现代陶瓷的材料与性能

功能陶瓷
• 光学陶瓷：以透明氧化铝为代表的氧化物 陶瓷及一些多种氧化物混合组成的陶瓷。
功能陶瓷
• 生物陶瓷：用于人体器官替换、修补以及 外科矫形的新型功能陶瓷，对人体有良好 的适应性和稳定性。
生物陶瓷人工骨
功能陶瓷
• 敏感陶瓷：是传感器的关键材料，通过各 种物理因素显示出独特功能。
陶瓷电容压力传感器
• 结构陶瓷：是指具有特殊力学或机械性能，以及 部分热学或化学性能的先进陶瓷，特别适于高温 下应用的则称为高温结构陶瓷； • 功能陶瓷：具有光、电、磁及部分化学功能的多 晶无机固体材料，且能够在各种特性之间相互转 换的先进陶瓷。
结构陶瓷
• 氧化铝陶瓷 • 以氧化铝（-Al2O3，刚玉）为主体的陶瓷 • 特点：硬度大、耐高温、耐氧化、化学稳 定性好、 绝缘性能好及机械强度高等。 • 应用：机械零部件、刀具、火箭用导流罩 以及坩埚、高温炉管等。用高纯度的原料， 使用先进工艺，还可以使氧化铝陶瓷变得 透明，可制作高压钠灯的灯管。
• 绝缘陶瓷 在电气电路或电子电路中所起的 作用主要是根据电路设计要求将导体物理 隔离，以防电流在它们之间流动而破坏电 路的正常运行。此外，绝缘材料还起着导 体的机械支持、散热及电路环境保护等作 用。
照明绝缘陶瓷套管
绝缘装置陶瓷
功能陶瓷
• 磁性陶瓷：主要指铁氧体陶瓷，是以氧化 铁和其他铁族或稀土氧化物为主要成分的 复合氧化物
耐腐蚀、导电、绝缘、以及在磁、电、光、声、生物工程各方面具有 的特殊功能，从而使其在高温、机械、电子、宇航、医学工程各方面
得到广泛的应用。Leabharlann Baidu
4. 在应用上，传统陶瓷主要应用于制造日用器皿、卫生洁具等生活用品， 而新型陶瓷则主要用于工业技术，特别是高新技术方面。
现代陶瓷的分类
• 按其性能与应用可分为如下两类：
氧化锆陶瓷刀片
氧化锆陶瓷手表
功能陶瓷
• • • • • • • • 半导体陶瓷 绝缘陶瓷 介电陶瓷 发光陶瓷 感光陶瓷 吸波陶瓷 激光用陶瓷 核燃料陶瓷 • • • • • • • • 推进剂陶瓷 太阳能光转换陶瓷 贮能陶瓷 陶瓷固体电池 阻尼陶瓷 生物技术陶瓷 催化陶瓷 特种功能薄膜
功能陶瓷
现代陶瓷的材料与性能
现代陶瓷与传统陶瓷的区别
1. 在原料上，传统陶瓷以粘土为主要原料，新型陶瓷一般以人工合成的 氧化物、氮化物、硅化物、硼化物、碳化物为原料； 2. 在制备工艺上，传统陶瓷以炉窑为主要生产手段，新型陶瓷广泛采用 真空烧结、保护气氛烧结、热压、热等静压等手段；
3. 在性能上，特种陶瓷具有不同的特殊性质和功能，如高强度、高硬度、
氧化铝陶瓷刀具
氧化铝陶瓷机械零部件
结构陶瓷
• 碳化硅陶瓷 • 由SiC 即金刚砂制成，是通过键能很高的共 价键结合的晶体。 （SiO2+3C→SiC+2CO） • 特点：抗氧化性、抗弯强度大、抗磨损、耐 腐蚀，其强度和化学稳定性也是已知陶瓷中 最好的。 • 应用：火箭喷嘴、炉管燃气轮机叶片及轴承 拉丝成型模具
碳化硅陶瓷轴承
结构陶瓷
• 氮化硅陶瓷 • 氮化硅是由Si3N4四面体组成的共价键固体， 导热性好、膨胀系数小、有很高的弹性模 量和分解温度，是最坚硬的材料之一。 • 应用：制造轴承、汽轮机叶片、机械密封 环、永久性模具等机械构件。
氮化硅陶瓷球
氮化硅陶瓷轴套
结构陶瓷
• 氧化锆陶瓷 • 以氧化锆（ZrO2）为主体的陶瓷，仅次于 氧化铝陶瓷的一种重要结构陶瓷。 • 特点：耐高温、耐腐蚀、耐磨、强度高、 化学稳定性好，与高强度合金相当。被广 泛应用于结构陶瓷领域. • 被誉为“陶瓷钢”，是现代冶金、陶瓷、 玻璃工业中广泛采用的高温发热体。
• 在科技日益发达的今天，陶瓷也在不断地 发展着，陶瓷的不同原料直接决定着其性 能与应用领域，所以陶瓷的原料与其功能 之间的关系是不可分割的。