精細(xì)陶瓷的特性、應(yīng)用及發(fā)展

靳嵩 藺妍偉 解滔滔

摘要：本文主要介紹精細(xì)陶瓷的發(fā)展概況，對當(dāng)前市場上主要的精細(xì)陶瓷的種類及其實(shí)用情況進(jìn)行了介紹，并分析了當(dāng)前精細(xì)陶瓷的市場情況。

關(guān)鍵詞：精細(xì)陶瓷;特征分析;應(yīng)用分析

在原始社會人類就開始使用巖石、沙子以及黏土為主要原料，并添加呂、鐵等元素來制作陶瓷器具，使用在日常的生產(chǎn)和生活中，因此傳統(tǒng)的陶瓷在人類歷史上非常悠久。然而隨著社會經(jīng)濟(jì)和社會生產(chǎn)力的發(fā)展，特別是出現(xiàn)工業(yè)變革之后，傳統(tǒng)的陶瓷已經(jīng)不能夠滿足現(xiàn)代的工業(yè)生產(chǎn)要求，在此背景下出現(xiàn)了精細(xì)陶瓷被應(yīng)用于現(xiàn)代化工業(yè)生產(chǎn)當(dāng)中。

一、精細(xì)陶瓷概況

精細(xì)陶瓷是指采用高度精選的原料、具有能精確控制的化學(xué)組成、按照便于進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及控制的制造方法進(jìn)行制造、 加工，具有優(yōu)異特性的陶瓷。在化學(xué)成分方面，精細(xì)陶瓷與傳統(tǒng)陶瓷僅由單一的氧化物相比，精細(xì)陶瓷除了含有氧化物之外，還還有氮化物、硅化物和碳化物等成分。在最終形成的品類方面，傳統(tǒng)的陶瓷多維燒結(jié)體，通過高溫?zé)贫桑?xì)陶瓷除此之外還具有復(fù)合物、結(jié)晶、纖維等形態(tài)。由于精細(xì)陶瓷的種類豐富，且具有傳統(tǒng)陶瓷材料無可比擬的優(yōu)越性，如今精細(xì)陶瓷被廣泛應(yīng)用于化工、生物科學(xué)、空間科學(xué)等多個(gè)尖端領(lǐng)域，并且精細(xì)陶瓷的市場逐年擴(kuò)大。

二、精細(xì)陶瓷的分類及應(yīng)用

（一）高溫高強(qiáng)度陶瓷

傳統(tǒng)的抗彎能力非常弱，而精細(xì)陶瓷則具有高強(qiáng)度的特點(diǎn)，抗彎能力能夠與合金鋼媲美，不僅如此，在高溫狀態(tài)下精細(xì)陶瓷依舊能夠保持良好的抗彎能力，這是合金鋼所不具備的特征。除了在高溫下能夠保持高強(qiáng)度的抗彎能力之外，精細(xì)陶瓷還不容易腐蝕、耐磨、不容易膨脹，正是基于高溫高強(qiáng)度的精細(xì)陶瓷的這些特點(diǎn)，如今在冶金和航空航天行業(yè)中，這類陶瓷的應(yīng)用非常多。

（二）高溫高韌性陶瓷

傳統(tǒng)的陶瓷韌性非常差，很容易在力的作用下發(fā)生破裂，而這時(shí)由于傳統(tǒng)陶瓷具有共價(jià)鍵決定的，為了改變陶瓷的這一特征，科學(xué)家進(jìn)行了大量的研究和實(shí)驗(yàn)，最終發(fā)現(xiàn)二氧化鋯增韌陶瓷，這類陶瓷具有良好的韌性，并且在高溫下這樣的韌性仍然能夠保持，基于這樣的特征，高溫高韌陶瓷唄應(yīng)用于高級的耐熱材料以及隔熱涂層當(dāng)中。

（三）復(fù)相陶瓷

復(fù)相陶瓷是指單相原料與其他原料進(jìn)行復(fù)合，從而使得陶瓷具備更多的性能，具有更多用途的一類陶瓷。復(fù)合陶瓷的種類非常多樣，例如：：纖維復(fù)相陶瓷;第二相彌散的復(fù)相陶瓷等。

（四）電子陶瓷

1）絕緣陶瓷

陶瓷本身就是良好的絕緣體，而絕緣陶瓷不僅具有良好的絕緣效果，而且耐高溫、耐腐蝕，對電能的損耗也非常小，因此絕緣陶瓷被廣泛應(yīng)用于集成電路和部分火花塞中。

2）壓電陶瓷

最早在水晶中發(fā)現(xiàn)了壓電現(xiàn)象，然而誰用水晶壓電的成本高，且水晶的數(shù)量較少，制作難度較大，為了解決這一問題，科學(xué)家經(jīng)過試驗(yàn)，將陶瓷進(jìn)行一定的處理后能夠制作壓電陶瓷，不僅如此，壓電陶瓷還具有水晶不具備的耐高溫和耐磨的特征，因此壓電陶瓷如今主要被應(yīng)用于使用頻繁且使用時(shí)溫度較高的產(chǎn)品開發(fā)中，如：壓電變壓器等。

3）半導(dǎo)體陶瓷

原本陶瓷具有絕緣性，在陶瓷經(jīng)過一定的處理之后，能夠成為良好的半導(dǎo)體陶瓷，在半導(dǎo)體陶瓷中，又分為熱敏半導(dǎo)體陶瓷、聲敏半導(dǎo)體陶瓷和壓敏半導(dǎo)體陶瓷。熱敏陶瓷被應(yīng)用于溫度感應(yīng)零件中，而氣敏陶瓷則被應(yīng)用于特殊、危險(xiǎn)氣體的運(yùn)輸中，能夠自動(dòng)檢測環(huán)境中危險(xiǎn)氣體的含量，減少危險(xiǎn)氣體發(fā)生泄漏時(shí)造成的傷害。

（五）電光陶瓷

電光陶瓷是指經(jīng)過一定的處理之后，能夠產(chǎn)生電光反應(yīng)的陶瓷，這類陶瓷的應(yīng)用也比較廣泛，過去人們常用的光盤便是由這類陶瓷制造而成，不僅是光盤，光電陶瓷也被應(yīng)用于光電閥門以及圖像顯示器中

（六）生物陶瓷

生物陶瓷不僅具有耐磨性、耐腐蝕性，而且適應(yīng)人體，這使得生物陶瓷具備了代替人類某些硬組織結(jié)構(gòu)的可能性，生物陶瓷主要被分為了兩種類型，一是，按照人體硬組織成分和結(jié)構(gòu)制作而成的生物陶瓷，這類陶瓷主要是當(dāng)人類的這些硬組織發(fā)生不可逆轉(zhuǎn)的損害時(shí)，代替人類硬組織的陶瓷，通過使用這類陶瓷，能夠在一定程度上恢復(fù)人類硬組織的功能，二是，帶有治療功能的生物陶瓷。

（七）納米陶瓷

納米陶瓷是指在納米顯微結(jié)構(gòu)中進(jìn)行構(gòu)建的陶瓷，納米陶瓷研究起步的時(shí)間較晚，但如今已經(jīng)成為了陶瓷研究的重要課題這一，通過研究納米陶瓷，能夠有效提升陶瓷的韌性、強(qiáng)度和塑性，不僅如此，納米陶瓷還具有高磁化率、低飽和磁矩、低磁耗等材料特征，這些特征將使納米陶瓷在未來發(fā)揮更大的作用。

三、精細(xì)陶瓷的市場情況

（一）國外市場情況

在國外精細(xì)陶瓷市場主要是分布在日本、美國以及歐洲的一些國家，特別是日本精細(xì)陶瓷工業(yè)非常發(fā)達(dá)，甚至在精細(xì)陶瓷領(lǐng)域曾一度處于壟斷地位，日本的精細(xì)陶瓷工業(yè)非常全面、且制作精良，在精細(xì)陶瓷生產(chǎn)中處于主導(dǎo)地位，而美國政府也非常重視精細(xì)陶瓷的發(fā)展，并出臺了精細(xì)陶瓷的發(fā)展計(jì)劃，對于高溫精細(xì)陶瓷的發(fā)展，美國政府尤其重視，在美國政府的扶持下，如今精細(xì)陶瓷在美國航空領(lǐng)域、工業(yè)制造以及生物科學(xué)中均有廣泛的應(yīng)用。

（二）國內(nèi)市場情況

我國精細(xì)陶瓷的起步較晚，但國家對精細(xì)陶瓷的研究非常重視，并多次建立精細(xì)陶瓷研究方面的國家級研發(fā)項(xiàng)目組對各類精細(xì)陶瓷進(jìn)行研究和開發(fā)，經(jīng)過一系列的科研項(xiàng)目，我國精細(xì)陶瓷技術(shù)水平得到了顯著提升，特別是功能性的精細(xì)陶瓷，在我國的應(yīng)用長廣泛，占據(jù)了我國精細(xì)陶瓷市場的70%以上的份額，對于我國工業(yè)的發(fā)展作用顯著。隨著我國對于精細(xì)陶瓷的深入研究，如今精細(xì)陶瓷除了在工業(yè)方面被廣泛應(yīng)用之外，精細(xì)陶瓷在我國的航空領(lǐng)域、生物領(lǐng)域也產(chǎn)生了重要影響，正是基于精細(xì)陶瓷技術(shù)的成熟和廣泛使用，如今我國精細(xì)陶瓷的市場需求量也在不斷擴(kuò)大。

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