特陶之家tetaohome概要：特種陶瓷，是指具有特殊力學(xué)、物理或化學(xué)性能的陶瓷，應(yīng)用于各種現(xiàn)代工業(yè)和尖端科學(xué)技術(shù)，特種陶瓷可根據(jù)其性能特點(diǎn)及用途的不同，可細(xì)分為結(jié)構(gòu)陶瓷、功能陶瓷和工具陶瓷。
知識點(diǎn)名稱：特種陶瓷
關(guān)鍵詞：特種陶瓷,Special ceramics,精細(xì)陶瓷,工業(yè)陶瓷,先進(jìn)陶瓷,技術(shù)陶瓷,精密陶瓷
相關(guān)概念和介紹：
廣義上的陶瓷材料指的是除有機(jī)和金屬材料以外的其他所有材料，即無機(jī)非金屬材料。主要分為傳統(tǒng)陶瓷材料和特種陶瓷（先進(jìn)陶瓷）材料。傳統(tǒng)陶瓷材料是指以粘土及其天然礦物為原料，經(jīng)過粉碎混合、成型、焙燒等工藝過程所制得的各種制品，通常會被稱為稱為”普通陶瓷”或傳統(tǒng)陶瓷，例如日用陶瓷、建筑衛(wèi)生陶瓷。而特種陶瓷是指具有特殊力學(xué)、物理或化學(xué)性能的陶瓷，應(yīng)用于各種現(xiàn)代工業(yè)和尖端科學(xué)技術(shù)，所用的原料和所需的生產(chǎn)工藝技術(shù)已與普通陶瓷有較大的不同和發(fā)展，有的國家稱之為“精密陶瓷“，最近我國材料專家一致認(rèn)為其稱作“先進(jìn)陶瓷”較好。
按性能和用途可分為：功能陶瓷和結(jié)構(gòu)陶瓷兩大類。
功能陶瓷主要基于材料的特殊功能，具有電氣性能、磁性、生物特性、熱敏性和光學(xué)特性等特點(diǎn)，主要包括絕緣和介質(zhì)陶瓷、鐵電陶瓷、壓電陶瓷、半導(dǎo)體及其敏感陶瓷等，功能陶瓷是知識和技術(shù)密集型產(chǎn)品，人們先后發(fā)現(xiàn)了氧化物導(dǎo)體，固體電解質(zhì)，壓電、非線性光學(xué)材料，鐵氧體、記憶材料，太陽能電池，高溫氧化物超導(dǎo)體等；
結(jié)構(gòu)陶瓷主要基于材料的力學(xué)和結(jié)構(gòu)用途，具有高強(qiáng)度、高硬度、耐高溫、耐腐蝕、耐磨損、抗氧化等特點(diǎn)，主要包括氧化物陶瓷、氮化物陶瓷、碳化物陶瓷、硼化物陶瓷等，應(yīng)用主要有：切削工具、模具、耐磨零件、泵和閥部件、發(fā)動機(jī)部件、熱交換器和裝甲等，主要材料有氮化硅(Si3N4)、碳化硅(SiC)、二氧化鋯(ZrO2)、碳化硼(B4C)、二硼化鈦(TiB2)、氧化鋁(A12O3)和賽隆(Sialon)等。
先進(jìn)陶瓷按化學(xué)成分可分為：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、硫化物陶瓷等，具體有：
氧化物陶瓷：氧化鋁、氧化鋯、氧化鎂、氧化鈣、氧化鈹、氧化鋅、氧化釔、二氧化鈦、二氧化釷、三氧化鈾等。
氮化物陶瓷：氮化硅、氮化鋁、氮化硼、氮化鈾等。
碳化物陶瓷：碳化硅、碳化硼、碳化鈾等。
硼化物陶瓷：硼化鋯、硼化鑭等。
硅化物陶瓷：二硅化鉬等。
氟化物陶瓷：氟化鎂、氟化鈣、三氟化鑭等。
硫化物陶瓷：硫化鋅、硫化鈰等。
其他：還有砷化物陶瓷，硒化物陶瓷，碲化物陶瓷等。
除了主要由一種化合物構(gòu)成的單相陶瓷外，還有由兩種或兩種以上的化合物構(gòu)成的復(fù)合陶瓷。例如，由氧化鋁和氧化鎂結(jié)合而成的鎂鋁尖晶石陶瓷，由氮化硅和氧化鋁結(jié)合而成的氧氮化硅鋁陶瓷，由氧化鉻、氧化鑭和氧化鈣結(jié)合而成的鉻酸鑭鈣陶瓷，由氧化鋯、氧化鈦、氧化鉛、氧化鑭結(jié)合而成的鋯鈦酸鉛鑭（PLZT）陶瓷等等。
此外，有一大類在陶瓷中添加了金屬而生成的金屬陶瓷，例如氧化物基金屬陶瓷，碳化物基金屬陶瓷，硼化物基金屬陶瓷等，也是現(xiàn)代陶瓷中的重要品種。為了改善陶瓷的脆性，在陶瓷基體中添加了金屬纖維和無機(jī)纖維，這樣構(gòu)成的纖維補(bǔ)強(qiáng)陶瓷復(fù)合材料，是陶瓷家族中最年輕但卻是最有發(fā)展前途的一個(gè)分支。為了生產(chǎn)、研究和學(xué)習(xí)上的方便，有時(shí)不按化學(xué)組成，而根據(jù)陶瓷的性能，把它們分為高強(qiáng)度陶瓷，高溫陶瓷，高韌性陶瓷，鐵電陶瓷，壓電陶瓷，電解質(zhì)陶瓷，半導(dǎo)體陶瓷，電介質(zhì)陶瓷，光學(xué)陶瓷（即透明陶瓷），磁性瓷，耐酸陶瓷和生物陶瓷等等。
應(yīng)用:
特種陶瓷由于擁有眾多優(yōu)異性能，因而用途廣泛。現(xiàn)按材料的性能及種類簡要說明。
（1）耐熱性能優(yōu)良的特種陶瓷可望作為超高溫材料用于原子能有關(guān)的高溫結(jié)構(gòu)材料、高溫電極材料等；
（2）隔熱性優(yōu)良的特種陶瓷可作為新的高溫隔熱材料，用于高溫加熱爐、熱處理爐、高溫反應(yīng)容器、核反應(yīng)堆等；
（3）導(dǎo)熱性優(yōu)良的特種陶瓷極有希望用作內(nèi)部裝有大規(guī)模集成電路和超大規(guī)模集成電路電子器件的散熱片；
（4）耐磨性優(yōu)良的硬質(zhì)特種陶瓷用途廣泛，如今的工作主要是集中在軸承、切削刀具方面；
（5）高強(qiáng)度的陶瓷可用于燃?xì)廨啓C(jī)的燃燒器、葉片、渦輪、套管等；在加工機(jī)械上可用于機(jī)床身、軸承、燃燒噴嘴等。這方面的工作開展得較多，許多國家如美國、日本、德國等都投入了大量的人力和物力，試圖取得領(lǐng)先地位。這類陶瓷有氮硅、碳化硅、塞隆、氮化鋁、氧化鋯等；
（6）具有潤滑性的陶瓷如六方晶型氮化硼極為引人注目，國外正在加緊研究；
（7）生物陶瓷方面正在進(jìn)行將氧化鋁、磷石炭等用作人工牙齒、人工骨、人工關(guān)節(jié)等研究，這方面的應(yīng)用引起人們極大關(guān)注；
（8）一些具有其他特殊用途的功能性新型陶瓷（如遠(yuǎn)紅外陶瓷等）也已開始在工業(yè)及民用領(lǐng)域發(fā)揮其獨(dú)到的作用。
主要國家和地區(qū)：
目前國外先進(jìn)陶瓷發(fā)展處于領(lǐng)先地位的主要有美國、日本、歐盟、俄羅斯等。其中，美國對先進(jìn)陶瓷在航空航天、核能等領(lǐng)域的應(yīng)用處于領(lǐng)先地位，日本在先進(jìn)陶瓷材料的產(chǎn)業(yè)化、民用領(lǐng)域方面占據(jù)領(lǐng)先地位，并占有世界先進(jìn)陶瓷約一半的市場份額；歐盟在先進(jìn)陶瓷部分細(xì)分應(yīng)用領(lǐng)域和機(jī)械裝備領(lǐng)域處于領(lǐng)先地位；俄羅斯、烏克蘭在結(jié)構(gòu)陶瓷和陶瓷基復(fù)合材料方面實(shí)力雄厚。
目前我國從事先進(jìn)陶瓷開發(fā)研制的高校、科研院所和生產(chǎn)企業(yè)已超過300家，其中研發(fā)生產(chǎn)功能陶瓷的單位占63.6%，研發(fā)生產(chǎn)結(jié)構(gòu)陶瓷的單位占36.4%。中國科學(xué)院、上海硅酸鹽研究所、清華大學(xué)等對我國特種材料研究起到了重要的推動作用。國內(nèi)先進(jìn)陶瓷產(chǎn)業(yè)主要集中在山東、江西、廣東、江蘇、浙江、河北、福建等幾個(gè)省份，2015年這些省份產(chǎn)值比例約占全國產(chǎn)值的70%。其中，華東地區(qū)較大的先進(jìn)陶瓷產(chǎn)業(yè)基地在山東淄博、江蘇宜興，華中地區(qū)較大的先進(jìn)陶瓷產(chǎn)業(yè)基地在江西萍鄉(xiāng)，華南地區(qū)較大的先進(jìn)陶瓷產(chǎn)業(yè)基地在廣東佛山。
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