传统意义上的陶瓷主要指陶器和瓷器,也包括玻璃,搪瓷、耐火材料,砖瓦等。这些材料都是用黏土、石灰石、长石、石英等天然硅酸盐类矿物制成的。因此,传统的陶瓷材料是指硅酸盐类材料,按照性能特点和用途,可分为日用陶瓷、建筑陶瓷、电器绝缘陶瓷(高压陶瓷)、化工陶瓷、多孔陶瓷等。现今意义上的陶瓷材料已有了巨大变化,许多新型陶瓷已经远远超出了硅酸盐的范畴,不仅在性能上有了重大突破,在应用上也已渗透到各个领域。所以,一般认为陶瓷材料是指各种无机非金属材料的通称。
特种陶瓷材料与传统陶瓷材料的差别主要体现在以下几个方面:①原材料不同。传统陶瓷以天然矿,如黏土、石英和长石等不加处理直接使用;而特种陶瓷则使用经人工合成的高质量粉体作起始材料,突破了传统陶瓷以黏土为主要原料的界线,代之以“高度精选的原料”。②结构不同。传统陶瓷黏土的成分决定,不同产地的陶瓷有不同的质地,所以由于原料的不同导致传统陶瓷材料中化学和相组成的复杂多样、杂质成分和杂质相较多而不易控制,显微结构粗劣而不够均匀,多气孔;而特种陶瓷一般化学和相的组成较简单明晰,纯度高,即使是复相材料,也是人为调控设计添加的,所以特种陶瓷材料的显微结构一般均匀而细密。
陶瓷加工件③制备工艺不同。传统陶瓷所用的矿物经混合可直接用于湿法成型,如泥料的塑性成形和浆料的注浆成型,材料的烧结温度较低,一般为~℃,烧成后一般不需加工;而特种陶瓷一般用高纯度粉体添加有机添加剂才能适合于干法或湿法成型,材料的烧结温度较高,根据材料不同为~℃,烧成后一般尚需加工。在制备工艺土突破了传统陶瓷以炉窑主要生产手段的界限,广泛采用诸如真空烧结、保护气氛烧结、热压、热等静压等先进手段。④性不同。由于以上各点的不同,导致传统陶瓷和特种陶瓷材料性能的极大差异,不仅后者在性能远优于前者,而且特种陶瓷材料还发掘出传统陶瓷材料所没有的性能和用途。
传统陶瓷材料一般限于日用和建筑使用,而特种陶瓷具有优良的物理化学性能,高强、高硬、耐磨、耐腐蚀、耐高温、抗热震,而且在热、光,声,电、磁、化学、生物等方面具有卓越的功能,某些性能远远超过现代优质合金和高分子材料。因而特种陶瓷材料登上新材料革命的主角地位,在各个工业领域,如石油、化工、钢铁、电子,纺织和汽车等行业中,以及尖端技术领域如航天、核工业和军事工业中有着广泛的应用价值和潜力。
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