陶瓷材料分类及特性

陶瓷材料分类及特性思维导图：包含普通陶瓷，长石、粘土和石英（硅酸盐类），来源丰富、成本低、工艺成熟，通常指的是天然或合成化合物经过成形和高温烧结制成的一类无机非金属材料 。 具有高熔点、高硬度、高耐磨性、耐氧化等优点。等等

陶瓷材料

• 普通陶瓷
  • 长石、粘土和石英（硅酸盐类）
  • 来源丰富、成本低、工艺成熟，通常指的是天然或合成化合物经过成形和高温烧结制成的一类无机非金属材料 。 具有高熔点、高硬度、高耐磨性、耐氧化等优点。
  • 按用途可分为：日用陶瓷、建筑陶瓷、化工陶瓷
• 特种陶瓷/先进陶瓷
  • 功能陶瓷
    • 介电陶瓷
      • 主要组成有Al2O3、Mg2SiO4、PbTiO3、BaTiO3、PbTiO3、LiNbO3、BaTiO3，具有良好的绝缘性、热点性、压电性和强介电性，用作集成电路基板、热敏电阻、振荡器、电容器。
    • 光学陶瓷
      • 主要组成有Al2O3CrNd玻璃、CaAs、CdTe、SiO2、WO3，具有荧光、发光性、红外透光性、高透明度、电发色效应，因此应用于激光、红外线窗口、光导纤维、显示器等方面。
    • 磁性陶瓷
      • 主要组成有ZnFe2O、γ-Fe2O3、SrO．6 Fe2O3，其中ZnFe2O、γ-Fe2O3具有软磁性，SrO．6 Fe2O3具有硬磁性，前者应用于磁带及各种高频磁芯，后者用于电声器件、仪表及控制器件的磁芯。
    • 半导体陶瓷
      • 主要组成有CdS、Ca2Sx、VO2、NiO、LaB6、BaO，具有光电效应、阻抗温度变化效应和热电子放射效应，作用于太阳电池、温度传感器、热阴极等。
  • 结构陶瓷
    • 氧化铝
      • 主要组合物为Al2O3，一般含量大于45%。氧化铝陶瓷具有各种优良的性能。耐高温，一般可要1600℃长期使用，耐腐蚀，高强度，其强度为普通陶瓷的2~3倍，高者可达5~6倍。其缺点是脆性大，不能接受突然的环境温度变化。用途极为广泛，可用作坩埚、发动机火花塞、高温耐火材料、热电偶套管、密封环等，也可作刀具和模具。
    • 氮化硅
      • 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，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，能耐其它各种酸的腐蚀，并能耐碱、各种金属的腐蚀，并具有优良的电绝缘性和耐辐射性。可用作高温轴承、在腐蚀介质中使用的密封环、热电偶套管、也可用作金属切削刀具。
    • 碳化硅
      • 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，是高温强度最高的陶瓷，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，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。
    • 六方氮化硼
      • 主要成分为BN，晶体结构为六方晶系，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、玻璃成形模具
  • 工具陶瓷
    • 碳化物和粘结剂
      • 碳化物主要有WC、TiC、TaC、NbC、VC等，粘结剂主要为钴（Co）。硬质合金与工具钢相比，硬度高（高达87~91HRA），热硬性好（1000℃左右耐磨性优良），用作刀具时，切削速度比高速钢提高4~7倍，寿命提高5~8倍，其缺点是硬度太高、性脆，很难被机械加工，因此常制成刀片并镶焊在刀杆上使用，硬质合金主要用于机械加工刀具；各种模具，包括拉伸模、拉拔模、冷镦模；矿山工具、地质和石油开采用各种钻头等。
    • 立方氮化硼
      • 具有立方晶体结构，其硬度高，仅次于金刚石，具热稳定性和化学稳定性比金刚石好，可用于淬火钢、耐磨铸铁、热喷涂材料和镍等难加工材料的切削加工。可制成刀具、磨具、拉丝模等
    • 氧化锆
      • 一般指二氧化锆，具有很高的强度，耐磨性和柔韧性，远远超过了大多数其他技术陶瓷。氧化锆是一种非常坚固的工业陶瓷，在硬度，断裂韧性和耐腐蚀性方面均具有优异的性能。氧化锆有几种等级，最常见的是氧化钇部分稳定的氧化锆（Y-PSZ）和氧化镁部分稳定的氧化锆（Mg-PSZ）。其独特的抗裂纹扩展能力和高热膨胀性使其成为将陶瓷与钢之类的金属连接的极佳材料。由于氧化锆的独特性能，它有时被称为“陶瓷钢”。可被用作线材成型/拉拔模具；热过程中的绝缘环；高磨损环境中的精密轴；炉处理管；耐磨垫；热电偶保护管；喷砂嘴；耐火材料；挤出模具；衬套和盖；窑具坩埚；光纤套圈和套管；刀和刀片；燃料电池零件；轴承和滚子；焊接喷嘴销；激光零件；气体点火器；电绝缘子；陶瓷导板；氧气传感器；医疗和外科组成部分；机械密封；泵，活塞和缸套。
    • 氧化铝
      • 该材料在电绝缘，高导热性，高耐化学性，良好的耐磨性和低热膨胀性方面具有卓越的性能。 氧化铝陶瓷可以根据其氧化铝含量分为多个应用等级，其中99%氧化铝瓷材料用于制作高温坩埚、耐火炉管及特殊耐磨材料，如陶瓷轴承、陶瓷密封件及水阀片等；95%-96%氧化铝瓷主要用作耐腐蚀、耐磨部件及电路基板。 致好陶瓷可以提供多种不同类型的氧化铝，包括：注塑，模压，等静压，滑模铸造和挤出。
    • 氮化硅
      • 氧化硅陶瓷就是石英玻璃，一般作耐酸、蚀容器，垫板，隔热材料，金属冶炼中作熔铝及钢液的输送管道，氧化硅陶瓷具有良好的抗热冲击性和高温性能，电绝缘性也很好。
  • 生物陶瓷
    • 惰性生物陶瓷
      • 主要是氧化铝、氧化锆、医用碳素材料等，这类材料具有较高的强度，耐磨性能良好，分子中的键力较强。
    • 生物活性陶瓷
      • 羟基磷灰石和生物活性玻璃等，这类材料具有能在生理环境中逐步降解和吸收，或与生物机体形成稳定的化学键结合的特性，因而具有极为广阔的发展前景。