－ 工艺与材料・常见的陶瓷材料陶瓷原指由粘土或主要由粘土， 其他有长石（ 铝硅酸盐／Ｘ［ ｚ ４ ０ ８ ］）、 石英（ Ｓ ｉ０ ２）等组成的混合物； 现在这个概念已扩展到用其他天然或人工合成的无机原料， 依制造陶瓷的工艺方法加工制成的各种材料或制品， 其成员复盖到传统陶瓷（ 类似陶器和高温耐火材料）直至现代的各种工程陶瓷（ 如氧化铝， 氮化硅等）及高分子陶瓷， 并已广泛应用在无线电、 半导体装置、 核能设备， 航天火箭和金属切削刀具等领域。２０ 世纪８ ０ 年代工程界曾出现对工程陶瓷极度推崇的见解（ 如对全陶瓷发动机的作秀）， 大部分现已证实不确， 但也不能否认陶瓷已成为一类重要的工程材料。 陶瓷以较...

　　－ 工艺与材料・常见的陶瓷材料陶瓷原指由粘土或主要由粘土， 其他有长石（ 铝硅酸盐／Ｘ［ ｚ ４ ０ ８ ］）、 石英（ Ｓ ｉ０ ２）等组成的混合物； 现在这个概念已扩展到用其他天然或人工合成的无机原料， 依制造陶瓷的工艺方法加工制成的各种材料或制品， 其成员复盖到传统陶瓷（ 类似陶器和高温耐火材料）直至现代的各种工程陶瓷（ 如氧化铝， 氮化硅等）及高分子陶瓷， 并已广泛应用在无线电、 半导体装置、 核能设备， 航天火箭和金属切削刀具等领域。２０ 世纪８ ０ 年代工程界曾出现对工程陶瓷极度推崇的见解（ 如对全陶瓷发动机的作秀）， 大部分现已证实不确， 但也不能否认陶瓷已成为一类重要的工程材料。 陶瓷以较强的离子与／或共价键相结合， 如Ｓ 如Ｎ ４ 、 Ｓ ｉＣ 以共价键为主， 在１２０ ０ ℃下抗弯强度达４ ０ ０ ～６ ０ ０ Ｍ Ｐ ａ 。 而舢２０ ３、 ｚ ｒ ０ ２以离子键为主， 相应抗弯强度较低。 由于比金属键要强， 使得陶瓷能以高硬度、 高压缩强度、 低导热、 低导电及化学惰性的特性出现， 同时陶瓷也存在低延展性及低拉伸强度等缺点。 然而， 陶瓷还有许多特性正在被人们所逐渐认识， 如陶瓷虽是电和热的绝缘体， 但陶瓷氧化物却是高温超导体的基础； 而金刚石、 氧化铍以及金刚砂却比铜或铝具有更高的导热率， 若控制其显微结构或经聚合物改性后便可改变陶瓷原有的刚度。 使其韧性及弹性得到提高而能生产出陶瓷弹簧或耐高温的密封元件。工程陶瓷的主要成分为氧化物、 氮化物及碳化物， 附表所列为这些常用陶瓷材料的一般性能。氧化铝和氧化锆是目前陶瓷制造业最常用的材料。 氧化铝具有不同的晶型， 其中ｒ Ａ １２０ ３是冶炼金属铝的主要原料，而ａ Ａ １２０ ３在自然界中以刚玉的形式存在。 刚玉的硬度约为８ ． ８ ， 次于金刚石、 立方氮化硼、 碳化硼及碳化硅。 氧化锆是制造耐高温材料的主要原料， 一种用立方氧化锆晶体制成的人造宝石俗称“苏联钻” ， 常被市场用来仿冒钻石欺骗客户， 但其导热率贝４ 远低于钻石。 在光纤通信中， 采用光纤联接器来联接光纤。 光纤联接器中用于固定光纤的超精密套筒即采用氧化锆陶瓷材料制成， 其外径尺寸为０ ２． ４ ９ ９ ０ ． ０ ０ ０ ５ｍ ｍ ， 光纤插入孔的直径仅为０ ０ ． １２５ｍ ｍ 。 为了减少联接时的光损失， 插入孑Ｌ 与外径中心的偏心要求不得超过０ ． ０ ０ ０ ７ ｍ ｍ 。 氧化硅为晶体或灰白色粉末， 硬度大于９ 。 在１２０ ０ １２１３０ ０ ℃时可获得低温型的ａ Ｓ ｉ３Ｎ ４ ， 在１４ ４ ５℃时则获得ｐ Ｓ ｉ３Ｎ ４ 。 采用反应烧结法得到的氮化硅密度为１． ８ ～２． ７ ９ ／ｃｍ ３， 采用热压法得到的氮化硅密度为３． １２～３． ２９ ／ｃｍ ３。 前者较疏松， 强度较低， 可制造形状较复杂的产品， 后者经过热压（ １７ ５０ ℃～１８ ５０ ℃， ２５～５０ Ｍ Ｐ ａ ）烧结， 强度较高。 氮化硅陶瓷材料在加压时熔点为１９ ０ ０ ℃， 因此氮化硅化学稳定性及热稳定性都较好， 机械强度也高， 现已成为一种很有发展潜力的工程材料， 如用于制造适用于航空燃气涡轮主轴、 导弹涡轮、 火箭推进器及机床主辅的高温陶瓷轴承、陶瓷涡轮叶片、 坩锅、 输送液态金属的泵、 阀、 管道以及高真空、强磁场或腐蚀环境等。 氮化硅在高温时能与碳反应生成碳化硅。 碳化硅俗称“金刚砂” ， 纯品为无色透明晶体， 一般因含有杂质而呈蓝黑色， 碳化硅硬度大于９ ， 仅次于金刚石、 立方氮化硼及碳化硼、 化学性质不活泼， 耐腐蚀， 再加上其高导热率而得到广泛的应用。 如人们为安装空调出水管、 热水器烟道而在钢筋混凝土外墙上打孔用的管状钻， 其钻刃即用碳化硅制成。 氮化铝为斜方或六角形带蓝白色的晶体， 硬度９ ～１０ ， 熔点２１５０ ～２２０ ０ ℃（ ４ ． ３５７ × １０ ５Ｐ ａ ）， 也是一种较重要的高级工程陶瓷材料。碳化硼为黑色有光泽的晶体或灰黑色粉末， 硬度９ ． ３， 是仅次于金刚石和立方氮化硼的第三种最硬的工业材料。 这些高硬度、耐磨性及高温力学性优越的陶瓷材料已在金属切削加工领域使用了３０余年， 如鸽０３． ／Ｔ ｉＢ ２陶瓷刀具适于加工淬硬钢、 合金钢及碳钢； Ｓ ｉ， Ｎ ４ 陶瓷刀具适于加工镍基合金及铸铁（ Ｈ Ｒ Ｃ ＜６２）， Ａ １２０ ３一Ｔ ｉ（ Ｎ Ｃ ）适于加工合金铸铁等。附表常用陶瓷材料的性能材料化学式分子量（ ｇ黻／ｅｍ ３）慧。 皴Ｍ Ｐａ）翟Ｇ Ｐａ）量麓１０篙（ ｗ 黼／ｍ 乞氧化铍Ｂ ｅ Ｏ用途（ ℃）（（（ ｘ“／℃）． ｋ）２ ５． ０ １３． ０ １２ ５ ３ ０２ ４ ６４ ０ ０７ ． ４２ １０高温耐熔材料、 电瓷料氧化铝Ａ １２ ０ ３１０ １． ９ ６３． ９ ６ ５２ ０ ４ ５４ ５５３ ８ ０氧化锆Ｚ ｒ ０ ２１２ ３ ． ２ ２４ ． ６～４ ． ７１８ ５ ２１７ ５１４ ０氮化铝Ａ １Ｎ４ ０ ． ９ ９３， ０ ５２ １５０ ～２ ２ ４ ０４ ４ １３２０氮化硅Ｓ ｉ３ Ｎ ４１４ ０ ， ２ ８３． ４ ４１９ ０ ０２ １０１７ ５氮化硼Ｂ ４ ｃ５５． ２ ６２． ５２２ ３ ５ ０３ ５ ０４ ＇５０碳化硅Ｓ ｉＣ４ ０ ． １０３． ２１７２８ 各ｏ１４ ０２ １０碳化钨Ｗ Ｃ１９ ５． ８ ６１５． ６ ３２ ８ ７ ０６ ０ ０７ ０ ０金刚石Ｃ１２ ． ０ １ ３． ４ ７ － ３． ５６３０ ０ ０１５ ０ ０５０ ０８ ． Ｏ１０ ． ５４ ． ４３． Ｏ４ ． ３４ ． ３５． ２０ ． ５钻头、 砂轮、 铿刀、 轴承耐高温材料， 纯锆可作核反应堆铀棒外套半导体电子工业耐火材料， 电子元件切削刀具或研磨材料耐火材料， 砂轮、 磨石高速切削刀具。 金属陶瓷， 电阻发热材料高温半导体。 高温导热材料， 切削研磨材料・２ ０ ・万方数据（ 参考资料略／傅德鸣整理）《装备机械＞们ｎ嘞＂筋， 咖２麻将糊了麻将糊了