反应烧结碳化硅陶瓷

1、碳化硅制品的全面概述碳化硅制品是何物？如何使用碳化硅制品，我们首先要明确碳化硅的定义，然后知道碳化 硅制品的组成部分，用哪些工艺？下面做些简单介绍碳化硅是一种无机非金属材料，由于它具有高硬度、高耐磨性、高耐腐蚀性与较高的高温 强度等特点，用于各种要求耐磨、耐蚀和耐高温的机械零部件中。由于材料工作者的不断努 力，其性能有了很大的改进，已成为一种重要的工程材料，在机械、冶金、化工、电子等部 门得到广泛的应用。采用常压烧结方法生产碳化硅瓷制品，其特点是用较高的烧结温度烧结碳化硅的毛坯，使 之达到较高的密度，碳化硅的含量达到9 8%以上。所得到的碳化硅瓷烧结体耐腐蚀性、抗 氧化性能与高温强度均较高。在

2、1600oC时强度不降低。因而其制品特别适合于耐磨、耐腐 蚀和耐高温的场合使用，如密封环、磨介、喷砂嘴、防弹板等。特种瓷主要运用到那些方面？特种瓷包括各种材料制作的瓷制品，例如碳化硅材料生产的碳化硅制品，碳化硅密封环， 氧化铝材料生产的99瓷，氧化锆材料生产的电解质等等。所以说，是应用相当广泛的，今 天我讲解下应用到高端产品的特种瓷。1氧化锆材料生产的特种瓷氧化锆瓷因其拥有较高的离子电导率，良好的化学稳定性和结构稳定性，成为研究最多、 应用最为广泛的一类电解质材料。通过对氧化锆基电解质薄膜制备工艺的改进，降低此类材 料的操作温度和制备成本，力争可以实现产业化也是未来研究的重要方向。2碳化硅材料

3、生产的特种瓷碳化硅材料是硬度高，成本低的材料，可以生产碳化硅制品，例如碳化硅密封件、碳化硅 轴套、碳化硅防弹板、碳化硅异形件等，可以应用到机械密封件上和各种泵上。在以后的发展中，特种瓷会应用得更加广泛，因为新型材料的不断出现，制作的特种瓷 的功能越来越受到人们的欢迎！当今市场上存在哪些碳化硅制品在碳化硅制品行业中，仅仅因为其市场较大，所以涌现了很多的碳化硅制品种类，例如碳 化硅密封环、碳化硅轴套、碳化硅轴、碳化硅防弹板等。1碳化硅密封环碳化硅密封环主要运用到机械密封件上，动静环配套使用，外加上固定的配件就组成了 机械密封件。它是密封件的核心部位，起到关键作用。2碳化硅轴套和轴碳化硅轴套和轴可以

4、用到磁力泵、高压釜上，它们相互配套使用，轴起到支撑作用，轴 套密封在轴上，共同保证磁力泵等在高温下正常密封。3碳化硅防弹板碳化硅防弹板是新型的产物，在国外已经很是流行。碳化硅防弹板硬度高、比重小、弹 道性能好，广泛用于各种防弹车、装甲车，舰艇等防护防弹中随着碳化硅制品的市场越来越大，客户的要求也越来越高，所以，出现的碳化硅制品种 类越来越多。无压烧结和反应烧结的区别无压烧结和反应烧结是碳化硅制品烧结的两种工艺，由于其烧制过程不同，因而其产品的 性能也有所不同，主要突出在无压烧结碳化硅材料技术参数和反应烧结碳化硅材料技术参 数。1烧制过程不同反应烧结是在较低的温度下，使游离硅渗透到碳化硅中。而无

5、压烧结是在2100度下，自 然收缩而成的碳化硅制品。2烧结的产品技术参数不同反应的体积密度、硬度、抗压强度等与无压的碳化硅产品技术参数不同。3产品性能不同反应烧结制品和无压制品在不同的酸碱度、温度等情况下，使用的时间不同。碳化硅作为耐火材料应用到哪些领域？碳化硅质耐火材料拥有特殊性能，这决定着它可以在不同使用条件和不同领域使用。主要 应用到以下领域：1碳化硅作为耐火材料在黑色冶金与粉末冶金领域的应用2碳化硅材 料在瓷和珐琅工业的应用3碳化硅材料在化学工业中的应用4碳化硅材料在有色冶金行 业中的应用由于导热性高，碳化硅质耐火材料广泛应用到制造马弗炉、加热式炉底与换 热器、电热偶套管等碳化硅制品还

6、可以应用到许多非直接加热式窑炉结构，如立式火卧式整 流灌等。在较广的温度围，碳化硅质耐火材料的机械强度与耐磨性很高，因此可以用来制 造耐磨机械磨损件，例如：旋分器、集尘器、管道、炉底等的衬。金鸿新材料股份专业生产各种碳化硅制品，欢迎您的咨询！碳化硅质耐火材料的相组成与真比重碳化硅质耐火材料的性能，除了碳化硅的化学成分，还有相组成和真比重。下面简单介绍 下碳化硅质耐火材料的相组成与真比重。碳化硅质材料的真比重是其特征的重要指标，因为它能反映出其相组成，是一种加成指 标。以100%碳化硅制成的碳化硅质烧成制品，基本上有两个相。它主要由真比重为3.21 的碳化硅以与某些数量真比重为2.32的二氧化硅

7、（通常是方石英）所组成，其中二氧化硅 是碳化硅被氧化而形成的。 因此，用100%碳化硅制成的烧成碳化硅质耐火材料的真比重 是碳化硅制品在烧成过程中氧化程度的间接指标，因为在使用时同样也发生氧化，因此，使 用后的真比重是这种制品抗蚀损性能的指标。鉴于真比重表征着碳化硅质制品的氧化程度， 可以间接地表示制品的热稳定性。碳化硅材料的导热性和热容量碳化硅材料的导热性和热容量对本身的其他性能起到间接的影响，例如碳化硅材料的透气 性，同时在很大程度上决定着碳化硅制品的热稳定性。1导热性致密碳化硅材料的导热性随着温度的升高而有所降低，但是轻质碳化硅的则随着温度升高 而升高。2热容量根据成分不同，各种碳化硅质

8、耐火材料的热容量变化不大，并且随着温度的升高，其值在 有所增大。碳化硅材料的性能总结碳化硅材料为什么会受到各行各业的喜爱，不仅仅是因为生成的碳化硅制品应用到各个行 业，更重要的是由于碳化硅材料的性能决定的。那么碳化硅材料的性能有哪些？主要有以下 几种：1碳化硅的化学成分2碳化硅的相组成与真比重3碳化硅的透气性4碳化硅的导热性和热容量5碳化硅的氧化度碳化硅制品的两种热压过程碳化硅制品是可以通过热压方法生产的。主要有以下两种不同的热压过程包括：热塑压制 和缓慢扩散原理。1热塑压制碳化硅材料与剧烈加热的物料的可塑性有关，料此法在于将物加热至热塑状态后压制。当 热塑压制时，致密化系通过当泥料受热时发生

9、剧烈塑性变形时向泥料加压的方法来达到的。 通常系向预先加热粗坯，然后将其放入压模中再施加压力。2 缓慢扩散碳化硅制品的另一种热压过程是利用缓慢的扩散烧结原理。此法与热塑压制法相比，通常 需要在较高的温度下进行，并且占用较长的时间。向在模型直接加热若干时间的粉料施加压 力。用碳化硅材料制成的碳化硅制品有哪些方法？以碳化硅为原料，采用特殊工艺制出的碳化硅制品的方法多种多样，并且这些制品在有效 的领域有特殊的性能，那么烧制碳化硅的方法有哪些？ 1利用碳化硅材料生成的再结晶制 品2碳化硅制品的两种热压烧结3碳化硅材料生产轻质碳化硅制品 以上方法仅仅是其中的几种，还有更多烧制碳化硅制 品的方法，有待于总

10、结和开发研究，不同的方法，不同的使用领域，期待着新的方法出现。.含碳化硅的耐火材料可以分为几种？由于碳化硅的特殊性能，所以备受耐火材料的欢迎。只要碳化硅不与其中的耐火材料发生 反应，就可以加入到耐火材料中。例如加入粘土质、高铝质、硅质、石墨质以与其他的配料。 从而形成了以下四种含有碳化硅的耐火材料。1孰料碳化硅质制品2高铝碳化硅质制品3硅石碳化硅质制品4碳化硅石墨质制品金红新材料股份公司是专业生产碳化硅制品的厂家，针对含碳化硅的耐火材料，我们会进 一步研究，欢迎您关注。特种瓷在汽车上的应用与发展目前，特种瓷材料汽车上应用已经取得重要进展。它们主要有以下几个方面。一、瓷汽车发动机上应用新型瓷碳化

11、硅氮化硅等无机非金属烧结而成。与以往使用氧化铝瓷相比，强度其三倍以 上，能耐1000摄氏度以上高温，新材料推进了汽车上新用途开发。例如：要将柴油机燃耗 费降低30%以上，可以说新型瓷不可缺少材料。现汽油机，燃烧能量78%左右热能热传递 损失掉，柴油机热效率为33%,与汽油机相比已十分优越，然而仍有60%以上热能量损失掉。 因此，为减少这部分损失，用口热性能好瓷材料围住燃烧室进行口热，进而用废气涡轮增压 器动力涡轮来回收排气能量，有试验证明，这样可把热效率提高到48%.同时，由于新型瓷 使用，柴油机瞬间快速起动将变得可能。采用新型瓷涡轮增压器，它比当今超耐热合金具有 更优越耐热性，而比重却只有金

12、属涡轮约三分之一。因此，新型瓷涡轮可以补偿金属涡轮动 态响应低缺点。其他正进行研究有：采用新型瓷活塞销活塞环等运动部件。由于重量减轻， 发动机效率可望得到提高。二、特种敏感瓷汽车传感器上应用对汽车用传感器要求能长久适用于汽车特有恶劣环境（高温、低温、振动、加速、潮湿、。 声、废气），并应当具有小型轻量，重复使用性好，输出围广等特点。瓷耐热、耐蚀、耐磨 与其潜优良电磁、光学机能，近年来随着制造技术进步而得到充分利用，敏感瓷材料制成传 感器完全能够满足上述要求。三、瓷汽车制动器上应用瓷制动器碳纤维制动器基础上制造而成。一块碳纤维制动碟最初由碳纤维树脂构成，它 被机器压制成形，之后经过加热、碳化、加

13、热、冷却等几道工序制成瓷制动器，瓷制动器碳 硅化合物表面硬度接近钻石，碟片碳纤维结构使它坚固耐冲击，耐腐蚀，让碟片极为耐磨。 目前此类技术除了 F1赛车应用，超级民用跑车也有涉与，例如奔驰CL55AMG.四、瓷汽车减振器上应用高级轿车减振装置综合利用敏感瓷正压电效应、逆压电效应电致伸缩效应研制成功智能 减振器。由于采用高灵敏度瓷元件，这种减振器具有识别路面且能做自我调节功能，可以将 轿车因粗糙路面引起振动降到最低限度。五、瓷材料汽车喷涂技术上应用近年来，航天技术广泛应用瓷薄膜喷涂技术开始应用于汽车上。这种技术优点热效果 好、能承受高温高压、工艺成熟、质量稳定。为达到低散热目标，可对发动机燃烧室

14、部件进 行瓷喷涂，如活塞顶喷氧化锆，缸套喷氧化锆。经过这种处理发动机可以降低散热损失、减 轻发动机自身质量、减小发动机尺寸、减少燃油消耗量。六、智能瓷材料汽车应用作为特种瓷产品分类智能瓷材料，其包括汽车制造使用对环境敏感且能对环境变化作出 灵敏反应材料，目前已成为材料科学与工程领域研究焦点。汽车上使用智能瓷产品，包括功能材料、驱动系统与反馈系统相结合智能材料系统或结 构。由于其综合性功能发挥，可使汽车产品行驶时感知与响应外界环境变化，使汽车产品拥 有自检、自测、自诊断、自修复、自适应等诸多性能。当前有些功能瓷制品已具有智能化功 能，如半导体钛酸钡正温度系数热能电阻与氧化锌变阻器，它们对于温度电

15、压具备自身诊断、 候补保护与自身修复功能，可以使材料本身拥有抵抗环境突然变化能力，并可重复多次使用。 智能瓷系统，压电瓷最重要品类。现已经普与使用与正拟开发研制压电类智能瓷制品与材料 系统如下：汽车减震装置：利用智能瓷产品正压电效应、逆压电效应研制出智能减震器，具有识别 路面并自我调节功能，可将粗糙路面对汽车形成震动减到最低限度，整个感知与调节过程只 需要20秒。另外，采用智能瓷材料制成减震装置还可以推广应用汽车产品之外领域，如使 用到精密加工稳固工作平台等。汽车智能雨刷：利用钛酸钡瓷压阻效应制成智能瓷雨刷，可以自动感知雨量，自动将雨 刷调节到最佳速度。汽车有源消声瓷材料：由压电瓷拾音器、谐振

16、器、模拟声线圈数字信号处理集成电路组 成有源消声瓷材料，可把汽车震动频率降低到500赫兹以下。此外，还可以利用智能瓷材料开发出智能安全系统与智能传输系统，如安全气囊，也使 用了智能瓷元件。现代智能瓷材料开发研究与市场，已经处方兴未艾时期，同时它应用已经 不仅限于汽车工业，而且对造船、建筑、机械、家电、航天、国防等工业领域产生重要影响， 将大大提高各类机械与电子产品智能与自动化水平。以碳化硅瓷为例，讲解特种瓷的性质和功能特种瓷材料性能由两种因素决定。首先物质结构，主要化学键性质晶体结构。它们决定 瓷材料性能，如耐高温性、半导体性与绝缘性等。其次显微组织，包括分布、晶粒大小、形 状、气孔大小分布、

17、杂质、缺陷等。普通瓷用粘土、长石、石英为原料，经配制、烧结制成。 这类瓷质地坚硬、不会氧化生锈、耐腐蚀、不导电、能耐一定高温、加工成型性好、成本低， 但强度较低。一般最高使用温度不超过1200摄氏度，这类瓷产量大，种类多，广泛用于电 气、化工等行业。碳化硅瓷用碳化硅粉，用粉末冶金法经反应烧结或热压烧结工艺制成。碳化硅瓷最大特 点高温强度大、热稳定性好、耐磨抗蠕变性好。适用于浇注金属用喉嘴、热电偶套管、燃气 轮机叶片、轴承等零件。同时由于它热传导能力高，还适用于高温条件下热交换器材料，也 可用于制作各种泵密封圈。氮化硅瓷原料丰富、加工性好，可以用低成本生产出各种尺寸精确部件，特别形状复杂 部件，

18、成品率比其他瓷材料高。氮化硅瓷抗温度急变性好，硬度高，其硬度仅次于金刚石、 氮化硼等物质，用氮化硅瓷材料制造发动机，由于工作温度提高到1370摄氏度，发动机效 率可提高30%.同时由于温度提高，可使燃料充分燃烧，排出废气污染成分大幅度下降，不 仅降低能耗，并且减少了环境污染。其它一些特种瓷材料，种类还非常繁多，它们各有特色，可制成各种功能元件。氧化锂 瓷为高温材料，滑石瓷为高频绝缘材料，氧化钍瓷为介电材料，钛酸钡瓷为光电材料，硼化 物、氮化物、硅化物等金属瓷为超高温材料。铁氧体瓷为永久磁铁、记忆磁铁、磁头等材料， 稀土钻瓷为存贮器材料，半导体瓷为亚敏元件、太阳电池等材料等。特种瓷的如山真面目什

19、么叫特种瓷呢？特种瓷也叫现代瓷、工业瓷、精细瓷或高性能瓷，包括特种结构瓷和功能 瓷两大类，如电子瓷耐磨瓷压电瓷、磁性瓷、电容器瓷、高温瓷纳米瓷金属瓷生物瓷等。工 程上最重要的是高温瓷，包括氧化物瓷、硼化物瓷、氮化物瓷和碳化物瓷。特种瓷的分类一、氧化物瓷氧化物瓷熔点大多2000 C以上，烧成温度约1800 C；单相多晶体结构，有时有少量 气相；强度随温度的升高而降低，在1000 C以下时一直保持较高强度，随温度变化不大； 纯氧化物瓷任何高温下都不会氧化。（1）、氧化铝（刚玉）瓷氧化铝的结构是O2-排成密排六方结构，A13+占据间隙位置。根据含杂质的多少,氧化铝呈红色（如红宝石）或蓝色（如蓝宝石）

20、；实际生产中，氧化铝瓷按 A12O3含量可分为75、95和99等几种。氧化铝熔点达2050 C，抗氧化性好，广泛用于耐火材料；较高纯度的A12O3粉末压制成形、高温烧结后得到刚玉耐火砖、高压器皿、坩埚、电炉 炉管、热电偶套管等；微晶刚玉的硬度极高（仅次于金刚石），红硬性达1200 C，可作要求高的工具如切削淬 火钢刀具、金属拔丝模等。很高的电阻率和低的导热率，是很好的电绝缘材料和绝热材料。 强度和耐热强度均较高（是普通瓷的5倍），是很好的高温耐火结构材料，如可作燃机火花 塞、空压机泵零件等。单晶体氧化铝可做蓝宝石激光器；氧化铝管坯做钠蒸气照明灯泡。（2）、氧化铍瓷氧化铍瓷具备一般瓷的特性，导热

21、性极好，很高的热稳定性，强度低，抗热冲击性较高; 消散高能辐射的能力强、热中子阻尼系数大。氧化铍瓷制造坩埚，作真空瓷和原子反应堆瓷，气体激光管、晶体管散热片和集成电路的 基片和外壳等。（3）、氧化锆瓷氧化锆瓷的熔点在2700 C以上，耐2300 C高温，推荐使用温度2000 C2200 C；能 抗熔融金属的浸蚀，做铂、锗等金属的冶炼坩埚和1800 C以上的发热体与炉子、反应堆绝 热材料等；氧化锆作添加剂大大提高瓷材料的强度和韧性，氧化锆增韧瓷可替代金属制造模 具、拉丝模、泵叶轮和汽车零件如凸轮、推杆、连杆等。（4）、氧化镁/钙瓷氧化镁/钙瓷通常是通过加热白云石（镁或钙的碳酸盐）矿石除去CO2而

22、制成的，其特 点是能抗各种金属碱性渣的作用，因而常用作炉衬的耐火砖。但这种瓷的缺点是热稳定性差， MgO在高温下易挥发，CaO甚至在空气中就易水化。、碳化物瓷碳化物瓷有很高的熔点、硬度（近于金刚石）和耐磨性（特别是在浸蚀性介质中），缺点 是耐高温氧化能力差(约900C1000。0、脆性极大。、碳化硅瓷碳化硅瓷密度为3.2X103 kg/m3,弯曲强度为200 MPa250 MPa,抗压强度1000 MPa1500 MPa,硬度莫氏9.2,热导率很高，热膨胀系数很小，在900 C1300 C时慢慢氧化。主要用于制造加热元件、石墨表面保护层以与砂轮与磨料等。、碳化硼瓷碳化硼瓷硬度极高，抗磨粒磨损能

23、力很强；熔点达2450C，高温下会快速氧化，与热或 熔融黑色金属发生反应，使用温度限定在980C以下。主要用于作磨料，有时用于制造超硬质工具材料。、其它碳化物瓷碳化钼、碳化铌、碳化钽、碳化钨和碳化锆瓷的熔点和硬度都很高，在2000 C以上的中 性或还原气氛作高温材料；碳化铌、碳化钛用于2500 C以上的氮气气氛中的高温材料。三、硼化物瓷硼化物瓷有硼化铬、硼化钼、硼化钛、硼化钨和硼化锆等。硼化物瓷具有高硬度，同时具有较好的耐化学浸蚀能力。熔点围为1800 C2500 C。比 起碳化物瓷，硼化物瓷具有较高的抗高温氧化性能，使用温度达1400 C。硼化物主要用于高温轴承、燃机喷嘴、各种高温器件、处理

24、熔融非铁金属的器件等。各种硼化物还用作电触点材料。四、氮化物瓷、氮化硅瓷氮化硅瓷是键能高而稳定的共价键晶体；硬度高而摩擦系数低，有自润滑作用，是优良 的耐磨减摩材料；氮化硅的耐热温度比氧化铝低，而抗氧化温度高于碳化物和硼化物；1200 C以下具有较高的机械性能和化学稳定性，且热膨胀系数小、抗热冲击，可做优良的 高温结构材料；耐各种无机酸(氢氟酸除外)和碱溶液浸蚀，优良的耐腐蚀材料。反应烧结法得到的a -Si3N4用于制造各种泵的耐蚀、耐磨密封环等零件。热压烧结法得到的B-Si3N4,用于制造高温轴承、转子叶片、静叶片以与加工难切削材料 的刀具等。在Si3N4中加一定量A12O3烧制成瓷可制造柴

25、油机的气缸、活塞和燃气轮机的转动叶轮。、氮化硼瓷六方氮化硼为六方晶体结构，也叫”白色石墨”；硬度低，可进行各种切削加工；导热和抗 热性能高，耐热性好，有自润滑性能；高温下耐腐蚀、绝缘性好。用于高温耐磨材料和电绝 缘材料、耐火润滑剂等。在高压和1360 C时六方氮化硼转化为立方B-BN，硬度接近金刚石的硬度，用作金刚石 的代用品，制作耐磨切削刀具、高温模具和磨料等。氮化硼刀具、氮化钛瓷硬度高(1800HV)、耐磨。刃具表面涂层、耐磨零件表面涂层。金黄色，装饰表面。特种瓷有热压铸、热压、静压与气相沉积等多种成型方法，这些瓷由于其化学组成、显 微结构与性能不同于普通瓷，故称为特种瓷或高技术瓷，在日本

26、称为精细瓷。特种瓷不同的 化学组成和组织结构决定了它不同的特殊性质和功能，如高强度、高硬度、高韧性、耐腐蚀、 导电、绝缘、磁性、透光、半导体以与压电、光电、电光、声光、磁光等。由于性能特殊， 这类瓷可作为工程结构材料和功能材料应用于机械、电子、化工、冶炼、能源、医学、激光、 核反应、宇航等方面。一些经济发达国家，特别是日本、美国和西欧国家，为了加速新技术 革命，为新型产业的发展奠定物质基础，投入大量人力、物力和财力研究开发特种瓷，因此 特种瓷的发展十分迅速，在技术上也有很大突破。特种瓷在现代工业技术，特别是在高技术、 新技术领域中的地位日趋重要。本世纪初特种瓷的国际市场规模预计将达到500亿美

27、元，因 此许多科学家预言：特种瓷在二十一世纪的科学技术发展中，必定会占据十分重要的地位。生产工艺技术方面的新进展在粉末制备方面，目前最引人注目的是超高温技术。利用超高温技术不但可廉价 地研制特种瓷，还可廉价地研制新型玻璃，如光纤维、磁性玻璃、混合集成电路板、零膨胀 结晶玻璃、高强度玻璃、人造骨头和齿棍等。此外，利用超高温技术还可以研制出象钽、钼、 钨、钒铁合金和钛等能够应用于太空飞行、海洋、核聚变等尖端领域的材料。例如日本在 4000-15000和一个大气压以下制造金钢石，其效率比现在普遍采用的低温低压等离子体 技术高一百二十倍。超高温技术具有如下优点：能生产出用以往方法所不能生产的物质；能够

28、获得纯度极高 的物质：生产率会大幅度提高；可使作业程序简化、易行。目前，在超高温技术方面居领先 地位的是日本。此外，溶解法制备粉末、化学气相沉积法制备瓷粉末、溶胶K凝胶法生产 莫来石超细粉末以与等离子体气相反应法等也引起了人们的关注。在这几种方法中，绝大部 分是近年开发研究出来的或是在近期得以完善的。成型方面：特种瓷成型方法大体分为干法成型和湿法成型两大类，干法成型包括钢 模压制成型、等静压成型、超高压成型、粉末电磁成型等；湿法成型大致可分为塑性成型和 胶态浇注成型两大类。近些年来胶态成型和固体无模成型技术在特种瓷的成型研究中也取得 了较为快速的发展。瓷胶态成形是高分散瓷浆料的湿法成形，与干法

29、成形相比，可以有效控制团聚，减少缺 陷。无模成形实际上是快速原型制造技术(Rapid prototyping manufacturing technology , RP &M)在制备瓷材料中的应用。特种瓷材料胶态无模成形过程是通过将含或不含粘结剂的瓷 浆料在一定的条件下直接从液态转变为固态，然后按照RP &M的原理逐层制造得到瓷生坯 的过程。成形后的生坯一般都具备良好的流变学特性，可以保证后处理过程中不变形。特种瓷成型技术未来的发展将集中于以下几个发面：进一步开发已经提出的各种无模成形技术在制备不同瓷材料中的应用；性能更加复杂的结构层以与在层的穿插、交织、连接结构和成分三维变化的设计；大型异形

30、件的结构设计与制造；瓷微结构的制造与实际应用；进一步开发无污染和环境协调的新技术。烧结方面：特种瓷制品因其特殊的性能要求，需要用不同于传统瓷制品的烧成工艺 与烧结技术。随着特种瓷工业的发展，其烧成机理、烧结技术与特殊的窑炉设施的研究取得 突破性的进展。目前特种瓷的主要烧结方法有：常压烧结法、热压烧结/热等静压烧结法、 反应烧结法、液相烧结法、微波烧结法、电弧等离子烧结法、自蔓延烧结法、气相沉积法等。在特种瓷的精密加工方面：特种瓷属于脆性材料，硬度高、脆性大，其物理机械性 能(尤其是韧性和强度)与金属材料有较大差异，加工性能差，加工难度大。因此，研究特种 瓷材料的磨削机理，选择最佳的磨削方法是当

31、前要解决的主要问题。近年来兴起的磨削加工方法主要有：超声波振动磨削加工方法在线电解修整金刚石砂轮磨削加工方法电解、电火花复合磨削加工工艺电化学在线控制加工方法采用刀具加工瓷也引起了人们的极大兴趣。目前，这方面的工作仅处于研究实验阶段， 由于用超高精度的车床和金刚石单晶车刀进行加工，以微米数量级的微小吃刀深度和微小的 走刀量，能获得0.1微米左右的加工精度，因而许多国家把这种加工技术作为超精密加工的 一个方面而加以开发研究，在我国，清华大学新型瓷与精细工艺国家重点实验室在这方面的 研究成果已位居世界前列。应用方面的新发展特种瓷由于拥有众多优异性能，因而用途广泛。现按材料的性能与种类简要说明。、耐

32、热性能优良的特种瓷可望作为超高温材料用于原子能有关的高温结构材料、高 温电极材料等。、隔热性优良的特种瓷可作为新的高温隔热材料，用于高温加热炉、热处理炉、高 温反应容器、核反应堆等。、导热性优良的特种瓷极有希望用作部装有大规模集成电路和超大规模集成电路电 子器件的散热片。、耐磨性优良的硬质特种瓷用途广泛，目前的工作主要是集中在轴承、切削刀具方 面。、高强度的瓷可用于燃气轮机的燃烧器、叶片、涡轮、套管等；在加工机械上可用 于机床身、轴承、燃烧喷嘴等。目前，这方面的工作开展得较多，许多国家如美国、日本、 德国等都投入了大量的人力和物力，试图取得领先地位。这类瓷有氮硅、碳化硅、塞隆、氮 化铝、氧化锆

33、等。、具有润滑性的瓷如六方晶型氮化硼极为引人注目，目前国外正在加紧研究。、生物瓷方面目前正在进行将氧化铝、磷石炭等用作人工牙齿、人工骨、人工关节 等研究，这方面的应用引起人们极大关注。、一些具有其他特殊用途的功能性新型瓷(如远红外瓷等)也已开始在工业与民用 领域发挥其独到的作用。今后研究与开发的重点、特种瓷基础技术的研究，例如烧结机理、检测技术和粉末制备技术等；、超导瓷的研究；、特种瓷的薄膜化或非晶化是提高瓷功能的有效方法，因而许多国家都把它作为一 项主要容而加以研究；、瓷的纤维化是研制隔热材料、复合增强材料等的重要基础，目前国外，尤其是日 本对瓷纤维与晶须增强金属复合材料的研究极为重视，其研

34、究主要集中于碳化硅与氮化硅；、多孔瓷由于具有特殊结构，所以引起了各界的重视；、瓷与瓷或瓷与其它材料复合(瓷纤维增强瓷，瓷纤维增强金属)问题也是现阶段的研 究重点。、在非氮化物瓷中，目前国外研究最多的是瓷发动机，高压热交挽器与瓷刀具等；、随着生物化学，生物医学这些新兴学科的发展，生物瓷的开发研究也变得越来越 重要。特种瓷应用到军事上1特种瓷首先应用在装甲上。美国在1962年制作出氧化铝瓷面板，并在越南战争中应用到飞机上。2特种瓷发动机的出现最让人注目的是涡轮复合式瓷燃气机，美国应用到坦克上，日本应用到汽车上。目前，特种瓷不仅仅应用到军事上，还用到民用技术上。所以特种瓷之路会越走越远，特别 是碳化

35、硅密封环等。特种碳化硅瓷产生特种瓷是在生活瓷的基础上产生的。随着生活瓷的不断普与使用，人们对瓷的应用已经不仅 仅局限在一般瓷的性能上，对各种瓷的需求越来越高，所以特种瓷应用而生。特种瓷是可以根据客户要求而定，主要应用到机械产品上。而碳化硅瓷是特种瓷的一种， 它的特性是：耐腐蚀，耐磨，耐高温等，可以应用到精密度要求较高的产品，例如：碳化硅 密封环，对机械上起到密封，并且使用寿命长、耐腐蚀;碳化硅轴承应用到密封度较高的产 品上，中间起到连接密封之作用；碳化硅特殊环等。特种瓷的发展，形成新的市场竞争局面目前，世界精密瓷产品的发展趋势呈现出产品门类越来越多，各种精密瓷产品已经被成功 用于热传导、热机械

36、、核能、微电子技术、自动化装置、敏感传感器、光学领域、医疗领域 与新能源等领域。目前，各国的精密瓷研究与生产，正在形成新一轮的生产高潮与竞争更加 激烈的市场局面.精细瓷的发展方向主要集中在高温结构瓷方面。现在在航天科技、汽车、 航空器、军工、核工程、医疗设备与机械动力等方面，已经进入大规模与大围使用阶段。我国作为传统瓷生产大国，目前也正在将发展目标紧盯在高科技的特殊瓷与精密瓷研制与 创新方面。首先，我国载人航天神舟飞船工程中，大量采用了高温瓷材料与精密敏感瓷产品。 这些极具各种优越、特殊功能的瓷材料与敏感元器件，支撑着航天事业的快速进展。另外， 在传统的机械加工方面，已经先后推广使用了新一代的

37、金属切削工具如瓷刀具；作为世界上 最大的日用家电产品生产国，许多家电产品中的各类敏感元件的使用围更广，数量更多，热 敏、磁敏、光敏瓷材料等方面的生产正在蓬勃兴起。这样对国特种瓷产品的研制与生产，提 出了更多的要求。在满足了国需求的同时，部分产品也正在大量出口到国际市场。碳化硅瓷反射镜在中国的发展”九五”期间，承担了国家军工攻关计划”高性能碳化硅瓷反射镜材质研究”项目，就高性能 碳化硅瓷反射镜材质进行了预先研究。”十五”期间，承担了国家军工攻关计划”空间光学遥感器用SiC瓷反射镜研制”项目，就碳 化硅瓷反射镜一些共性与关键技术进行了研究。经过”九五”十五”科技攻关，国建筑材料科学研究院，高性能反

38、射镜研制方面尤其大尺 寸、复杂形状碳化硅瓷反射镜镜坯制备技术，实用化碳化硅反射镜制备技术等方面取得了重 要技术突破，攻克了高固相含量含碳瓷料浆制备技术含碳瓷料浆单体聚合困难问题，实现了含碳瓷料浆凝胶注模成型技术，制备出了具有轻量化结构600mm 口径碳化硅反射镜 坯体，开展了工程尺寸碳化硅瓷反射镜制备技术研究，碳化硅反射镜镜坯顺利通过了验收级振动试 验考核。另外，开展了三维编织CVI C/SiC反射镜镜坯制备技术研究，对大尺寸C纤维预制体制备、 温度梯度强制流动CVI工艺条件等开展了工作，为制备大尺寸、具有超轻量化结构碳化硅瓷反射镜与空间相机用结构件打下了坚实基础。由于高分辨率相机超轻量化相机

39、应用上，碳化硅瓷反射镜具有明显优势，可以肯定地说， 碳化硅瓷反射镜未来高性能反射镜国际发展主流。国用户对碳化硅瓷反射镜需求也日益迫切，”十一五”期间已经提出需求口径超过1.5m反射 镜。要使碳化硅瓷反射镜我国得到广泛应用，必须解决大尺寸、具有超轻量化结构碳化硅镜 坯制备技术、高致密低缺陷碳化硅镜坯表面CVD层制备技术以与镜面光学加工技术。 随着这些瓶颈技术解决，必将有力地推动我国遥感技术快速发展。为什么使用碳化硅材料制造机械瓷？碳化硅材料之所以会应用到机械瓷上，是因为碳化硅材料拥有优越的特性。1宽能级碳化硅的宽能级使碳化硅可以发射或检测短波长的光，用以制作蓝色发光二极管或几乎 不受太影响的紫外

40、线探测器2高击穿电场该特性适用于制造高压大功率器件如高压二极管，功率三极管，可控硅以与大功率微波器 件.另外，此一特性可让碳化硅器件紧密排列，有利于提高封装密度.3高热传导率碳化硅是热的良导体，之所以碳化硅瓷可在高温下正常工作，是因为在室温条件下，其 热传导率高于任何其它金属.碳化硅材料因为其优良的特性，满足了机械瓷产品的耐高温，耐腐蚀，耐磨的性质，才 能在机械瓷材料应用上独占鳌头！特种瓷最新应用由于特种瓷的性能越来越普遍，越来越得到大家的认可，所以特种瓷又剑指偏锋，开始了 它的最新应用！1环境材料的应用特种瓷在环境中的应用主要集中在汽车和飞机的发动机新型瓷基材料可以提高燃料的利用率和石油输送

41、的瓷管道材料，这无形中保护了环境。2电子瓷材料研究（1）电子元件的瓷保护涂层使元件在各种高温化学环境下正常工作（2）超导瓷材料使电脑拥有比目前一般电脑快几千倍的运算能力特种瓷又了这两项新的应用领域，那么它的应用天地又扩展了许多，我们雅利安瓷的发展 前景就更明朗了许多。碳化硅特种瓷异形件碳化硅特种瓷异形件不仅具有优良的常温力学性能，如高的抗弯强度、优良的抗氧化性、 良好的耐腐蚀性、高的抗磨损以与低的摩擦系数，而且高温力学性能:强度、抗蠕变性等）是 已知瓷材料中最佳的。热压烧结、无压烧结、热等静压烧结的材料，其高温强度可一直维持 到1600C，是瓷材料中高温强度最好的材料。抗氧化性也是所有非氧化物

42、瓷中最好的。碳 化硅瓷的缺点是断裂韧性较低，即脆性较大，因此近几年以碳化硅瓷为基的特种瓷，改善了 单体材料的韧性和强度。碳化硅特种瓷在石油、化工、微电子、汽车、航天、航空、造纸、 激光、矿业与原子能等工业领域获得了广泛的应用。特种瓷的种类和划分特种瓷是20世纪发展起来的，在现代化生产和科学技术的推动和培育下，它们“繁殖” 得非常快，尤其在近二三十年，新品种层出不穷，令人眼花缭乱。按照化学组成划分有：氧化物瓷：氧化铝、氧化锆、氧化镁、氧化钙、氧化铍、氧化锌、氧化钇、氧化钛、氧 化钍、氧化铀等。氮化物瓷：氮化硅、氮化铝、氮化硼、氮化铀等。碳化物瓷：碳化硅、碳化硼、碳化铀等。硼化物瓷：硼化锆、硼化镧

43、等。硅化物瓷：硅化钼等。氟化物瓷：氟化镁、氟化钙、氟化镧等。硫化物瓷：硫化锌、硫化铈等。还有主要由一种化合物构成的单相瓷相，还有由2种或2种以上的化合物构成的复合瓷。 例如：由氧化铝和氧化镁结合而成的镁铝尖晶石瓷，由氮化硅和氧化铝结合而成的氧氮化硅 铝瓷，由氧化铬、氧化镧和氧化钙结合而成的铬酸镧钙瓷，由氧化锆、氧化钛、氧化铅、 氧化镧结合而成的锆钛酸铅镧(PLZT)瓷等等。此外，有1大类在瓷中添加了金属而生成的 金属瓷，例如：氧化物基金属瓷，碳化物基金属瓷，硼化物基金属瓷等，也是现代瓷中的 重要品种上。近年来，为了改善瓷的脆性，在瓷基体中添加了金属纤维和无机纤维，这样构 成的纤维补强瓷复合材料

44、，是瓷家族中最年轻但却是最有发展前途的一个分支。人们为了生产、研究和学习上的方便，有时不按化学组成，而根据瓷的性能，把它们分 为高强度瓷，高温瓷，高韧性瓷，铁电瓷，压电瓷，电解质瓷，半导体瓷，电介质瓷，光学 瓷(即透明瓷)，磁性瓷、耐酸瓷和生物瓷等等。随着科学技术的发展，人们可以预期现代 瓷将会更快地发展，产生更多更新的品种。功能瓷分类功能瓷兼具了各种性能，包括磁性、光、电。因此功能瓷现在具有很广的市场空间。磁学性能金属和合金磁性材料具有电阻率低、损耗大的特性，尤其在高频下更是如此，已经无法 满足现代科技发展的需要。相比之下，瓷磁性材料有电阻率高、损耗低、磁性围广泛等特性。 瓷磁性材料的代表为

45、铁氧体，一种含铁的复合氧化物。通过对成份的严格控制，可以制造出 软磁材料、硬磁材料和矩磁材料。软磁材料的磁导率高，饱和磁感应强度大，磁损耗低，主 要用于电感线圈、小型变压器、录音磁头等部件。典型的软磁材料有镍-锌、锰-锌和锂-锌铁 氧体。硬磁材料的特性是剩磁大、矫顽力大、不易退磁，主要应用为永久磁体，代表材料为 铁酸钡。矩磁材料的剩余磁感应强度非常接近于饱和磁感应强度，它是因磁滞回线呈矩形而 得名，主要应用于现代大型计算机逻辑元件和开关元件，代表材料为镁锰铁氧光学性能瓷在光学方面的应用主要包括光吸收瓷、透光瓷、瓷光信号发生器和光导纤维。利用瓷 光吸收特性在日常生活中随处可见，如涂料、瓷釉和珐琅

46、。核工业中，利用含铅、钡等重离 子瓷吸收和固定核辐射波在核废料处理方面应用非常广泛。瓷也可被制造用来透过不同波长 的光线，其中最重要的就是红外线透射瓷，它仅允许红外光线透过，被用来制造红外窗口， 在武器、航空航天领域和高技术设备上得到广泛应用。这类材料的典型代表有硫化锌瓷和莫 来石等。瓷还是固体激光发生器的重要材料，典型代表有红宝石激光器和钇榴石激光器。光 导纤维是现代通讯信号的主要传输媒介，它是用高纯二氧化硅制成的，具有信号损耗低、高 保真性、容量大等特性，是金属信号传输线无法比拟的导电性能瓷材料具有非常广泛的导电区间，从绝缘体到半导体、超导体。大多数瓷具有优异的电 绝缘性，因而被广泛用于电绝缘体。半导体分为电子型和离子型半导体。以晶体管集成电路 为代表的是电子型半导体。离子型半导体仅对某些特殊的带电离子具有传导作用，最具有代 表性的是稳定氧化锆和B-氧化铝。稳定氧化锆仅对氧离子具有传导作用，主要产品有氧传 感器（主要用来测定发动机的燃烧效率或钢水中氧浓度）、氧泵（从空气中获得纯氧）和燃料电