精細陶瓷的特性、應用及發展

靳嵩 藺妍偉 解滔滔

摘要：本文主要介紹精細陶瓷的發展概況，對當前市場上主要的精細陶瓷的種類及其實用情況進行了介紹，并分析了當前精細陶瓷的市場情況。

關鍵詞：精細陶瓷;特征分析;應用分析

在原始社會人類就開始使用巖石、沙子以及黏土為主要原料，并添加呂、鐵等元素來制作陶瓷器具，使用在日常的生產和生活中，因此傳統的陶瓷在人類歷史上非常悠久。然而隨著社會經濟和社會生產力的發展，特別是出現工業變革之后，傳統的陶瓷已經不能夠滿足現代的工業生產要求，在此背景下出現了精細陶瓷被應用于現代化工業生產當中。

一、精細陶瓷概況

精細陶瓷是指采用高度精選的原料、具有能精確控制的化學組成、按照便于進行結構設計及控制的制造方法進行制造、 加工，具有優異特性的陶瓷。在化學成分方面，精細陶瓷與傳統陶瓷僅由單一的氧化物相比，精細陶瓷除了含有氧化物之外，還還有氮化物、硅化物和碳化物等成分。在最終形成的品類方面，傳統的陶瓷多維燒結體，通過高溫燒制而成，而精細陶瓷除此之外還具有復合物、結晶、纖維等形態。由于精細陶瓷的種類豐富，且具有傳統陶瓷材料無可比擬的優越性，如今精細陶瓷被廣泛應用于化工、生物科學、空間科學等多個尖端領域，并且精細陶瓷的市場逐年擴大。

二、精細陶瓷的分類及應用

（一）高溫高強度陶瓷

傳統的抗彎能力非常弱，而精細陶瓷則具有高強度的特點，抗彎能力能夠與合金鋼媲美，不僅如此，在高溫狀態下精細陶瓷依舊能夠保持良好的抗彎能力，這是合金鋼所不具備的特征。除了在高溫下能夠保持高強度的抗彎能力之外，精細陶瓷還不容易腐蝕、耐磨、不容易膨脹，正是基于高溫高強度的精細陶瓷的這些特點，如今在冶金和航空航天行業中，這類陶瓷的應用非常多。

（二）高溫高韌性陶瓷

傳統的陶瓷韌性非常差，很容易在力的作用下發生破裂，而這時由于傳統陶瓷具有共價鍵決定的，為了改變陶瓷的這一特征，科學家進行了大量的研究和實驗，最終發現二氧化鋯增韌陶瓷，這類陶瓷具有良好的韌性，并且在高溫下這樣的韌性仍然能夠保持，基于這樣的特征，高溫高韌陶瓷唄應用于高級的耐熱材料以及隔熱涂層當中。

（三）復相陶瓷

復相陶瓷是指單相原料與其他原料進行復合，從而使得陶瓷具備更多的性能，具有更多用途的一類陶瓷。復合陶瓷的種類非常多樣，例如：：纖維復相陶瓷;第二相彌散的復相陶瓷等。

（四）電子陶瓷

1）絕緣陶瓷

陶瓷本身就是良好的絕緣體，而絕緣陶瓷不僅具有良好的絕緣效果，而且耐高溫、耐腐蝕，對電能的損耗也非常小，因此絕緣陶瓷被廣泛應用于集成電路和部分火花塞中。

2）壓電陶瓷

最早在水晶中發現了壓電現象，然而誰用水晶壓電的成本高，且水晶的數量較少，制作難度較大，為了解決這一問題，科學家經過試驗，將陶瓷進行一定的處理后能夠制作壓電陶瓷，不僅如此，壓電陶瓷還具有水晶不具備的耐高溫和耐磨的特征，因此壓電陶瓷如今主要被應用于使用頻繁且使用時溫度較高的產品開發中，如：壓電變壓器等。

3）半導體陶瓷

原本陶瓷具有絕緣性，在陶瓷經過一定的處理之后，能夠成為良好的半導體陶瓷，在半導體陶瓷中，又分為熱敏半導體陶瓷、聲敏半導體陶瓷和壓敏半導體陶瓷。熱敏陶瓷被應用于溫度感應零件中，而氣敏陶瓷則被應用于特殊、危險氣體的運輸中，能夠自動檢測環境中危險氣體的含量，減少危險氣體發生泄漏時造成的傷害。

（五）電光陶瓷

電光陶瓷是指經過一定的處理之后，能夠產生電光反應的陶瓷，這類陶瓷的應用也比較廣泛，過去人們常用的光盤便是由這類陶瓷制造而成，不僅是光盤，光電陶瓷也被應用于光電閥門以及圖像顯示器中

（六）生物陶瓷

生物陶瓷不僅具有耐磨性、耐腐蝕性，而且適應人體，這使得生物陶瓷具備了代替人類某些硬組織結構的可能性，生物陶瓷主要被分為了兩種類型，一是，按照人體硬組織成分和結構制作而成的生物陶瓷，這類陶瓷主要是當人類的這些硬組織發生不可逆轉的損害時，代替人類硬組織的陶瓷，通過使用這類陶瓷，能夠在一定程度上恢復人類硬組織的功能，二是，帶有治療功能的生物陶瓷。

（七）納米陶瓷

納米陶瓷是指在納米顯微結構中進行構建的陶瓷，納米陶瓷研究起步的時間較晚，但如今已經成為了陶瓷研究的重要課題這一，通過研究納米陶瓷，能夠有效提升陶瓷的韌性、強度和塑性，不僅如此，納米陶瓷還具有高磁化率、低飽和磁矩、低磁耗等材料特征，這些特征將使納米陶瓷在未來發揮更大的作用。

三、精細陶瓷的市場情況

（一）國外市場情況

在國外精細陶瓷市場主要是分布在日本、美國以及歐洲的一些國家，特別是日本精細陶瓷工業非常發達，甚至在精細陶瓷領域曾一度處于壟斷地位，日本的精細陶瓷工業非常全面、且制作精良，在精細陶瓷生產中處于主導地位，而美國政府也非常重視精細陶瓷的發展，并出臺了精細陶瓷的發展計劃，對于高溫精細陶瓷的發展，美國政府尤其重視，在美國政府的扶持下，如今精細陶瓷在美國航空領域、工業制造以及生物科學中均有廣泛的應用。

（二）國內市場情況

我國精細陶瓷的起步較晚，但國家對精細陶瓷的研究非常重視，并多次建立精細陶瓷研究方面的國家級研發項目組對各類精細陶瓷進行研究和開發，經過一系列的科研項目，我國精細陶瓷技術水平得到了顯著提升，特別是功能性的精細陶瓷，在我國的應用長廣泛，占據了我國精細陶瓷市場的70%以上的份額，對于我國工業的發展作用顯著。隨著我國對于精細陶瓷的深入研究，如今精細陶瓷除了在工業方面被廣泛應用之外，精細陶瓷在我國的航空領域、生物領域也產生了重要影響，正是基于精細陶瓷技術的成熟和廣泛使用，如今我國精細陶瓷的市場需求量也在不斷擴大。

參考文獻

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