時(shí)間:2020-01-14| 作者:Admin
結(jié)構(gòu)陶瓷
一、基本簡介
結(jié)構(gòu)陶瓷具有很好的強(qiáng)度、硬度、絕緣性、熱傳導(dǎo)、耐高溫、耐氧化、耐腐蝕、耐磨耗、高溫強(qiáng)度等特色,因此,在很嚴(yán)苛的環(huán)境或工程應(yīng)用條件下,所展現(xiàn)的高穩(wěn)定性與優(yōu)異的機(jī)械性能,在材料工業(yè)上已倍受矚目,其使用范圍亦日漸擴(kuò)大。而全球及國內(nèi)業(yè)界對(duì)于高精密度、高耐磨耗、靠譜度機(jī)械零組件或電子元件的要求日趨嚴(yán)格,因而陶瓷產(chǎn)品的需求相當(dāng)受重視,其市場成長率也頗可觀。
結(jié)構(gòu)陶瓷作為結(jié)構(gòu)部件的特種陶瓷。由單一或復(fù)合的氧化物或非氧化物組成,如單由Al2O3、ZrO2、SiC、Si3N4,或相互復(fù)合,或與碳纖維結(jié)合而成。用于制造陶瓷發(fā)動(dòng)機(jī)和耐磨、耐高溫的特別構(gòu)件。
《2013-2017年中國結(jié)構(gòu)陶瓷市場評(píng)估與投資前景分析報(bào)告》共十五章。首先介紹了結(jié)構(gòu)陶瓷相關(guān)概述、中國結(jié)構(gòu)陶瓷產(chǎn)業(yè)運(yùn)行環(huán)境等,接著分析了中國結(jié)構(gòu)陶瓷行業(yè)市場運(yùn)行的現(xiàn)狀,然后介紹了中國結(jié)構(gòu)陶瓷市場競爭格局。 您若想對(duì)結(jié)構(gòu)陶瓷產(chǎn)業(yè)有個(gè)系統(tǒng)的了解或者想投資結(jié)構(gòu)陶瓷行業(yè),本報(bào)告是您不可或缺的重要工具。
二、結(jié)構(gòu)陶瓷的應(yīng)用
結(jié)構(gòu)陶瓷主要是指發(fā)揮其機(jī)械、熱、化學(xué)等性能的一大類新型陶瓷材料,它可以在許多苛刻的工作環(huán)境下服役,因而成為許多新興科學(xué)技術(shù)得以實(shí)現(xiàn)的關(guān)鍵。
三、結(jié)構(gòu)陶瓷材料的四大優(yōu)勢
1. 結(jié)構(gòu)陶瓷與其他金屬材料進(jìn)行對(duì)比,陶瓷材料的優(yōu)勢主要表現(xiàn)為,優(yōu)異的高溫機(jī)械性能、耐化學(xué)腐蝕、耐高溫氧化、耐磨損等。也正是由于這些性能優(yōu)勢,在多種領(lǐng)域中逐漸取代了昂貴金屬資源的位置,對(duì)節(jié)約很少資源事業(yè)的開展具有重要價(jià)值。
2. 結(jié)構(gòu)陶瓷在工業(yè)材料中屬于剛度與硬度為適合的材料之一。
常規(guī)結(jié)構(gòu)陶瓷材料具有較高的熔點(diǎn),在高溫下能夠維持較好的化學(xué)穩(wěn)定性,而陶瓷材料的導(dǎo)熱性又低于其他金屬材料,為此也是一種較好的隔熱材料。
3.多數(shù)結(jié)構(gòu)陶瓷都具有較為良好的電絕緣性,為此,多被作為各種電壓下的絕緣電器件使用。
4. 陶瓷材料具有著較為特別的化學(xué)性能,能夠作為固體激光器材料、光導(dǎo)纖維材料、光儲(chǔ)存器等應(yīng)用,而在錄音次磁帶、唱片、計(jì)算機(jī)記憶元件等眾多方面也具有著較高的應(yīng)用價(jià)值。
四、空間技術(shù)領(lǐng)域
在空間技術(shù)領(lǐng)域,制造宇宙飛船需要能承受高溫和溫度急變、強(qiáng)度高、重量輕且長壽的結(jié)構(gòu)材料和防護(hù)材料,在這方面,結(jié)構(gòu)陶瓷占有很大的優(yōu)勢。從首艘宇宙飛船即開始使用高溫與低溫的隔熱瓦,碳-石英復(fù)合燒蝕材料已成功地應(yīng)用于發(fā)射和回收人造地球衛(wèi)星。未來空間技術(shù)的發(fā)展將更加依賴于新型結(jié)構(gòu)材料的應(yīng)用,在這方面結(jié)構(gòu)陶瓷尤其是陶瓷基復(fù)合材料和碳/碳復(fù)合材料遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于其他材料。
高新技術(shù)的應(yīng)用是現(xiàn)代戰(zhàn)爭制勝的法寶。在軍事工業(yè)的發(fā)展方面,高性能結(jié)構(gòu)陶瓷占有舉足輕重的作用。例如先進(jìn)的亞音速飛機(jī),其成敗就取決于具有高韌性和靠譜性的結(jié)構(gòu)陶瓷和纖維補(bǔ)強(qiáng)的陶瓷基復(fù)合材料的應(yīng)用。
五、光通信產(chǎn)業(yè)
光通信產(chǎn)業(yè)是當(dāng)前世界上發(fā)展比較迅速的高技術(shù)產(chǎn)業(yè)之一,全世界產(chǎn)值已超過30億美元。其所以發(fā)展如此迅速主要依賴于光纖損耗機(jī)理的研究以及光纖接頭結(jié)構(gòu)材料的使用。我所已成功地運(yùn)用氧化鋯增韌陶瓷材料開發(fā)出光纖接頭和套管,性能優(yōu)良,很好地滿足了我國光通信產(chǎn)業(yè)的發(fā)展需要。
隨著半導(dǎo)體器件的高密度化和大功率化,集成電路制造業(yè)的發(fā)展迫切需要研制一種絕緣性好導(dǎo)熱快的新型基片材料。80年代中后期問世的高導(dǎo)熱性氮化鋁和碳化硅基板材料正逐步取代傳統(tǒng)的氧化鋁基板,在這一領(lǐng)域,我所研制成功的高熱導(dǎo)氮化鋁陶瓷熱導(dǎo)率達(dá)到228 W/m×K,性能居國內(nèi)外前列。氮化鋁-玻璃復(fù)合材料,已成為當(dāng)代電子封裝材料領(lǐng)域的研究熱點(diǎn),其熱導(dǎo)率是氧化鋁-玻璃的5-10倍,燒結(jié)溫度在1000°C以內(nèi),可與銀、銅等布線材料共燒,從而制造出具有良好導(dǎo)熱和電性能多層配線板,我所研制的氮化鋁-玻璃復(fù)合材料,熱導(dǎo)率達(dá)到10.8 W/m×K的,在國際上居于重要位置,很好地滿足了大規(guī)模集成電路小型化、密集化的要求。
六、特種結(jié)構(gòu)陶瓷
特種結(jié)構(gòu)陶瓷是陶瓷材料的重要分支,它以耐高溫、高強(qiáng)度、超硬度、耐磨損、抗腐蝕等機(jī)械力學(xué)性能為主要特征,因此在冶金、宇航、能源、機(jī)械、光學(xué)等領(lǐng)域有重要的應(yīng)用。特種結(jié)構(gòu)陶瓷包括如下類型:
氮化物陶瓷
氮化物陶瓷是近20多年來發(fā)展起來的新型工程陶瓷、與一般的硅酸鹽陶瓷不同之處在于前者氮和硅的結(jié)合屬于共價(jià)鍵性質(zhì)的結(jié)合,因而有結(jié)合力強(qiáng)、絕緣性好的特點(diǎn)。
氮化硅的強(qiáng)度很高,硬度也很高,是世界上堅(jiān)硬的物質(zhì)之一,它的耐溫性較好,強(qiáng)度可維持到1200°C高溫而不下降,一直到1900°C才會(huì)分解,而且它具有驚人的耐化學(xué)腐蝕性能,同時(shí)又是一種高性能的電絕緣材料。
氮化鋁的理論熱導(dǎo)是320W/m·k,大約是銅熱導(dǎo)的80%,同時(shí)氮化鋁有低的介電常數(shù)、高電阻、低密度和接近硅的熱膨脹系數(shù),綜合性能優(yōu)于Al2O3、BeO、SiC等,被用于高導(dǎo)熱絕緣子和電子基板材料。
七、復(fù)合陶瓷
微波超高溫?zé)Y(jié)碳化硼陶瓷裝甲材料
高致密的碳化硅/碳化硼復(fù)合陶瓷,其彎曲強(qiáng)度即使在1400°C左右的高溫下仍可達(dá)500~600MPa。碳化硅/碳化硼復(fù)合特種陶瓷材料具有比重小、高硬度、高模量、耐沖擊的特點(diǎn),應(yīng)用于新一代的陶瓷裝甲。
耐高溫、高強(qiáng)度、高韌性陶瓷
氧化鋯增韌陶瓷已在結(jié)構(gòu)陶瓷研究中取得了重大進(jìn)展,經(jīng)過增韌的基質(zhì)材料,除了穩(wěn)定的氧化鋯以外,常見的有氧化鋁、氧化釷、尖晶石、莫來石等氧化物陶瓷。
耐高溫、耐腐蝕的透明陶瓷
現(xiàn)代電光源的構(gòu)成對(duì)材料的耐高溫、耐腐蝕性及透光性有很高的要求,氧化鋁、氮化鋁透明陶瓷材料總體透光性能和機(jī)械性能超過傳統(tǒng)方法生產(chǎn)的產(chǎn)品。應(yīng)用于各種高溫光學(xué)窗口、探頭、燈管。
八、其他材料
與結(jié)構(gòu)陶瓷相關(guān)的其他材料
電子陶瓷鋼材 結(jié)構(gòu)陶瓷 絕緣材料 耐磨 耐磨材料 耐磨管道 耐磨陶瓷 耐磨彎頭 特種陶瓷氧化鋁陶瓷發(fā)展史
結(jié)構(gòu)陶瓷
在材料中,有一類叫結(jié)構(gòu)材料主要制利用其強(qiáng)度、硬度韌性等機(jī)械性能制成的各種材料。金屬作為結(jié)構(gòu)材料,一直被廣泛使用。但是,由于金屬易受腐蝕,在高溫時(shí)不耐氧化,不適合在高溫時(shí)使用。高溫結(jié)構(gòu)材料的出現(xiàn),彌補(bǔ)了金屬材料的弱點(diǎn)。這類材料具有能經(jīng)受高溫、不怕氧化、耐酸堿腐蝕、硬度大、耐磨損、密度小等優(yōu)點(diǎn),作為高溫結(jié)構(gòu)材料,很適合。
氧化鋁陶瓷
氧化鋁陶瓷(人造剛玉)是一種很有前途的高溫結(jié)構(gòu)材料。它的熔點(diǎn)很高,可作耐火材料,如坩堝、高溫爐管等。利用氧化鋁硬度大的優(yōu)點(diǎn),可以制造在實(shí)驗(yàn)室中使用的剛玉磨球機(jī),用來研磨比它硬度小的材料。用高純度的原料,使用先進(jìn)工藝,還可以使氧化鋁陶瓷變得透明,可制作高壓鈉燈的燈管。
氮化硅陶瓷
氮化硅陶瓷陶瓷也是一種重要的結(jié)構(gòu)材料,它是一種很硬物質(zhì),密度小、本身具有潤滑性,并且耐磨損,除氫氟酸外,它不與其他無機(jī)酸反應(yīng),抗腐蝕能力強(qiáng);高溫時(shí)也能抗氧化。而且它還能抵抗冷熱沖擊,在空氣中加熱到1000以上,急劇冷卻再急劇加熱,也不會(huì)碎裂。正是氮化硅具有如此良好的特性,人們常常用它來制造軸承、汽輪機(jī)葉片、機(jī)械密封環(huán)、長時(shí)間性模具等機(jī)械構(gòu)件。
氮化硼陶瓷、碳化硼陶瓷
氮化硼陶瓷是一種新興的工業(yè)材料 ,它是一種六方晶系的結(jié)晶體 ,具有鱗 片狀結(jié)構(gòu) 。其外觀似象牙 。氮化硼陶瓷是隨著宇宙、 航空和電子工業(yè)的發(fā)展而發(fā)展起來的 ,在工業(yè)上有著廣泛的用途 。
人造寶石
紅寶石和藍(lán)寶石的主要成分都是Al2O3(剛玉)。紅寶石呈現(xiàn)紅色是由于其中混有少量含鉻化合物;而藍(lán)寶石呈藍(lán)色則是由于其中混有少量含鈦化合物。 1900年,科學(xué)家曾用氧化鋁熔融后加入少量氧化鉻的方法,制出了質(zhì)量為2g-4g的紅寶石。 現(xiàn)在已經(jīng)能制造出大到10g的紅寶石和藍(lán)寶石。