結(jié)構(gòu)陶瓷  

　　一、基本簡(jiǎn)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(guó)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(chǎng)成長(zhǎng)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(guó)結(jié)構(gòu)陶瓷市場(chǎng)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(guó)結(jié)構(gòu)陶瓷產(chǎn)業(yè)運(yùn)行環(huán)境等，接著分析了中國(guó)結(jié)構(gòu)陶瓷行業(yè)市場(chǎng)運(yùn)行的現(xiàn)狀，然后介紹了中國(guó)結(jié)構(gòu)陶瓷市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)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(shì)

　　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(shì)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(shì)，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(zhǎng)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(shì)。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(zhēng)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(guó)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(guó)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(guó)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(rùn)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(zhǎng)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。