金属材料,广泛用于建筑、制造机械和汽车等行业。
铝具有轻质和良好的电导性能,被广泛用于航空航天、汽车和电子设备制造。
铜具有优良的导电性和导热性,被广泛应用于电力传输和电子设备制造。
钢是一种铁碳合金,具有高强度和耐磨损性,被广泛用于建筑和机械制造。
二、半导体材料半导体材料是材料科学中另一类重要的材料,具有介于导电体和绝缘体之间的特性。
半导体材料广泛应用于电子器件和光电设备的制造。
硅和锗是最为常见的半导体材料。
硅是最重要的半导体材料之一,在电子器件制造中应用广泛。
硅的半导体行为可通过掺杂将其改变为导电或绝缘状态,实现电子器件的控制和放大。
锗也具有类似的半导体特性,但在现实应用中较为有限。
半导体材料在信息技术、光电子学和能源领域发挥着重要作用。
随着科技的不断发展,对新型半导体材料的需求也日益增加,如碳化硅和氮化镓等。
三、陶瓷材料陶瓷材料是一种广泛应用于建筑、制造和电子领域的材料。
它们具有优良的耐热性、绝缘性和化学稳定性。
氧化铝是一种重要的陶瓷材料,具有优异的耐磨损性和热稳定性,广泛用于磨料、陶瓷制品和高温设备。
氧化锆是具有高强度和硬度的陶瓷材料,在航空航天和医疗领域有广泛应用。
氧化铁用于制造磁性材料,是电子和通讯设备的重要组成部分。
随着科学技术的进步,陶瓷材料的性能不断提升,新型陶瓷材料的研发和应用也成为研究的热点领域。
四、高分子材料高分子材料是由单体经过聚合反应形成的大分子化合物。
常见材料的性质和用途
常见材料的性质和用途材料在日常生活中无处不在,广泛应用于建筑、制造、医药、电子等各个领域。
了解不同材料的性质和用途,有助于我们更好地选择和利用材料。
本文将介绍一些常见材料的性质和用途。
一、金属材料金属材料是指具有金属元素组成的材料,常见的金属材料有铁、铝、铜等。
金属材料具有高强度、导电性和导热性的特点。
因此,金属材料广泛用于制造机械设备、建筑结构、电线电缆等领域。
1. 铁铁是一种常见的金属材料,具有高强度和可塑性的特点。
铁的主要用途有制造钢材、建筑结构以及铁器制品等。
2. 铝铝是一种轻质金属,具有优异的导电性和导热性。
铝广泛用于制造汽车零部件、航空器、建筑材料以及食品包装等。
3. 铜铜是一种具有良好导电性和导热性的金属材料。
铜常用于电线、管道、电子设备以及制造铜器等。
二、聚合物材料聚合物材料是由大量有机分子通过化学反应形成的高分子化合物。
聚合物材料具有良好的可塑性和耐腐蚀性,适用于制造塑料制品、纤维和橡胶。
1. 聚乙烯聚乙烯是一种常见的塑料材料,具有良好的韧性和耐腐蚀性。
它被广泛用于制造塑料袋、瓶子和管道等。
2. 聚氯乙烯聚氯乙烯是一种耐腐蚀、耐燃烧的塑料材料。
它广泛应用于建筑材料、电线电缆和水管等。
3. 聚酰胺纤维聚酰胺纤维又称尼龙纤维,具有优异的耐磨性和强度。
聚酰胺纤维常用于制造绳索、织物和钓鱼线等。
三、陶瓷材料陶瓷材料具有高硬度、高抗压性和耐高温的特点。
陶瓷材料广泛应用于建筑、电子和化学工业等领域。
1. 瓷器瓷器是一种典型的陶瓷材料,具有高硬度和良好的抗化学腐蚀性。
瓷器广泛用于家居装饰、餐具和艺术品等。
2. 电子陶瓷电子陶瓷具有优异的绝缘性能和介电性能。
它广泛应用于电子元器件、电容器和传感器等。
四、复合材料复合材料是由两种或多种材料组合而成,能够兼具各种材料的优点。
复合材料广泛应用于航空航天、汽车制造和体育器材等领域。
1. 碳纤维复合材料碳纤维复合材料具有高强度、高刚度和低密度的特点。
它广泛应用于航空航天、运动器材和汽车制造等领域。
常用材料及其特性
常用材料及其特性一、常用材料简介材料是指人们在制作、建设和生活中所使用的物质,广泛应用于各个领域。
不同的材料具有不同的特性和用途,下面将介绍几种常用材料以及它们的特性。
二、金属材料金属材料是指具有金属元素构成的材料,包括铁、铝、铜、锌等。
金属材料的主要特性是导电性和导热性好,具有一定的硬度和韧性,可以制作出各种强度高、耐腐蚀的产品。
金属材料常用于制造机械、建筑结构、电子产品等领域。
三、塑料材料塑料材料是一种由高分子化合物制成的非晶态固体材料,具有优异的可塑性和成型性。
塑料材料的特点是轻质、绝缘性好、耐腐蚀、成本低等,广泛应用于包装、家居用品、电器外壳等领域。
常见的塑料材料有聚乙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯等。
四、玻璃材料玻璃材料是一种无定形固体材料,主要成分是硅酸盐和其它金属氧化物。
玻璃材料的主要特性是透明、硬度高、耐热、耐酸碱等,广泛应用于建筑、器皿、光学器材等领域。
常见的玻璃材料有硼硅酸盐玻璃、钠钙玻璃等。
五、陶瓷材料陶瓷材料是指由非金属无机物经过烧结而成的材料,具有良好的耐高温、耐腐蚀、绝缘性能。
陶瓷材料广泛应用于建筑、电子器件、化工等领域。
常见的陶瓷材料有瓷器、耐火砖、陶瓷电容器等。
六、纤维材料纤维材料是由纤维构成的材料,具有良好的柔软性和高强度。
纤维材料的主要特性是轻盈、耐磨、隔热、吸湿等,广泛应用于纺织、航空航天、建筑等领域。
常见的纤维材料有棉纤维、尼龙纤维、碳纤维等。
七、复合材料复合材料是由两种或更多种材料组成的复合材料,通过不同材料的组合可以获得更好的综合性能。
复合材料的特性根据不同组合方式而定,可以兼具金属材料、塑料材料、纤维材料等的特点。
复合材料广泛应用于航空、汽车、体育器材等领域。
八、总结通过对常用材料的介绍,我们可以了解到不同材料具有不同的特性和应用领域。
金属材料适用于机械和建筑领域,塑料材料适用于包装和电器外壳等领域,玻璃材料适用于建筑和光学器材领域,陶瓷材料适用于建筑和化工领域,纤维材料适用于纺织和航空航天领域,复合材料具有更好的综合性能,应用广泛。
了解各种材料和材料的特性
了解各种材料和材料的特性材料是我们生活中无处不在的一部分,它们构成了我们所使用的一切物品和结构。
了解不同材料的特性对我们选择合适的材料和正确使用它们至关重要。
本文将介绍几种常见的材料及其特性,以帮助读者更全面地了解它们。
一、金属材料金属材料是最常见的材料之一,常用于建筑、机械制造和电子设备等领域。
金属材料的主要特点是强度高、导电性好和可塑性强。
常见的金属材料有钢铁、铝、铜和锌等。
钢铁具有较高的强度和硬度,广泛用于建筑和汽车制造。
铝具有良好的导电性和轻质特性,广泛用于航空航天和电子设备。
铜具有良好的导电性和导热性,广泛用于电线和管道制造。
锌具有抗腐蚀性,常用于镀锌处理和防腐蚀工艺。
二、塑料材料塑料是一种可塑性较强的常见材料,广泛应用于包装、家居用品和医疗器械等领域。
塑料的主要特点是轻质、耐腐蚀和绝缘性好。
常见的塑料包括聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、聚氯乙烯(PVC)和聚苯乙烯(PS)等。
聚乙烯具有良好的抗冲击性和耐腐蚀性,广泛应用于塑料袋和瓶子制造。
聚丙烯具有较高的强度和刚性,常用于塑料容器和管道制造。
聚氯乙烯具有较高的耐腐蚀性和绝缘性,广泛应用于电线和建筑材料。
聚苯乙烯具有轻质和抗冲击性,常用于泡沫塑料和保温材料制造。
三、陶瓷材料陶瓷是一种脆性的材料,常用于制作建筑和家居装饰品。
陶瓷的主要特点是耐高温、耐磨和绝缘性好。
常见的陶瓷材料包括瓷器、砖瓦和玻璃等。
瓷器具有良好的绝缘性和装饰性,常用于制作餐具和艺术品。
砖瓦具有较高的硬度和耐磨性,广泛应用于建筑和道路铺设。
玻璃具有透明度和抗化学腐蚀性,常用于窗户和容器制造。
四、复合材料复合材料是由两种或更多种材料组合而成的材料,具有综合了各种材料特点的优点。
常见的复合材料有纤维增强复合材料和金属基复合材料等。
纤维增强复合材料由纤维和基础材料组成,常用于制造飞机和汽车零部件。
金属基复合材料由金属和其他非金属材料组成,常用于制造高温零件和船舶结构。
通过了解不同材料的特性,我们可以更加准确地选择和使用合适的材料。
根据化学组成和原子结构给出材料的基本分类
根据化学组成和原子结构给出材料的基本分类材料是指任何一种物质的总称,包括我们日常生活中使用的各种材料。
根据材料的化学组成和原子结构,一般可以将材料分为以下几类:1. 金属材料金属材料一般指具有金属性质的材料,具有良好的导电性、热导性、塑性和韧性等特性。
常见的金属材料包括铁、铜、铝、镁、锌等,它们的原子结构为一个或多个原子核周围环绕着自由电子,形成了金属键的结构。
2. 陶瓷材料陶瓷材料一般指不含金属成分的材料,主要由氧化物、碳化物、氮化物等化合物构成。
陶瓷材料具有高温稳定性、耐磨性和耐腐蚀性等特点,一般用于制作高温陶瓷、电容器、电子元器件等。
3. 高分子材料高分子材料是指分子量较大的有机化合物,如聚乙烯、聚丙烯、聚氨酯等。
高分子材料通常具有轻质、高强度、耐磨、耐腐蚀等特点,广泛应用于制作塑料制品、橡胶制品、纤维等。
4. 半导体材料半导体材料是指电导率介于导体和绝缘体之间的材料,如硅、锗等。
半导体材料的电子结构类似于绝缘体,但加入适量杂质后,可在杂质原子处形成导电带,进而调制半导体的导电性质。
半导体材料广泛用于电子工业领域,如晶体管、集成电路、太阳能电池等。
5. 纳米材料纳米材料是近年来发展起来的新型材料,其特点是尺寸在纳米级别(1-100纳米)范围内。
由于纳米材料具有特殊的物理、化学和光学特性,因此在材料科学、生物科学、电子学、新能源等领域具有广泛的应用前景。
综上所述,根据材料的化学组成和原子结构,可以将材料分为金属材料、陶瓷材料、高分子材料、半导体材料和纳米材料五类。
每种材料都具有特定的物理、化学性质和用途,是现代工业和生活不可或缺的重要材料。
材料科学中的金属材料与陶瓷材料
材料科学中的金属材料与陶瓷材料材料科学是研究材料性质、结构和制备方法的学科。
在材料科学中,金属材料和陶瓷材料是两类最基础、最重要的材料类型。
金属材料和陶瓷材料在多个领域有着广泛应用,它们不同的特性和优劣势使得不同的领域会选择不同的材料类型。
本文将深入探讨金属材料与陶瓷材料在材料科学中的基础知识、应用和发展趋势。
一、金属材料金属是指具有共价键的、具有光泽、良好导电性和热传导性、易于加工形变和容易结合成新金属材料的物质。
金属材料是由一个或多个金属组成的固体材料,具有金属的一些特性。
金属材料因其独特的性质,在制造钢铁、汽车、飞机、火箭、建筑、制造机器设备、以及电器零件、船舶等广泛领域都有应用。
金属材料分为两大类,分别是有机金属材料和无机金属材料。
有机金属材料指的是含有金属基团的有机化合物,大多用于光电子、催化剂等领域。
而无机金属材料则是由纯金属或者不同金属化合成的材料,包括铁、铜、铝、镁等常见金属。
随着材料科学的发展,各种新型金属材料如记忆合金、超导材料、金属泡沫等也陆续被发现。
二、陶瓷材料陶瓷是指烧制而成的无机非金属复合材料,大都具有高硬度、高耐磨性和高耐高温性能,也具有较强的抗化学侵蚀能力。
陶瓷材料包括氧化物陶瓷、非氧化物陶瓷和复合陶瓷。
氧化物陶瓷包括氧化铝、氧化锆、氧化钛等,具有高硬度、高温强度和耐腐蚀性。
非氧化物陶瓷如氮化硅、氮化铝等具有高强度和高热传导性能。
复合陶瓷则是由不同种类的陶瓷或金属加入混合制作而成,具有更加多样化的性能。
陶瓷材料在制造化工、航空航天、电子、建筑和医疗设备等领域都有广泛应用。
例如,陶瓷材料可以用于航空航天领域的喷气发动机、涡轮叶片和陶瓷热屏障涂层;在电子设备领域中,陶瓷材料被应用于印刷电路板、电子器件、电子陶瓷电容器等。
三、金属材料与陶瓷材料的比较金属材料和陶瓷材料在各自的领域都有其独特的优劣条件。
一般而言,金属材料具有高强度、高延展性、高韧性、导电性好和机械加工性好等特性,而陶瓷材料则具有高硬度、高耐磨性、高腐蚀抗性、高温强度等特性。
常用材料特性及用途
常用材料特性及用途1.金属材料:-特性:高强度、导电性好、耐高温、延展性好。
-用途:用于制造机械零件、建筑结构、电子器件等。
2.塑料材料:-特性:轻质、绝缘性好、耐腐蚀、可塑性强。
-用途:广泛应用于包装、家具、电子产品、汽车零件等领域。
3.陶瓷材料:-特性:硬度高、耐磨损、绝缘性、高温稳定性好。
-用途:用于制造陶瓷器、建筑材料、电子元件等。
4.纤维材料:-特性:轻质、高强度、柔软、耐磨性好。
-用途:广泛应用于纺织品、建筑材料、航空航天等领域。
5.木材:-特性:天然、环保、可塑性、隔热性好。
-用途:用于制造家具、建筑结构、包装材料等。
6.玻璃材料:-特性:透明、抗压强度高、耐腐蚀、导热性差。
-用途:广泛应用于建筑、家居装饰、电子产品、光学器件等。
-特性:具有弹性、耐磨性、绝缘性好、耐热性。
-用途:用于制造轮胎、密封件、橡胶管道等。
8.建筑材料:-特性:耐候性、防火、保温、隔音性能好。
-用途:用于建筑结构、墙体、屋顶、地板等。
9.合成材料:-特性:结合了不同材料的特性,具有特定功能。
-用途:广泛应用于航空航天、电子、化工、汽车等领域。
10.高分子材料:-特性:高韧性、低摩擦系数、耐磨损、抗腐蚀性。
-用途:广泛应用于塑料制品、涂料、纺织品、粘合剂等领域。
11.电子材料:-特性:导电性好、磁性、敏感性、耐高温。
-用途:用于制造电子元器件、半导体、电缆等。
12.复合材料:-特性:结合了不同材料的优点,具有高强度、轻质、耐腐蚀性等特性。
-用途:广泛应用于航空航天、汽车、体育器材等领域。
-特性:硬度高、稳定性好、导电性差。
-用途:广泛应用于建筑、电子、化工等领域。
总结:不同材料具有不同的特性和用途。
金属材料适用于制造机械零件和建筑结构,塑料材料适用于包装和电子产品,陶瓷材料适用于制造陶瓷器和建筑材料,纤维材料适用于纺织品和建筑材料,木材适用于家具制造和建筑结构,玻璃材料适用于建筑和光学器件,橡胶材料适用于轮胎和橡胶制品,建筑材料适用于建筑结构和装饰材料,合成材料适用于航空航天和汽车,高分子材料适用于塑料制品和涂料,电子材料适用于电子元器件和半导体,复合材料适用于航空航天和汽车,无机材料适用于建筑和化工。
金属陶瓷复合材料
金属陶瓷复合材料
金属陶瓷复合材料是一种由金属基体和陶瓷增强相组成的复合材料,具有金属
的韧性和陶瓷的硬度,因此在工程领域中具有广泛的应用前景。
金属陶瓷复合材料的制备方法多种多样,可以根据不同的工程需求选择合适的制备工艺。
本文将重点介绍金属陶瓷复合材料的制备方法、性能特点及应用领域。
首先,金属陶瓷复合材料的制备方法包括热压法、热等静压法、搅拌铸造法等。
热压法是将金属粉末与陶瓷颗粒混合后,在高温高压下进行压制,通过金属粉末的烧结和陶瓷颗粒的结合来制备复合材料。
热等静压法则是将金属和陶瓷粉末分层堆叠后,进行高温高压下的等静压制备。
搅拌铸造法则是将金属熔体中加入陶瓷颗粒,通过搅拌混合后进行铸造得到复合材料。
其次,金属陶瓷复合材料具有优异的性能特点,包括高强度、硬度大、耐磨性好、抗腐蚀性强等。
金属基体赋予复合材料良好的韧性和延展性,而陶瓷增强相则提供了硬度和耐磨性。
因此,金属陶瓷复合材料在航空航天、汽车制造、机械制造等领域具有广泛的应用。
例如,航空航天领域需要轻质高强度材料,金属陶瓷复合材料正是满足这一需求的理想选择。
最后,金属陶瓷复合材料的应用领域包括但不限于航空航天领域的结构件、汽
车制造领域的发动机零部件、机械制造领域的刀具等。
随着工程技术的不断发展,金属陶瓷复合材料的应用前景将更加广阔。
综上所述,金属陶瓷复合材料具有制备方法多样、性能优异、应用广泛的特点,是一种具有巨大发展潜力的新型复合材料。
随着工程领域对材料性能要求的不断提高,金属陶瓷复合材料必将在未来得到更广泛的应用和发展。
金属陶瓷材料
金属陶瓷材料
金属陶瓷材料是一种特殊的复合材料,具有金属和陶瓷两种材料的特性。
它将
金属的导电、导热、韧性等特点与陶瓷的高温、耐磨、耐腐蚀等特性相结合,因此在工程应用中具有广泛的用途。
首先,金属陶瓷材料具有优良的耐高温性能。
由于陶瓷的高熔点和金属的导热
性能,金属陶瓷材料能够在高温环境下保持稳定的性能,不易软化变形,因此在航空航天、汽车发动机等高温环境下得到广泛应用。
其次,金属陶瓷材料具有优异的耐磨性能。
陶瓷的硬度高,金属的韧性好,二
者结合后能够有效抵抗磨损,因此在制造机械零部件、刀具等领域有着重要的应用价值。
此外,金属陶瓷材料还具有良好的耐腐蚀性能。
陶瓷的化学稳定性以及金属的
导电性能使得金属陶瓷材料能够在腐蚀性环境中长期稳定运行,因此在化工、海洋工程等领域得到广泛应用。
在工程应用中,金属陶瓷材料的制备方法多样,常见的有烧结法、热等静压法、溶胶-凝胶法等。
这些制备方法能够有效控制金属与陶瓷的相互作用,使得复合材
料具有更优异的性能。
总的来说,金属陶瓷材料具有耐高温、耐磨、耐腐蚀等优异性能,是一种在工
程领域具有广泛应用前景的复合材料。
随着科学技术的不断发展,相信金属陶瓷材料在未来会有更多的创新和突破,为人类社会的进步做出更大的贡献。
无机材料包括什么东西
无机材料包括什么东西无机材料是一种不含有碳的化合物,主要由无机元素构成的材料。
它们在各个领域中都有广泛的应用,如建筑材料、电子器件、能源储存等。
本文将介绍无机材料的种类和应用。
一、金属材料金属材料是一种常见的无机材料,它具有良好的导电和导热性能,因此被广泛用于电子器件和建筑材料中。
金属材料可以分为纯金属和合金两大类。
纯金属如铁、铝、铜等具有较高的塑性和可塑性,可以通过冶炼和加工获得不同形状和性能的产品。
合金则由两种或更多金属元素按一定比例混合而成,常见的合金有钢、铝合金等。
二、陶瓷材料陶瓷材料是一种非金属无机材料,以氧化物为主要成分。
由于其独特的物理和化学性能,陶瓷材料被广泛应用于建筑材料、电子陶瓷、医疗器械等领域。
陶瓷材料具有高硬度、耐磨损、耐高温、绝缘等特点,因此在工业生产中起着重要的作用。
三、玻璃材料玻璃材料是一种非晶态无机材料,主要由硅酸盐和其他氧化物组成。
玻璃材料具有透明、坚硬、化学稳定等特点,广泛应用于建筑、包装、光学器件等领域。
玻璃的特殊结构使其具有热膨胀系数低、导热系数低等性能,因此在热工和光学领域中得到广泛应用。
四、复合材料复合材料是由两种或多种材料组合而成的材料,其中至少有一种是无机材料。
复合材料结合了各自材料的优点,具有高强度、轻重量、耐腐蚀等特点,广泛应用于航空航天、汽车工业、建筑等领域。
常见的复合材料有纤维增强复合材料、金属基复合材料等。
总结起来,无机材料是一类不含碳的化合物,主要由金属、陶瓷和玻璃等构成。
它们在各个领域中都有广泛的应用,如建筑材料、电子器件、能源储存等。
通过合理地利用无机材料的特性,人们可以创造出更多新型材料,满足不同领域的需求。
无机材料的研究和应用将对社会的科学发展和经济进步起到积极的推动作用。
各种材料的应用及特性
各种材料的应用及特性材料的应用和特性是一个广泛且多样化的话题,因为不同种类的材料在不同的领域有不同的用途和性质。
下面是一些常见材料的应用及其特性的概述。
1.金属材料:金属材料是最常见和常用的材料之一,其特性包括高强度、耐腐蚀和导电性。
金属材料广泛应用于制造行业,如汽车、飞机、建筑和电子设备。
铝和钢是最常用的金属材料之一、铝具有轻质和耐腐蚀的特性,常用于航空和汽车制造。
钢具有高强度和耐用的特性,常用于建筑和机械制造。
2.聚合物材料:聚合物材料是由大量重复单元组合而成的高分子化合物。
聚合物材料的特性包括轻质、耐磨损和隔热性。
塑料是一种常见的聚合物材料,广泛应用于日常生活中的包装、建筑和电子设备。
其他聚合物材料如聚乙烯、聚丙烯和聚苯乙烯也具有不同的特性和应用。
3.陶瓷材料:陶瓷材料是由无机化合物形成的非金属材料。
陶瓷材料的特性包括高硬度、耐高温和化学稳定性。
常见的陶瓷材料有陶瓷砖、陶瓷器皿和陶瓷电容器。
其应用领域包括建筑、电子和医疗设备。
4.晶体材料:晶体材料具有具有高度有序的原子排列结构,具有独特的光学、电学和磁学特性。
晶体材料广泛应用于光学器件(如晶体、镜片和光纤)、电子器件(如晶体管和集成电路)以及磁性器件(如磁存储介质和传感器)。
5.复合材料:复合材料是由两种或多种不同材料组合而成的材料。
其特性由所使用的材料决定。
复合材料的一个主要特点是具有优异的力学性能,如高强度和刚度。
这些材料的应用范围非常广泛,包括航空航天、汽车、运动器材和建筑。
6.纳米材料:纳米材料是由纳米尺度的结构或颗粒组成的材料。
纳米材料具有特殊的化学、物理和机械性质,如高表面积、强化效果和磁性。
纳米材料广泛应用于制造、电子、医学和环境领域。
7.生物材料:生物材料是用来替代或修复人体组织和器官的材料。
生物材料的特性包括生物相容性、机械性能和生物活性。
常见的生物材料包括金属(如钛合金)、聚合物(如聚乳酸)、陶瓷和生物降解材料。
这些材料在医学领域用于修复骨骼、替代心脏瓣膜和再生组织。
新材料分类
新材料分类材料是构成物质的基础,它们的种类繁多。
根据材料的性质、组成和用途,可以将材料分为多种不同的分类。
下面将介绍一些常见的新材料分类。
第一类是金属材料。
金属材料是指由金属元素或合金组成的材料。
金属材料具有良好的导电性、导热性和强度,因此广泛应用于机械结构、电子器件、汽车、航空航天等领域。
常见的金属材料包括铜、铝、铁、钛等。
第二类是聚合物材料。
聚合物材料是由大量单体分子通过化学反应结合而成的高分子化合物。
聚合物材料具有轻质、韧性、耐腐蚀等特点,广泛应用于塑料、橡胶、纺织品等领域。
常见的聚合物材料包括聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯等。
第三类是陶瓷材料。
陶瓷材料是一种由无机非金属材料组成的材料。
陶瓷材料具有高硬度、高温稳定性和耐腐蚀性,因此广泛应用于建筑、电子、化工等领域。
常见的陶瓷材料包括陶瓷砖、玻璃、瓷器等。
第四类是复合材料。
复合材料是由两种或两种以上的材料经过复合制造而成的材料。
复合材料具有优异的强度、刚度和轻质化特点,广泛应用于航空航天、汽车、体育器材等领域。
常见的复合材料包括碳纤维增强复合材料、玻璃纤维增强复合材料等。
第五类是纳米材料。
纳米材料是在纳米尺度下制备和操纵的材料。
纳米材料具有特殊的物理和化学性质,广泛应用于电子、能源、医药等领域。
常见的纳米材料包括纳米颗粒、纳米管、纳米线等。
第六类是生物材料。
生物材料是由天然或合成的生物分子制备的材料。
生物材料具有良好的生物相容性和生物活性,广泛应用于医药、组织工程等领域。
常见的生物材料包括人工骨骼、生物陶瓷等。
以上是一些常见的新材料的分类,随着科技的发展,新的材料分类不断涌现。
新材料的不断发展将为各行各业带来更多的应用和发展机会。
金属 陶瓷 高聚物材料的结构差别解释热容 热膨胀系数
金属陶瓷高聚物材料的结构差别解释热容热膨胀系数金属、陶瓷和高聚物材料在结构上存在显著的差别,这些差别导致了它们在热容和热膨胀系数方面的不同。
1. 金属材料的结构特点:
金属由原子或离子通过金属键相互连接而成。
金属晶格中通常存在自由电子,这些自由电子可以移动并传导热量和电流。
由于金属键的特性,金属通常具有较高的导热性和延展性。
2. 陶瓷材料的结构特点:
陶瓷由离子键和共价键连接而成,形成晶体或非晶体结构。
陶瓷中的晶体结构通常较为复杂,具有多种化学键和晶体缺陷。
由于陶瓷的晶体结构和化学键特性,它们通常具有较高的硬度和脆性。
3. 高聚物材料的结构特点:
高聚物由长链分子通过共价键连接而成,形成非晶体或半晶体结构。
高聚物的分子链可以移动和重排,导致高聚物具有一定的弹性和可塑性。
高聚物的导热性通常较低,因为其分子链的热传导能力较差。
由于这些结构差异,金属、陶瓷和高聚物在热容和热膨胀系数方面表现出不同的特点:
1. 热容:热容是材料吸收热量时温度升高的程度。
由于金属中存在自由电子,它们可以吸收并传导热量,因此金属通常具有较高的热容。
而陶瓷和高聚物的热容较低,因为它们的导热性较差。
2. 热膨胀系数:热膨胀系数是材料在温度变化时尺寸变化的程度。
由于金属晶格中的原子排列较为紧密,金属的热膨胀系数通常较低。
而陶瓷和高聚物的热膨胀系数较高,因为它们的晶体结构和分子链之间的相互作用较弱,容易受到温度变化的影响而发生尺寸变化。
常见的材料有哪些及特点
常见的材料有哪些及特点在我们的日常生活和工作中,我们经常会接触到各种各样的材料。
这些材料有着不同的特点和用途,对于我们的生活和工作都有着重要的影响。
接下来,我们将介绍一些常见的材料及其特点。
1. 金属材料。
金属材料是一类常见的材料,包括铁、铜、铝、钛等。
金属材料具有良好的导热导电性能,同时具有较高的强度和硬度。
因此,金属材料常用于制造机械零件、建筑结构和电子设备等领域。
此外,金属材料还具有良好的可塑性和可焊性,可以通过加工和焊接来制造各种形状和结构的产品。
2. 塑料材料。
塑料材料是一种轻质、耐腐蚀、易加工的材料,广泛应用于包装、建筑、家具和电子产品等领域。
塑料材料具有良好的绝缘性能,透明度高,同时还具有良好的柔韧性和耐磨性。
由于塑料材料价格低廉,生产工艺简单,因此在各个领域都有着广泛的应用。
3. 纤维材料。
纤维材料包括天然纤维和合成纤维两种。
天然纤维如棉、麻、丝等具有良好的吸湿透气性能,适合用于纺织品和装饰材料。
合成纤维如涤纶、尼龙等具有较高的强度和耐磨性,适合用于制造服装、绳索和工业材料等。
纤维材料具有轻质、柔软、易加工的特点,因此在纺织、服装和家居用品等领域有着广泛的应用。
4. 陶瓷材料。
陶瓷材料是一种非金属无机材料,具有良好的耐高温、耐腐蚀、绝缘和硬度等特点。
陶瓷材料广泛应用于建筑、化工、电子、医疗和军工等领域。
陶瓷材料具有耐高温、耐腐蚀、绝缘和硬度等特点,因此在各个领域都有着重要的应用价值。
5. 玻璃材料。
玻璃材料是一种无机非金属材料,具有透明、硬度高、耐热、耐腐蚀等特点。
玻璃材料广泛应用于建筑、日用品、光学仪器和化工等领域。
玻璃材料具有透明、硬度高、耐热、耐腐蚀等特点,因此在各个领域都有着广泛的应用。
总结,以上就是一些常见的材料及其特点。
不同的材料具有不同的特点和用途,对于我们的生活和工作都有着重要的影响。
在选择材料时,需要根据具体的使用要求和环境条件来进行合理的选择,以确保材料能够发挥最佳的效果。
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金属陶瓷材料
金属材料和陶瓷材料是我们在航空航天、船舶、汽车、日用等行业十分常见的材料,已经融入到我们的方方面面。
金属陶瓷作为金属材料和陶瓷材料研发的一种新型复合材料,兼具金属和陶瓷材料的某些优点,受到科研工作者的广泛关注,是材料领域的研究重点之一。
近年来,金属陶瓷的研究成果越来越多,新品种不断出现,理论体系也日趋成熟。
图1 金属陶瓷航空铝材质手机外壳
一、金属陶瓷简介
金属陶瓷,是一种由金属或合金和一种或几种陶瓷相所组成的非均质的复合材料,其中后者约占15%~85vol%,当陶瓷含量高于50vol%时,亦可称为陶瓷-金属复合材料。
金属陶瓷(Cermet/Ceramet)是由陶瓷(Ceramics)中的词头Cer/Cera与金属(Metal)中的词头Met结合起来构成。
金属陶瓷的理想结构是弥散且均匀分布的陶瓷颗粒表面被连续薄膜形态的金属相包裹,其中陶瓷相承受机械应力和热应力,通过连续的金属相分散,金属相因呈薄膜
状包裹再陶瓷颗粒表面而得到强化,故金属陶瓷作为介于高温合金和陶瓷材料之间的一种高温材料,具有兼顾金属的高韧性、可塑性和陶瓷的高熔点、耐腐蚀和耐磨损等性能。
图2 常见材料化学稳定性与抗热冲击性汇总
图3 陶瓷材料和金属材料杨氏模量及断裂强度对比
二、金属陶瓷的发展史
第一代:二战期间,德国以Ni粘结TiC生产金属陶瓷;
第二代:60年代美国福特汽车公司发明的,它添加M o到Ni粘结相中改善TiC和其它碳化物的润湿性,从而提高材料的韧性;
第三代:金属陶瓷则将N元素引入合金的硬质相,改单一相为复合相,形成Ti(C,N)固溶体;
20世纪80年代,硼化物陶瓷由于具有很高的硬度、熔点和优良的导电性、耐腐蚀性,成为最有发展前途的金属陶瓷。
图4 TiC金属陶瓷组织结构示意图
三、金属陶瓷材料匹配的原则
1、相间热力学匹配:金属相的加入大幅降低陶瓷的烧结温度,改善期脆性。
纯TiC材料因其烧结温度在2000℃高温,晶粒生长较快,致密度和性能较低,加入Ni-Mo金属作为粘接相,形成TiC-Ni-Mo陶瓷金属,可在1300℃烧结,且致密度和机械性能均有提高,详见图5;
图5 Ni-Mo金属含量对TiC-Ni-Mo陶瓷金属断裂强度
的影响
2、相容性:包括陶瓷与金属材料的热膨胀系数、导热系数、弹性模量等的相容性,如两者热膨胀系数相差过大,造成的内应力会降低材料的热稳定性;
图6 Ag金属纳米线、氧化铝陶瓷复合超材料薄膜
3、相间热稳定性:金属相与陶瓷相之间无剧烈的化学反应。
如发生反应形成化合物,则金属相无法改善陶瓷的低机械性能。
表1 真空中陶瓷与金属反应温度下线/℃
4、润湿性:陶瓷与金属之间的润湿性是衡量金属陶瓷组织结构与性能优劣的关键条件,润湿性越好,金属相形成的连续相可能性越大,陶瓷金属的性能越好。
四、陶瓷金属的分类
金属陶瓷的制备工艺包括粉末冶金、自蔓延高温合成、真空微波烧结、原位反应、机械合金化等,其中采用较多的是粉末冶金法(图4)。
金属陶瓷中陶瓷相通常是高熔点氧化物(Al2O3、ZrO3、BeO、MgO等)、氮化物(TiN、B
N、Si3N4等)、碳化物(TiC、WC等)、硼化物(TiB2、Zr B2等),金属相主要由Ti、Cr、Ni、Co、Fe等各种金属单独或则一起使用,也可以是金属材料,如青铜合金、高温合金等。
根据陶瓷相的种类,金属陶瓷主要分为氧化物基、碳化物基、碳氮化物基、硼化物基、含石墨或金刚石碳化物基,其具体的分类详见表2。
图7 纳米金属陶瓷复合材料微观组织
表2 金属陶瓷分类及应用汇总
图8 高强度金属陶瓷材料及精密成型方案
PS:由于“金属陶瓷”和“硬质合金”两个学科术语没有明确的分界,所以具体材料也很难划分界线,本文采用I.E.Campbell的观点,将“硬质合金”归于“金属陶瓷”。
五、金属陶瓷的应用
1、航空航天领域
在航空航天领域,耐高温、抗磨损、高强度、高稳定性等苛刻的环境与技术要求,金属陶瓷有了广阔的发挥空间。
金属陶瓷良好的耐磨性与高温强度,可用于制造航空或航天发动机的阀、静止的环件等。
硼化铬晶体和铬-钼合金粘结的硼化铬金属陶瓷具有良好的断裂强度和足够高的抗热震性,可用于制备燃气涡轮叶片、喷气发动机的喷
管和内燃机阀座等。
而具有抗高温冲刷和氧化特性的W-Cr -Al2O3金属陶瓷可用于制作采用固体推进剂的导弹喷管衬套。
此外,美国NASA还考虑把金属陶瓷作为液态火箭发动机涡轮的自润滑轴承材料。
广泛应用的航空发动机叶片热障涂层一般由三层组成,最内层是与基体结构相接近的金属,最外层是陶瓷,而陶瓷与金属的中间过渡层通常采用金属陶瓷制成(图9)。
英国罗·罗公司把一层厚度为0.1mm的含Mg的ZrO2基金属陶瓷作为航空发动机涡轮叶片热障涂层的中间过渡层,取得了比较好的应用效果。
图9 带有热障涂层的航空发动机叶片
2、舰船领域
普通的金属合金材料涂覆在舰船表面容易因摩擦、电位腐蚀、海水腐蚀等情况导致涂层脱落,从而失去涂层的作用,而金属陶瓷涂层除具有金属的韧性,同时具有陶瓷
本身的化学惰性能够有效阻隔海水、电位带来的腐蚀。
影响金属陶瓷涂层的因素有很多,其中最重要的是金属陶瓷涂层材料的选取以及喷涂技术的选取,同时这些决定因素也是金属陶瓷涂层能够得到广泛应用的关键。
图10为Cr2 O3·5SiO2·3TiO2涂层的板材在厦门海域(海水pH值8.1~8. 2,年均水温21℃,年均盐度为27.00‰) 开展30天的海水腐蚀试验结果。
加喷金属陶瓷复合材料涂层作为绝缘层涂层挂板表面未见锈蚀现象,试板上附着有部分海鞘,无大型海生物附着,而左侧的直接在钢基体因喷涂铜合金,海水渗透到钢基体产生锈蚀,但涂层完好处无海生物附着。
图10 海水挂板试验结果(左,铜合金涂层,右,金属陶
瓷复合材料涂层)
3、制造加工领域
高硬度、耐磨性好、高抗弯强度、抗韧性好、抗氧化等性能决定了金属陶瓷材料在制造加工领域有着不可替代的作用,尤其在量具和切削刀具方面(图11和表3)。
与硬质合金相比,金属陶瓷具有以下特点:
(1)化学稳定性及抗氧化性较好,尤其是硬度和抗硬性均较好,可加工硬度小于HRC45的铸铁、碳钢等材料,同时适合做计量工具的规块和轴承材料;
(2)抗粘附性良好,可有效的去除刀刃上的积屑瘤和量具上的残留油污及废屑;
(3)更高的热硬性、耐磨性和韧性,可用于高速切削加工刀具和高温等特殊环境下的轴承材料。
图11 金属陶瓷刀加工图
WC-Co是国内外研究最早也是目前广泛应用的一类金属陶瓷,主要用于加工制造领域。
随着研究的深入,开发了Ti(C,N)基金属陶瓷。
Ti(C,N)金属陶瓷具有比较独特的
“芯、环”结构,其组织特征由三部分构成:TiC或Ti(C, N)硬质相组成的核心,即“芯”;边缘为TiC或Ti(C,N)的复杂固溶体组成的环状结构,也就是“环”;由镍、钴和溶入其中的钛、钼、碳和氮组成的粘结相。
Ti(C,N)基金属陶瓷比WC基金属陶瓷具有更高的硬度、更好的抗腐蚀性以及更高的切削速度。
图12 金属陶瓷轴承与刀具
表3 我国主要刀具产品市场
4、其他领域
具有良好的耐高温性能、抗腐蚀性的金属陶瓷在其他领域也得到广泛应用,例如冶金工业用的耐高温坩埚和高温件、机械工业的耐高温耐磨零部件、电子工业的热离子阴极等。
相关学者研究了一种在冶金领域应用的金属陶瓷
质滑动水口砖,其采用刚玉和金属铝为主要原料,加入少量碳粉及抗氧化剂,制得的滑动水口砖具有使用寿命长、抗钢水侵蚀和抗冲刷性好等优点。
图13 钼基金属陶瓷管热电偶(左)与散热陶瓷基板(右)
六、金属陶瓷的发展趋势展望
金属陶瓷材料在国民经济的各个部门和现代技术的各个领域,对工业快速发展着重要的推动作用,相关研究已成为材料研究领域中一个非常重要的研究课题。
陶瓷金属的发展趋势主要包括:
1、新金属陶瓷材料的研发:一为新型硬质相和复合硬质相的开发;二为利用常见金属代替稀有金属,如Fe代替Co;三为陶瓷和金属的相成分及含量可突破以前的限制;
2、纳米级金属陶瓷的研发:当金属粘接相不变时,陶瓷的晶粒达到纳米尺寸可提高其机械性能;
3、梯度金属陶瓷的研发:开发热应力缓释型等特殊性的梯度金属陶瓷对于满足不同部位的不同性能要求具有重要意义。
图14 梯度金属陶瓷材料组织
4、金属陶瓷回收再利用问题:受环境保护和资源利用意识的影响,采用现代化技术和大规模生产模式实现资源的充分利用和经济效益的统一,已经成为金属陶瓷发展的不可忽略的问题。
作者:舟彧。