大数跨境

带你轻松了解结构陶瓷

带你轻松了解结构陶瓷 CERADIR先进陶瓷在线
2019-03-13
3
导读:结构陶瓷具有优越的强度、硬度、绝缘性、热传导、耐高温、耐氧化、耐腐蚀、耐磨耗、高温强度等特色,而全球及国内业界对于高精密度、高耐磨耗、高可靠度机械零组件或电子元件的要求日趋严格,因而陶瓷产品的需求相当

结构陶瓷具有优越的强度、硬度、绝缘性、热传导、耐高温、耐氧化、耐腐蚀、耐磨耗、高温强度等特色,因此,在非常严苛的环境或工程应用条件下,所展现的高稳定性与优异的机械性能,在材料工业上已倍受瞩目,其使用范围亦日渐扩大。而全球及国内业界对于高精密度、高耐磨耗、高可靠度机械零组件或电子元件的要求日趋严格,因而陶瓷产品的需求相当受重视,其市场成长率也颇可观。

//
结构陶瓷相关材料
//
氧化铝陶瓷

氧化铝陶瓷(人造刚玉)是一种极有前途的高温结构材料,主要组成物为Al2O3,一般含量大于45%。氧化铝陶瓷具有各种优良的性能,不仅耐高温、耐腐蚀而且高强度,其强度为普通陶瓷的2~3倍,高者可达5~6倍。由于它的熔点很高,可作高级耐火材料,如坩埚、高温炉管、发动机火花塞等。利用氧化铝硬度大的优点,可以制造在实验室中使用的刚玉磨球机,用来研磨比它硬度小的材料。此外,用高纯度的原料,使用先进工艺,还可以使氧化铝陶瓷变得透明,用于制作高压钠灯的灯管。其缺点是脆性大,不能接受突然的环境温度变化。


 

氮化硅陶瓷

氮化硅陶瓷也是一种重要的结构材料,主要组成物是Si3N4,这是一种高温强度高、高硬度、耐磨、耐腐蚀并能自润滑的高温陶瓷。其线膨胀系数在各种陶瓷中最小,使用温度高达1400℃,具有极好的耐腐蚀性。除氢氟酸外,它不与其他无机酸反应,能耐其它各种酸的腐蚀,并能耐碱、各种金属的腐蚀,抗腐蚀能力极强。此外,氮化硅陶瓷不仅具有优良的电绝缘性和耐辐射性,而且它还能抵抗冷热冲击,在空气中加热到1000以上,急剧冷却再急剧加热,也不会碎裂。正因为氮化硅具有如此良好的特性,所以人们常常用它来制造高温轴承、汽轮机叶片、机械密封环、热电偶套管以及永久性模具等机械构件。


碳化硅陶瓷

碳化硅陶瓷是目前高温强度最高的陶瓷,主要组成物是SiC,这是一种高强度、高硬度的耐高温陶瓷,在1200℃~1400℃使用仍能保持高的抗弯强度。碳化硅陶瓷还具有良好的导热性、抗氧化性、导电性和高的冲击韧度,是良好的高温结构材料。其可用于火箭尾喷管喷嘴、热电偶套管、炉管等高温下工作的部件;利用它的导热性可制作高温下的热交换器材料;利用它的高硬度和耐磨性制作砂轮、磨料等。


  

氮化硼陶瓷、碳化硼陶瓷

氮化硼陶瓷、碳化硼陶瓷是一种新兴的工业材料 ,六方氮化硼陶瓷主要成分为BN,晶体结构为六方晶系,其外观似象牙 。六方氮化硼的结构和性能与石墨相似,故有“白石墨”之称,硬度较低,可以进行切削加工具有自润滑性,可制成自润滑高温轴承、高温绝缘套、玻璃成形模具等。


 


//
结构陶瓷的应用
//


空间技术领域

在空间技术领域,制造宇宙飞船需要能承受高温和温度急变、强度高、重量轻且长寿的结构材料和防护材料,在这方面,结构陶瓷占有绝对优势。从第一艘宇宙飞船即开始使用高温与低温的 隔热瓦,碳-石英复合烧蚀材料已成功地应用于发射和回收人造地球卫星。未来空间技术的发展将更加依赖于新型结构材料的应用,在这方面结构陶瓷尤其是陶瓷基复合材料和碳/碳复合材料远远优于其他材料。

高新技术的应用是现代战争制胜的法宝。在军事工业的发展方面,高性能结构陶瓷占有举足轻重的作用。例如先进的亚音速飞机,其成败就取决于具有高韧性和高可靠性的结构陶瓷和纤维补强的陶瓷基复合材料的应用。


光通信产业


光通信产业是当前世界上发展最为迅速的高技术产业之一,全世界产值已超过30亿美元。其所以发展如此迅速主要依赖于光纤损耗机理的研究以及光纤接头结构材料的使用。我所已成功地运用氧化锆增韧陶瓷材料开发出光纤接头和套管,性能优良,很好地满足了我国光通信产业的发展需要。

随着半导体器件的高密度化和大功率化,集成电路制造业的发展迫切需要研制一种绝缘性好导热快的新型基片材料。80年代中后期问世的高导热性氮化铝和碳化硅基板材料正逐步取代传统的氧化铝基板,在这一领域,我所研制成功的高热导氮化铝陶瓷热导率达到228 W/m×K,性能居国内外前列。氮化铝-玻璃复合材料,已成为当代电子封装材料领域的研究热点,其热导率是氧化铝-玻璃的5-10倍,烧结温度在1000°C以内,可与银、铜等布线材料共烧,从而制造出具有良好导热和电性能多层配线板,我所研制的氮化铝-玻璃复合材料,热导率达到10.8 W/m×K的,在国际上居于领先地位,很好地满足了大规模集成电路小型化、密集化的要求。



结构陶瓷主要是指发挥其机械、热、化学等性能的一大类新型陶瓷材料,它可以在许多苛刻的工作环境下服役,因而成为许多新兴科学技术得以实现的关键。




【声明】内容源于网络
0
0
CERADIR先进陶瓷在线
CERADIR先进陶瓷在线官方运营号。专注于先进陶瓷(特种陶瓷)产业链的B2B行业平台。官网链接:www.ceradir.com
内容 1808
粉丝 0
CERADIR先进陶瓷在线 CERADIR先进陶瓷在线官方运营号。专注于先进陶瓷(特种陶瓷)产业链的B2B行业平台。官网链接:www.ceradir.com
总阅读3.5k
粉丝0
内容1.8k