浅谈新型陶瓷材料

浅谈新型陶瓷材料

------由陶瓷谈谈我对学科的认识提及陶瓷，大家并不陌生。日常生活中，我们接触的有餐具，卫生陶瓷，装饰瓷砖等等，陶瓷遍布我们生活中的各个领域。最让我们叹为观止的也许是素有“瓷都”之称的景德镇生产出的陶瓷制品，它以“白如玉，明如镜，薄如纸，声如罄”的独特风格蜚声海内外。在中国，制陶技艺的产生可追溯到纪元前4500年至前2500年的时代，可以说，中华民族发展史中的一个重要组成部分是陶瓷发展史，它体现了中国人在科学技术上的成果以及对美的追求与塑造。陶瓷凭借它完美的塑造与所蕴含的科技重量让更多的人去追寻，同时也深深地吸引了我。

早期，陶瓷是陶器与瓷器的总称。陶瓷是以无机非金属天然矿物或化工产品为原料、经原料处理、成型、干燥、烧成等工具制成的产品。也许，没有接触这门学科之前，我对于陶瓷并不了解多少，由一块简单的瓷砖更不能联想到它有其它什么样的性能特点。通过材料概论这门课，也因为为准备这篇论文看了一些关于陶瓷方面的书籍，让我在这方面的知识有了一些拓展与对陶瓷更深入的了解。

陶瓷在我们生活中的广泛应用正因为它具有很多优良的性能。力学性能方面，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。热性能方面，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。电性能也是陶瓷很重要的一个性能，电子陶瓷是现代陶瓷的重要组成部分。大多数陶瓷具有良好的电绝缘性，因此大量用于制作各种绝缘器件。少数陶瓷还具有半导体的特性，可作整流器。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。同时，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。

了解了陶瓷的基本性能后，我们看到了它独特的优越性，但也有它的缺点，如脆性。这就需要对陶瓷材料进行研究分析，如合理利用晶界特性是改善材料的重要手段。因此研究开发新型功能陶瓷是材料科学中的一个重要领域。

新型陶瓷材料具有远胜过以往陶瓷独特性能的优异特性，从最根本的原料方面来说，它突破了传统陶瓷以天然的岩石、矿物、粘土等材料做主要原料的界限，而新型陶瓷则采用人工合成的高纯度无机化合物为原料。因此新型陶瓷的生产不再受地域性的限制，而在普通陶瓷中，如景德镇的高岭土在国际陶瓷界都具有影响，高岭土是陶瓷工业最重要的原材料，景德镇产的高岭土品质非常好，用它生产出来的景德镇瓷器，曾经代表着中国陶瓷制品的高端水平和上等品质。可见，新型陶瓷在原料的需求方面不再具有如此明显的地域性。同时，新型

陶瓷的生产工艺也采用了一些先进的工艺技术，如由瑞士苏黎世联邦高等工业学院发明的直接凝固注模成型技术（DCC），美国兰克赛德公司发明的熔融金属直接氧化法(DMO)，美国巴尔的摩实验室开发的XD技术等等。对于现在的我来说，理解这些工艺技术还有一定困难，但是我真的希望下次阅读书籍的时候能有一项技术发明于我们学院，也希望自己能为它做出一点小小的贡献。

下面简要介绍几种新型陶瓷材料。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。敏感陶瓷，根据某些陶瓷的电阻率、电动势等物理量对热、湿、光、电压等变化特别敏感这一特点制作敏感元件，它是某些传感器中的关键材料之一。利用纳米技术开发的纳米陶瓷材料是利用纳米粉体对现有陶瓷进行改性，通过往陶瓷中加入或生成纳米级颗粒、晶须、晶片纤维等，使晶粒、晶界以及他们之间的结合都达到纳米水平，使材料的强度、韧性和超塑性大幅度提高。它克服了工程陶瓷的许多不足，并对材料的力学、电学、热学、磁光学等性能产生重要影响，为代替工程陶瓷的应用开拓了新领域。

随着现代高新技术的发展，新型陶瓷已逐步成为高技术发展的重要关键，已引起各工业发达国家的关注，许多国家为了加速新技术革命，为新型产业的发展奠定物质基础，投入大量人力，物力和财力研究开发特种陶瓷，因此新型陶瓷的发展十分迅速，在技术上也有很大

突破。新型陶瓷品种繁多、日新月异，其用途多种多样，已成为解决能源、资源等问题的重要材料，同时也是微电子、激光、光纤、生物、海洋、宇航、新能源、仿人机等尖端科学技术发展不可缺少的材料。总之，新型陶瓷在现代工业技术，特别是在高技术，新技术领域中的地位日趋重要，预示着它的广阔发展前景。

主要参考文献：

施惠生《材料概论》同济大学出版社

周玉《陶瓷材料学》科学出版社

王建《基础材料与新材料》天津大学出版社

杨华明《新型无机材料》化学工业出版社

李全林《前沿领域新材料》东南大学出版社