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高性能陶瓷涂层

高性能陶瓷是指以精制的高纯、超细人工合成的无机化合物为原料,采用精密控制的制备工艺烧结,具有远胜过以往传统陶瓷性能的新一代陶瓷又称为先进陶瓷、精细陶瓷、新型陶瓷或高技术陶瓷。

定义

传统陶瓷主要指陶瓷器、玻璃、水泥和耐火材料。化学组成均为硅酸盐类,因此亦称硅酸盐材料。广义的先进陶瓷包括人工单晶、非晶态、陶瓷及其复合材料、半导体、耐火材料及水泥,也称之无机非金属材料 [1] 。

分类

通常所述的先进陶瓷,尽管品种繁多,按功能和用途大致可分为三大类:

(1)功能陶瓷(又称电子陶瓷),指那些利用其电、磁、声、光、热、弹等性质或其藕合效应,以实现某种使用功能的先进陶瓷,其特点是品种多、产量大、价格低、应用广、功能全、更新快。可以民用为主;也可用于高新技术和军用技术,如水声、光电子、红外技术等;

(2)结构陶瓷(又称工程陶瓷),指发挥其机械、热、化学等功能的用于各种结构部件的先进陶瓷,主要用于要求耐高温、耐腐蚀、耐磨损的部件,如机械密封、陶瓷轴承、球阀、缸套、刀具等。本世纪80年代世界陶瓷热的兴起,推动了结构陶瓷的发展;

(3)生物陶瓷,指发挥其生物和化学等功能的先进陶瓷,主要用于人造骨、人工关节、固定酶载体、催化剂等,与金属生物材料和高分子金属材料相比,生物陶瓷具有更好的生物相容性和化学稳定性 [1] 。

发展趋势

先进陶瓷的发展趋势有三个:

(1)由单相、高纯材料向多相复合陶瓷方向发展,它包括纤维(或晶须)补强的陶瓷基复合材料;异相颗粒弥散强化复相陶瓷;两种或两种以上主晶相组合的自补强材料;梯度功能复合材料以及纳米微米复合材料;

(2)从微米级尺度(从粉体到显微结构)向纳米级方向(1-数百纳米)发展,即向介于原子或分子与常规的微米结构之间的过渡性结构区发展。将出现与以往的微米级陶瓷材料不同的化学和物理性质,如超塑性、电、磁性质的变化;

(3)陶瓷材料的裁剪和设计,随制备科学的进步,相图等基础知识的积累;组成、显微结构与性能之间关系的规律性了解,为材料的性能剪裁和按性能设计材料提供丰硕的科学基础,使之在理论上和工艺上均成为可能。

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