特种陶瓷的应用与发展
特种陶瓷材料

特种陶瓷材料特种陶瓷材料是一类具有特殊功能和特殊用途的陶瓷材料,它们通常具有优异的耐高温、耐腐蚀、绝缘、导热、导电、摩擦、磨损等特性,广泛应用于电子、航空航天、医疗、化工、机械等领域。
特种陶瓷材料的发展对于提高产品性能、降低能耗、延长使用寿命具有重要意义。
一、特种陶瓷材料的分类。
特种陶瓷材料按用途可分为结构陶瓷和功能陶瓷两大类。
结构陶瓷主要用于承受机械载荷的零部件,如陶瓷刀具、陶瓷轴承、陶瓷喷嘴等;功能陶瓷则主要用于电子、光电、磁学、声学、化学等领域,如氧化铝陶瓷基片、氮化硅陶瓷基片、氧化锆陶瓷基片、氧化铝陶瓷密封件等。
二、特种陶瓷材料的特性。
1.耐高温性,特种陶瓷材料具有优异的耐高温性能,可在高温环境下长时间稳定工作。
2.耐腐蚀性,特种陶瓷材料具有良好的耐腐蚀性能,能够在酸碱等恶劣环境下长期使用。
3.绝缘性,部分特种陶瓷材料具有良好的绝缘性能,可用于电子元器件的绝缘隔离。
4.导热导电性,部分特种陶瓷材料具有良好的导热导电性能,可用于制作散热器、电子封装等产品。
5.摩擦磨损性,部分特种陶瓷材料具有优异的摩擦磨损性能,可用于制作轴承、密封件等产品。
三、特种陶瓷材料的应用。
特种陶瓷材料在各个领域都有着重要的应用,如在电子领域,氧化铝陶瓷基片被广泛应用于集成电路封装、功率模块封装、LED封装等;在航空航天领域,氮化硅陶瓷基片被广泛应用于航天器的热控制、隔热保护等;在医疗领域,氧化锆陶瓷基片被广泛应用于人工关节、牙科修复等。
四、特种陶瓷材料的发展趋势。
随着科技的不断发展,特种陶瓷材料也在不断创新和发展,未来的特种陶瓷材料将更加注重多功能、高性能、低成本等方面的发展,同时也将更加注重环保、可持续发展等方面的要求。
总结,特种陶瓷材料具有着独特的特性和广泛的应用前景,它们对于推动各个领域的发展都具有着重要的作用。
未来,特种陶瓷材料将在更多的领域得到应用,并且会不断创新和发展,为人类社会的进步做出更大的贡献。
2024版中国特种陶瓷制品行业发展研究报告

2024版中国特种陶瓷制品行业发展研究报告2023年是中国特种陶瓷制品行业发展史上一个极其重要的时期。
尽管外部市场形势复杂多变,但本行业仍有较高的增长空间。
一、中国特种陶瓷制品行业回顾
1、经历了迅速发展的三年
2023年至2023年,中国特种陶瓷制品行业经历了迅速发展的三年,经济总量同比增长了53.5%,其中,年均增长率达到18.1%,以较快的速度不断推动行业的发展。
2、产品结构更加优化
从2023年至2023年,中国特种陶瓷制品行业的产品结构慢慢优化,技术含量持续提高,技术含量有所提高,技术层次有所提升。
3、行业经营水平进一步提升
2023年至2023年,特种陶瓷制品行业所有经营项目的收入总体呈上升趋势,销售业绩增长迅速,经营水平也在不断提升。
二、中国特种陶瓷制品行业现状及发展趋势
1、行业素质提高、技术水平提升
中国特种陶瓷制品行业自2023年至2023年实现明显的发展,行业素质总体有所提高,技术水平也有了较大提升。
2、市场需求量稳步增加
随着特种陶瓷制品应用领域的不断扩大,市场需求量与日俱增,中国特种陶瓷制品行业应用市场前景十分广阔。
3、行业竞争加剧。
特种陶瓷制品制造行业市场现状分析

特种陶瓷制品制造行业市场现状分析特种陶瓷制品作为一种具有特殊性能和用途的先进材料,在现代工业和科技领域中正发挥着越来越重要的作用。
随着技术的不断进步和市场需求的持续增长,特种陶瓷制品制造行业正经历着深刻的变革和发展。
一、市场规模与增长趋势近年来,特种陶瓷制品制造行业的市场规模呈现出稳步增长的态势。
这主要得益于其在众多领域的广泛应用,如电子、医疗、航空航天、能源等。
特别是在电子领域,特种陶瓷因其良好的绝缘性、导热性和耐高温性,被广泛应用于集成电路基板、电子封装材料等方面。
在医疗领域,特种陶瓷用于制造人工关节、牙齿修复材料等,市场需求也在不断扩大。
据相关数据统计,全球特种陶瓷制品市场规模在过去几年中以年均两位数的增长率持续增长,预计未来几年仍将保持较高的增长速度。
然而,不同地区的市场增长情况存在一定差异。
发达国家在技术研发和应用方面较为成熟,市场规模相对较大,但增长速度逐渐放缓;而新兴经济体如中国、印度等,由于制造业的快速发展和技术引进,市场规模增长迅速,成为全球特种陶瓷制品市场的重要增长点。
二、应用领域分析1、电子行业特种陶瓷在电子行业的应用主要包括陶瓷电容器、陶瓷基板、陶瓷封装材料等。
随着电子设备的小型化、高性能化和集成化发展,对特种陶瓷的性能要求越来越高。
例如,陶瓷电容器需要具有更高的电容值和更低的损耗;陶瓷基板需要具备更好的导热性能和热稳定性,以满足高功率电子器件的散热需求。
2、医疗行业在医疗领域,特种陶瓷主要用于制造人工关节、牙齿修复材料、生物传感器等。
人工关节用陶瓷材料具有良好的生物相容性和耐磨性,能够提高关节置换手术的效果和患者的生活质量。
牙齿修复材料如氧化锆陶瓷,具有美观、强度高的特点,逐渐取代传统的金属材料。
3、航空航天行业航空航天领域对材料的性能要求极为苛刻,特种陶瓷因其耐高温、高强度、轻质等特点,被广泛应用于发动机部件、隔热材料、结构件等方面。
例如,碳化硅陶瓷基复合材料可用于制造航空发动机的涡轮叶片,提高发动机的工作温度和效率。
特种陶瓷行业分析

特种陶瓷行业分析
特种陶瓷是指具有特殊功能的陶瓷材料,主要应用于高科技领域,如电子、信息、医疗、航空航天等行业。
特种陶瓷行业的发展呈现出以下几个特点。
首先,特种陶瓷具有优异的性能和广泛的应用领域。
特种陶瓷的热、电、磁、光、声等性能优于传统陶瓷材料,具有高硬度、高强度、高耐磨、高绝缘、高耐温等特点,在高温、高压、强腐蚀等极端环境下仍能保持稳定性能,因此被广泛应用于化工、电子、航天航空等领域。
其次,特种陶瓷行业具有较高的技术门槛。
特种陶瓷的生产工艺相对复杂,需要学习和掌握先进的陶瓷材料科学与工程知识,具备高超的技术水平和生产能力。
目前,特种陶瓷行业主要由一些大型企业和高新技术企业主导,少数企业具有核心技术和专利,形成了一定的市场垄断。
另外,特种陶瓷行业具有较强的创新能力和市场潜力。
特种陶瓷材料的应用领域不断扩大,市场需求快速增长。
随着科技进步和产业结构升级,特种陶瓷行业的创新需求和市场空间将进一步扩大。
然而,特种陶瓷行业也存在一些问题和挑战。
首先是产业链不完善。
目前国内特种陶瓷行业的中上游产能较大,但下游市场需求不够强劲,产业链配套不完善,限制了特种陶瓷行业的发展。
其次是技术研发投入不足。
特种陶瓷行业需要大量的科技研发投入,但由于长周期、高风险的特点,很多企业对技术创
新的投入不足,导致技术水平整体较低。
总体来说,特种陶瓷行业具有较高的技术门槛和市场潜力,但也面临一些问题和挑战。
为了促进特种陶瓷行业的健康发展,需要加大科技创新投入,完善产业链,提高技术水平,拓宽市场渠道,促进行业整体升级。
特种陶瓷前景

特种陶瓷前景特种陶瓷是近年来新兴的一种陶瓷产品,具有很广阔的应用前景。
特种陶瓷是指通过特殊的制造工艺和选择特殊原材料制成的陶瓷材料,具有较高的硬度、高的抗腐蚀性和优异的热传导性能。
特种陶瓷在各个领域都有广泛的应用,具有很大的市场潜力。
首先,特种陶瓷在电子领域有广阔的应用前景。
随着电子产品的快速发展,对电子组件的性能要求也越来越高。
特种陶瓷的高硬度和抗腐蚀性能使其成为电子组件的理想材料。
特种陶瓷可以用于制造电子元件的基板、封装件、绝缘子等,能够提高电子设备的性能和稳定性。
其次,特种陶瓷在航空航天领域也有很大的应用前景。
航空航天领域对材料的要求非常严格,需要材料具有极高的耐高温性能和抗氧化性能。
特种陶瓷由于其优异的性能可以满足航空航天领域的要求,可以用于制造发动机燃烧室、导向叶片、热护盾等关键零部件,提高航空航天器的性能。
再次,特种陶瓷在医疗领域也具有很广阔的应用前景。
特种陶瓷的生物相容性好,不易引起过敏反应,可以用于制造人工关节、牙科种植体和骨修复材料等。
特种陶瓷的高硬度和抗磨损性能使得其具有更长的使用寿命,可以提高患者的生活质量。
此外,特种陶瓷还可以应用于能源领域。
特种陶瓷具有优异的热传导性能和抗腐蚀性能,可以用于制造电池的隔膜和燃料电池的电解质。
特种陶瓷的应用可以提高电池的效率和寿命,使得能源利用更加高效。
综上所述,特种陶瓷具有很广阔的应用前景。
随着高新技术的发展和各个领域对材料性能要求的提高,特种陶瓷将会得到更广泛的应用。
特种陶瓷的应用不仅能够提升产品的性能和质量,还能够推动各个领域的发展。
特种陶瓷产业的兴起将会对我国的经济发展和科技进步起到积极的推动作用。
2023年国外特种陶瓷的发展及新动向

国外特种陶瓷的发展及新动向特种陶瓷有热压铸、热压、静压及气相沉积等多种成型方法,这些陶瓷由于其化学组成、显微结构及性能不同于一般陶瓷,故称为特种陶瓷或高技术陶瓷,在日本称为精细陶瓷。
特种陶瓷不同的化学组成和组织结构打算了它不同的特别性质和功能,如高强度、高硬度、高韧性、耐腐蚀、导电、绝缘、磁性、透光、半导体以及压电、光电、电光、声光、磁光等。
由于性能特别,这类陶瓷可作为工程结构材料和功能材料应用于机械、电子、化工、冶炼、能源、医学、激光、核反应、宇航等方面。
一些经济发达国家,特殊是日本、美国和西欧国家,为了加速新技术革命,为新型产业的进展奠定物质基础,投入大量人力、物力和财力讨论开发特种陶瓷,因此特种陶瓷的进展非常快速,在技术上也有很大突破。
特种陶瓷在现代工业技术,特殊是在高技术、新技术领域中的地位日趋重要。
本世纪初特种陶瓷的国际市场规模估计将达到500亿美元,因此很多科学家预言:特种陶瓷在二十一世纪的科学技术进展中,必定会占据非常重要的地位。
生产工艺技术方面的新进展(1)在粉末制备方面,目前最引人注目的是超高温技术。
利用超高温技术不但可廉价地研制特种陶瓷,还可廉价地研制新型玻璃,如光纤维、磁性玻璃、混合集成电路板、零膨胀结晶玻璃、高强度玻璃、人造骨头和齿棍等。
此外,利用超高温技术还可以研制出象钽、钼、钨、钒铁合金和钛等能够应用于太空飞行、海洋、核聚变等尖端领域的材料。
例如日本在4000—15000℃和一个大气压以下制造金钢石,其效率比现在普遍采纳的低温低压等离子体技术高一百二十倍。
超高温技术具有如下优点:能生产出用以往方法所不能生产的物质;能够获得纯度极高的物质:生产率会大幅度提高;可使作业程序简化、易行。
目前,在超高温技术方面居领先地位的是日本。
据统计,2000年日本超高温技术的特种陶瓷市场规模也将会超过20万亿日元。
此外,溶解法制备粉末、化学气相沉积法制备陶瓷粉末、溶胶K凝胶法生产莫来石超细粉末以及等离子体气相反应法等也引起了人们的关注。
特种陶瓷的应用与发展(合集五篇)

特种陶瓷的应用与发展(合集五篇)第一篇:特种陶瓷的应用与发展特种陶瓷的应用与发展姓名专业学号摘要: 材料是人类生产和生活的物质基础,是人类进步与人类文明的标志。
目前,在新材料世界里,陶瓷材料已与金属材料、有机材料并称为现代三大材料。
由于陶瓷材料具有高强度、高硬度、耐腐蚀、耐高温等特征,使之成为新材料的发展中心,受到广泛关注。
本文简要介绍了特种陶瓷的概念、种类、制作工艺、应用和发展。
关键词: 特种陶瓷应用发展前言人类进入21世纪,信息、能源、材料被誉为科学的三大支柱。
材料是人类生产和生活的物质基础,是人类进步与人类文明的标志。
随着空间技术、光电技术、红外技术、传感技术、能源技术等新技术的出现、发展,要求材料必须有耐高温、抗腐蚀、耐磨等优越的性能,才能在比较苛刻的环境中使用。
传统材料难以满足要求,开发和有效利用高性能材料己经成为材料利学发展的必然趋势。
目前,在新材料世界里,陶瓷材料已与金属材料、有机材料并称为现代三大材料。
由于陶瓷材料具有高强度、高硬度、耐腐蚀、耐高温等特征,使之成为新材料的发展中心,受到广泛关注。
1特种陶瓷的概念特种陶瓷又叫精细陶瓷、先进陶瓷、现代陶瓷、高技术陶瓷或高性能陶瓷。
高性能特种陶瓷在许多方而都突破了传统陶瓷的概念和范畴,是陶瓷发展史上的一次革命性的变化。
一般认为,特种陶瓷是“采用高度精选的原材料,具有精确控制的化学组成,按照便于控制的制造技术加工成的,便于进行结构设计,并具有优异特性的陶瓷”它的出现与现代工业和高技术密切相关。
近20年来由于冶金、汽车、能源、生物、航天、通信等领域的发展对新材料的需要,陶瓷材料在国内外已经逐步形成了一个新兴的产业。
2特种陶瓷和传统陶瓷的区别现在特种陶瓷在我们的日常生活中逐渐普遍,但与传统材料相比, 特种陶瓷又有何特点呢? 2.1材料不同传统陶瓷以天然矿物,如粘土、石英和长石等不加处理直接使用;而现代陶瓷则使用经人工合成的高质量粉体作起始材料,突破了传统陶瓷以粘土为主要原料的界线,代之以“高度精选的原料”。
特种陶瓷的特点和用途

特种陶瓷的特点和用途特种陶瓷,是指具有特殊力学、物理或化学性能的陶瓷,应用于各种现代工业和尖端科学技术,所用的原料和所需的生产工艺技术已与普通陶瓷有较大的不同和发展。
特种陶瓷可根据其性能特点及用途的不同,可细分为结构陶瓷、功能陶瓷和工具陶瓷。
由于大多数特种陶瓷材料是离子键或共价键极强的材料,所以与金属和聚合物相比,特种陶瓷材料熔点高,特种陶瓷材料抗腐蚀和抗氧化,特种陶瓷材料耐热性好,特种陶瓷材料弹性模量、特种陶瓷材料硬度和高温强度高。
特种陶瓷材料的最大的缺点是塑性变形能力差,韧性低,不易成型加工。
由于这一缺点,特种陶瓷材料一经制成,其显微结构就难以像金属和合金那样可通过变形来求得改善,特别普遍。
应该指出,许多陶瓷都具有十分优异的综合性能。
例如特种陶瓷材料既具有优良的力学性能,可作为结构材料,又有高的硬度、低的热胀系数、高的热导率、好的抗腐蚀性、绝缘性等,可以用做刀具材料、抗腐蚀和电磁方面应用的材料。
特种陶瓷材料除广泛用做电瓷外,又是重要的刀具陶瓷、磨料、砂轮材料。
特种陶瓷材料既有优良的高温力学性能,是极有前途的高温结构材料,又是常用的发热体材料、非线性压敏电阻材料、耐火材料、砂轮和磨料以及原子能材料。
特种陶瓷材料既是优良的刀具材料,又是好的发热体材料、耐火材料、高温结构材料,特别是它还具有优良的半导体特性,可用做敏感元件等还是有名的宝石材料,可用做饰品和轴承。
因此我们得十分注意发掘陶瓷材料的综合潜力,不断开拓它的新的应用领域,以适应新技术发展对材料的需求。
几乎在工业、宇航、军工等所有的领域都可以找到特种陶瓷材料的应用。
在材料的发展过程中,尽管陶瓷出现得最早,但后来是以金属材料和有机高分子材料为主的,所以它们研究得比较透彻、应用得比较广泛和普及,积累的经验和资料也较充足,地位也比较重要。
正因为如此,相对来说潜力也挖掘得比较充分。
特种陶瓷材料发展的历史较短,研究的深度和广度远不如金属和聚合物,而且特种陶瓷材料具有许多独特的性能,潜力很大,因此,发现新特种陶瓷材料性能的几率是很高的。
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创新实验设计与训练报告特种陶瓷的应用与发展摘要:特种陶瓷是二十世纪发展起来的,在现代化生产和科学技术的推动和培育下,它们"繁殖"得非常快,尤其在近二、三十年,新品种层出不穷,令人眼花缭乱。
关键字:特种陶瓷应用发展前景特种陶瓷,又称精细陶瓷,按其应用功能分类,大体可分为高强度、耐高温和复合结构陶瓷及电工电子功能陶瓷两大类。
在陶瓷坯料中加入特别配方的无机材料,经过1360度左右高温烧结成型,从而获得稳定可靠的防静电性能,成为一种新型特种陶瓷,通常具有一种或多种功能,如:电、磁、光、热、声、化学、生物等功能;以及耦合功能,如压电、热电、电光、声光、磁光等功能。
按照化学组成划分有:氧化物陶瓷、氮化物陶瓷、碳化物陶瓷、硼化物陶瓷、硅化物陶瓷、氟化物陶瓷、硫化物陶瓷,其他还有砷化物陶瓷,硒化物陶瓷,碲化物陶瓷等。
除了主要由一种化合物构成的单相陶瓷外,还有由两种或两种以上的化合物构成的复合陶瓷。
例如,由氧化铝和氧化镁结合而成的镁铝尖晶石陶瓷,由氮化硅和氧化铝结合而成的氧氮化硅铝陶瓷,由氧化铬、氧化镧和氧化钙结合而成的铬酸镧钙陶瓷,由氧化锆、氧化钛、氧化铅、氧化镧结合而成的锆钛酸铅镧(PLZT)陶瓷等等。
此外,有一大类在陶瓷中添加了金属而生成的金属陶瓷,例如氧化物基金属陶瓷,碳化物基金属陶瓷,硼化物基金属陶瓷等,也是现代陶瓷中的重要品种上。
近年来,为了改善陶瓷的脆性,在陶瓷基体中添加了金属纤维和无机纤维,这样构成的纤维补强陶瓷复合材料,是陶瓷家族中最年轻但却是最有发展前途的一个分支。
为了生产、研究和学习上的方便,有时不按化学组成,而根据陶瓷的性能,把它们分为高强度陶瓷,高温陶瓷,高韧性陶瓷,铁电陶瓷,压电陶瓷,电解质陶瓷,半导体陶瓷,电介质陶瓷,光学陶瓷(即透明陶瓷),磁性瓷,耐酸陶瓷和生物陶瓷等等。
随着科学技术的发展,人们可以预期现代陶瓷将会更快地发展,产生更多更新的品种。
特种陶瓷不同的化学组成和组织结构决定了它不同的特殊性质和功能,如高强度、高硬度、高韧性、耐腐蚀、导电、绝缘、磁性、透光、半导体以及压电、光电、电光、声光、磁光等。
由于性能特殊,这类陶瓷可作为工程结构材料和功能材料应用于机械、电子、化工、冶炼、能源、医学、激光、核反应、宇航等方面。
一些经济发达国家,特别是日本、美国和西欧国家,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,因此特种陶瓷的发展十分迅速,在技术上也有很大突破。
特种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。
本世纪初特种陶瓷的国际市场规模预计将达到500亿美元,因此许多科学家预言:特种陶瓷在二十一世纪的科学技术发展中,必定会占据十分重要的地位。
特种陶瓷的应用特种陶瓷由于拥有众多优异性能,因而用途广泛。
现按材料的性能及种类简要说明。
(1)耐热性能优良的特种陶瓷可望作为超高温材料用于原子能有关的高温结构材料、高温电极材料等;(2)隔热性优良的特种陶瓷可作为新的高温隔热材料,用于高温加热炉、热处理炉、高温反应容器、核反应堆等;(3)导热性优良的特种陶瓷极有希望用作内部装有大规模集成电路和超大规模集成电路电子器件的散热片;(4)耐磨性优良的硬质特种陶瓷用途广泛,目前的工作主要是集中在轴承、切削刀具方面;(5)高强度的陶瓷可用于燃气轮机的燃烧器、叶片、涡轮、套管等;在加工机械上可用于机床身、轴承、燃烧喷嘴等。
目前,这方面的工作开展得较多,许多国家如美国、日本、德国等都投入了大量的人力和物力,试图取得领先地位。
这类陶瓷有氮硅、碳化硅、塞隆、氮化铝、氧化锆等;(6)具有润滑性的陶瓷如六方晶型氮化硼极为引人注目,目前国外正在加紧研究;(7)生物陶瓷方面目前正在进行将氧化铝、磷石炭等用作人工牙齿、人工骨、人工关节等研究,这方面的应用引起人们极大关注;(8)一些具有其他特殊用途的功能性新型陶瓷(如远红外陶瓷等)也已开始在工业及民用领域发挥其独到的作用。
例如,陶瓷刹车盘,它的寿命是普通刹车盘的4倍。
陶瓷刹车盘重量只有原来金属刹车盘的一半,每个车轮平均就减轻了5公斤的重量。
更轻的制动系统使车辆的操控性大幅提升。
陶瓷制动刹车盘的另一特点是耐磨。
在日常标准使用情况下,其使用寿命可达30万公里,是钢制刹车盘平均寿命的4倍。
同时,陶瓷制动刹车盘的使用磨损度仅为0.5毫米。
陶瓷刹车盘也不会生锈。
陶瓷刹车盘由经过强化处理后的陶瓷制成,这是一种将高强度碳纤维和碳化硅合成后的复合结构物质。
从2005年7月起,奥迪公司新型陶瓷制动刹车盘将成为奥迪A8W12及其加长型奥迪A8LW12quattro等车型的选配装置。
技术新发展(1)在粉末制备方面,目前最引人注目的是超高温技术。
利用超高温技术不但可廉价地研制特种陶瓷,还可廉价地研制新型玻璃,如光纤维、磁性玻璃、混合集成电路板、零膨胀结晶玻璃、高强度玻璃、人造骨头和齿棍等。
此外,利用超高温技术还可以研制出象钽、钼、钨、钒铁合金和钛等能够应用于太空飞行、海洋、核聚变等尖端领域的材料。
例如日本在4000—15000℃和一个大气压以下制造金钢石,其效率比现在普遍采用的低温低压等离子体技术高一百二十倍。
超高温技术具有如下优点:能生产出用以往方法所不能生产的物质;能够获得纯度极高的物质:生产率会大幅度提高;可使作业程序简化、易行。
目前,在超高温技术方面居领先地位的是日本。
据统计,2000年日本超高温技术的特种陶瓷市场规模也将会超过20万亿日元。
此外,溶解法制备粉末、化学气相沉积法制备陶瓷粉末、溶胶K凝胶法生产莫来石超细粉末以及等离子体气相反应法等也引起了人们的关注。
在这几种方法中,绝大部分是近年开发研究出来的或是在近期得以完善的。
(2)成型方面:特种陶瓷成型方法大体分为干法成型和湿法成型两大类,干法成型包括钢模压制成型、等静压成型、超高压成型、粉末电磁成型等;湿法成型大致可分为塑性成型和胶态浇注成型两大类。
近些年来胶态成型和固体无模成型技术在特种陶瓷的成型研究中也取得了较为快速的发展。
陶瓷胶态成形是高分散陶瓷浆料的湿法成形,与干法成形相比,可以有效控制团聚,减少缺陷。
无模成形实际上是快速原型制造技术(Rapid prototyping manufacturing technology , RP &M) 在制备陶瓷材料中的应用。
特种陶瓷材料胶态无模成形过程是通过将含或不含粘结剂的陶瓷浆料在一定的条件下直接从液态转变为固态,然后按照RP &M 的原理逐层制造得到陶瓷生坯的过程。
成形后的生坯一般都具备良好的流变学特性,可以保证后处理过程中不变形。
特种陶瓷成型技术未来的发展将集中于以下几个发面:a、进一步开发已经提出的各种无模成形技术在制备不同陶瓷材料中的应用;b、性能更加复杂的结构层以及在层内的穿插、交织、连接结构和成分三维变化的设计;c、大型异形件的结构设计与制造;d、陶瓷微结构的制造及实际应用;e、进一步开发无污染和环境协调的新技术。
(3)烧结方面:特种陶瓷制品因其特殊的性能要求,需要用不同于传统陶瓷制品的烧成工艺与烧结技术。
随着特种陶瓷工业的发展,其烧成机理、烧结技术及特殊的窑炉设施的研究取得突破性的进展。
目前特种陶瓷的主要烧结方法有:常压烧结法、热压烧结/热等静压烧结法、反应烧结法、液相烧结法、微波烧结法、电弧等离子烧结法、自蔓延烧结法、气相沉积法等。
(4)在特种陶瓷的精密加工方面:特种陶瓷属于脆性材料,硬度高、脆性大,其物理机械性能 (尤其是韧性和强度)与金属材料有较大差异,加工性能差,加工难度大。
因此,研究特种陶瓷材料的磨削机理,选择最佳的磨削方法是当前要解决的主要问题。
近年来兴起的磨削加工方法主要有:a、超声波振动磨削加工方法;b、在线电解修整金刚石砂轮磨削加工方法;c、电解、电火花复合磨削加工工艺;d、电化学在线控制加工方法。
采用刀具加工陶瓷也引起了人们的极大兴趣。
目前,这方面的工作仅处于研究实验阶段,由于用超高精度的车床和金刚石单晶车刀进行加工,以微米数量级的微小吃刀深度和微小的走刀量,能获得0.1微米左右的加工精度,因而许多国家把这种加工技术作为超精密加工的一个方面而加以开发研究,在我国,清华大学新型陶瓷与精细工艺国家重点实验室在这方面的研究成果已位居世界前列。
研究开发重点(1)特种陶瓷基础技术的研究,例如烧结机理、检测技术和粉末制备技术等;(2)超导陶瓷的研究;(3)特种陶瓷的薄膜化或非晶化是提高陶瓷功能的有效方法,因而许多国家都把它作为一项主要内容而加以研究;(4)陶瓷的纤维化是研制隔热材料、复合增强材料等的重要基础,目前国外,尤其是日本对陶瓷纤维及晶须增强金属复合材料的研究极为重视,其研究主要集中于碳化硅及氮化硅;(5)多孔陶瓷由于具有特殊结构,所以引起了各界的重视;(6)陶瓷与陶瓷或陶瓷与其它材料复合(陶瓷纤维增强陶瓷,陶瓷纤维增强金属)问题也是现阶段的研究重点;(7)在非氮化物陶瓷中,目前国外研究最多的是陶瓷发动机,高压热交挽器及陶瓷刀具等;(8)随着生物化学,生物医学这些新兴学科的发展,生物陶瓷的开发研究也变得越来越重要。
发展前景我国各行业对新型材料的需求促进了特陶行业的发展,市场需求的加大又再次促进了特陶行业的发展。
目前市场的需求巨大,预计到2015年,产值将达到450亿元。
我国的科研力量较强,从事特种陶瓷开发研制的科研院所和生产企业已超过300家,其中研发生产功能陶瓷的单位占63.6%,研发生产结构陶瓷的单位占36.4%。
中国科学院、上海硅酸盐研究所、清华大学等对我国特种材料研究起到了重要的推动作用。
特别是近二十年来,陶瓷制品结构的合理调整,迎合了国内外消费者的消费需求,并随着社会的发展和生活水平的提高,在生活中的应用范围越来越广。
参考文献:1.特种陶瓷工艺学(重排本).李世普主编.武汉:武汉理工大学出版社,2009.7重印2.【美】W.D.金格瑞等.陶瓷导论.北京:中国建筑工业出版社,19873.华南工学院,南京化工学院,武汉建筑材料工业学院.陶瓷工艺学. 北京:中国建筑工业出版社,19814.【日】工业调查会编辑部编.陈俊彦译.最新精细陶瓷技术.北京:中国建筑工业出版社,19885.【日】小西良弘,迁俊郎合编.王兴斌译.电子陶瓷基础和应用.北京:机械工业出版社,19836.温树林编著.现代功能材料导论.北京:科学出版社,19837.【日】宗宫重行编.池文俊译.近代陶瓷.上海:同济大学出版社,1988。