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          陶瓷技術

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          精密陶瓷是什么東西?發展前景如何?

          日期: 2022-05-07
          瀏覽: 595

          先進工業精密陶瓷材料的背景需求:

          隨著現代科學技術的高速發展,迫切要求研制與發展具有特殊性能的新一代陶瓷材料,這是因為由離子鍵和共價鍵結合的先進陶瓷材料,有著金屬材料和其他高分子材料所不具備的高模量,高硬度、耐磨損、耐高溫、耐腐蝕、抗侵蝕、良好的生物相容性以及優異的電學,光學、磁電、壓電、熱電等特性。從而在航空航天,國防軍工、機械化工、生物醫療、信息電子、核電與新能源等眾多領域得到越來越多的應用,已經成為國家某些重大工程和尖端技術中不可或缺的關鍵材料,因此具有重要的科學價值和國家戰略意義。


          近二十年來,在國家重大工程和尖端技術中對陶瓷材料及其制備技術也提出了更高的要求,例如:航天工業火箭發射中液氫液氧渦輪泵用的氮化硅陶瓷軸承在低溫條件下,無滑狀態下高速運轉,要求陶瓷軸承強度高,耐磨損,韌性好、表面可加工精度高。激光武器需使用大功率大尺寸Nd-YAG激光透明陶瓷,導彈天線罩需使用高透波高強度陶瓷材料,核電站主泵用的大尺寸陶瓷密封環需要長壽命,可靠性高。

          <b>精密陶瓷是什么東西?發展前景如何?</b>

          特別是地球衛星拍攝地面目標的對地監測使用的碳化硅陶瓷反射鏡,除了高彈性模量,低熱膨脹系數和小比重,要求高精度、表面如鏡面和大尺寸(直徑:1米至幾米),這對大尺寸結構陶瓷材料的成型技術、燒結技術、加工技術都是一個挑戰。又如在微電子工業中使用的微型陶瓷劈刀,其內孔只有20-30微米,而光通訊中的光纖連接器陶瓷插芯,其內孔為125微米,并且要求極高的表面光潔度與尺寸精度和同心度。


          此外,超高溫結構陶瓷(如ZrB2、HfB2)及陶瓷復合材料(Cf/SiC、SiCf/SiC)快速發展,使航天飛機能在進入太空后重返地球。B4C陶瓷成為反應堆中不可缺少的吸收中子的控制棒。高硬度陶瓷刀具比傳統刀具加工效率更高(3~10倍)。Si3N4、SiC陶瓷作為發動機和燃氣輪機的高溫關鍵部件,可使渦輪進口溫度提高到1370℃,從而可以大幅度提高熱效率從而節省燃料,耐熱隔熱的陶瓷涂層在航空發動機和重型燃氣輪機中應用越來越多。高鐵和電動汽車中,IGBT功率控制模塊封裝對高性能的AIN陶瓷基板,高強度高韌性高導熱Si3N4陶瓷基板需求日益迫切。汽車柴油車需要性能更佳的蜂窩陶瓷及催化劑載體,從而大大減少汽車尾氣排放對環境的污染。


          這些例子充分顯示了先進陶瓷材料對現代科學和工程技術發展至關重要。特別是近十年來,由于各種高純氧化物陶瓷(AI2O3、ZrO2、SiO2、MgQ、Y2O3、MgAI204),氮化物陶瓷(Si3N4、BN AIN、AION)等,碳化物陶瓷(SiC、B4C)等,硼化物陶瓷(TiB2、ZrB2、HfB2)等陶瓷材料的制備技術和納米陶瓷復合材料技術的發展,新一代陶瓷材料的各種力學性能、熱學性能、透光透波性能大幅提高,應用領域更加廣闊,令人矚目。


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          陶瓷技術 / 更多
          2022 - 08 - 29
          1.簡介  熱膨脹效應:  (1)可以通過熱膨脹系數(thermal expansioncoefficient)來定義,ABAQUS可以通過熱膨脹系數來計算熱應變;  (2)熱膨脹效應可以是各向同性、正交異性或各向異性的;  (3)被定義為從參考溫度(reference temperature)到計算溫度產生的膨脹效應;  (4)可以被定義為一個依賴于溫度和/或場變量的函數;  (5)在ABAQUS/Standard中,如果是連續實體單元,可以被定義為一個分布函數;  (6)在ABAQUS/Standard中可以直接使用用戶子程序UEXPAN來定義(如果熱應變是一個關于場變量和狀態變量的復雜函數)?! ?.計算熱應變  ABAQUS通過熱膨脹系數α來定義從參考溫度θ0到計算溫度θ產生的總的熱應變,如圖2.1所示?! 崤蛎浵禂档膯挝缓秃x,熱膨脹系數怎么算" title=&quo...
          2022 - 08 - 16
          眾所周知,金屬具有較好的韌性和力學性能,但高溫下化學穩定性較差,易氧化。陶瓷能夠耐高溫,化學穩定性好,但脆性大,抗機械沖擊能力差。金屬陶瓷作為一種高溫復合材料,其性能也是相當“硬核”,它兼顧了金屬的高韌性、可塑性和陶瓷的高熔點、耐腐蝕和耐磨損等特性,在航空航天、溫度測量、核能及加工制造等領域中擁有廣闊的應用前景?! 〗饘偬沾墒鞘裁床牧?金屬陶瓷和硬質合金哪個更好" title="金屬陶瓷是什么材料,金屬陶瓷和硬質合金哪個更好"/  (圖片來源于網絡)  可以說,金屬陶瓷是一種具有金屬和陶瓷綜合性能的先進高溫結構材料,目前具體的應用對象主要包括高溫耐磨部件、測溫元件、高溫涂層、高速切削刀具、沖壓模具等?! 《x  金屬陶瓷屬于一種高溫復合材料,與金屬基復合材料和陶瓷基復合材料既有聯系又有區別,很難精確界定。有研究者給出的金屬陶瓷的定義是:由一種金屬或合金與一種或...
          2022 - 08 - 12
          耐火材料在工業應用的過程中,為了延長耐火材料的使用壽命,避免在使用中出現破壞,其承受熱沖擊的能力是人們所要關注的首要性能。材料受到劇烈熱沖擊而發生破壞,本質是由于劇烈熱沖擊所引起的熱沖擊應力作用于材料內部的宏觀缺陷與裂紋,使得裂紋發生擴展,進而使材料發生斷裂。對于耐火材料而言,目前采用的對斷裂韌性的檢測方法有單邊切口梁法、楔形劈裂法等?!   ?.單邊切口梁法  單邊切口梁法(SingleEdgeNotchedBeam,又稱為SENB法)是在矩形截面的長柱狀試樣中部開一個很小的切口作為預置裂紋,一般設置切口寬度小于等于0.25mm,深度與試樣高度的比值應該在1/2.5到1/2之間,試樣加載直至斷裂。試樣外觀如圖1所示,對尺寸有一定的要求:    (式1)  式1中,c代表預制縫的深度,mm;  W代表試樣的高度,mm;  L代表跨距,mm;  B代表試樣的寬度,mm?! ≡嚇拥拈L度要保證試...
          2022 - 08 - 12
          在我們的日常生活中,各種各樣的電子產品給我們的生活、工作、學習帶來了極大的便利。電子產品由許許多多細小的電子元器件構成,而電容器正是其中應用十分廣泛的電子元件之一。電容器種類眾多,在電路中發揮不同的作用,例如應用于電源電路,實現旁路、去耦、濾波和儲能的作用;應用于信號電路,主要完成耦合、振蕩/同步及時間常數的作用?!   《沾呻娙萜?,顧名思義,就是一種介質材料為陶瓷的電容器,除此之外介質材料還有其他的無機介電材料(如玻璃、云母等),有機介電材料(如聚丙烯、聚對苯二甲酸乙二醇酯等)。一般陶瓷電容器和其他電容器相比,具有使用溫度較高、比容量大、耐潮濕性好、介質損耗較小、電容溫度系數可在大范圍內選擇等優點,因此在電子電路中受到廣泛的應用?!  「黝愄沾呻娙萜鳌 ∫韵聦⒎謩e介紹三種常見的陶瓷電容器?! ∫?、半導體陶瓷電容器  半導體陶瓷電容分為表面型和晶界層型兩種類型,通常具有容量大,體積小,工...
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