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      “先進陶瓷”與“傳統陶瓷”差異在哪?
      2019年12月02日 發布 分類:粉體入門 點擊量:2126
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      首先聊一聊啥是陶瓷?陶瓷是除金屬和高聚物以外的無機非金屬材料的統稱,是除金屬和高聚物以外的非金屬材料的統稱,是天然或人工合成的粉狀化合物,經高溫燒結而成的多晶固體材料。一般來說,陶瓷材料是由兩種或兩種以上的元素組成:往往是一種或一種以上的金屬元素加上非金屬元素組成。例如金屬氧化物陶瓷,Al2O3ZrO2MgO等,此外較為常見的陶瓷種類還有碳化物陶瓷、硼化物及氮化物陶瓷等。

      ↓↓↓從經典陶瓷到先進陶瓷應用非常廣泛

      差異的根本:原料配置不同

      原料不同是造就先進陶瓷與普通陶瓷不同的根源,傳統陶瓷原料是“低配”的,而先進陶瓷原料是“高配”。

      傳統陶瓷,還有黏土陶瓷,普通陶瓷,還有西方人慣用表達的Classic ceramic(經典陶瓷)說的都是一類東西,這種陶瓷以天然硅酸鹽礦物,如黏土(Al2O32SiO2?2H2O)、長石(K2O?Al2O3?6SiO2Na2O?Al2O3?6SiO2)和石英(SiO2)等為原料經成型、燒結而成,其組織中主晶相為通常是這樣的的:莫來石(3Al2O3?2SiO2)占比25-30%,玻璃相占35-60%,氣相占1~3%。

      上述所說的傳統陶瓷,其原料總結起來就是“天然”兩個字,沒有經過人工雕琢的天然原料始終難登大雅之堂,而先進陶瓷材料,在選材上更傾向使用人為調控的配方,采用人工精制的合成材料可以可控的實現某些性能(先機陶瓷能干的實在實在太多后文繼續講解)的需求,這些屬于傳統陶瓷的進階版。先進陶瓷簡單總結起來就是人們升級了自己制備陶瓷的技術,然后得到了性能可控功能可選的陶瓷材料。

      ↓↓↓先進陶瓷的進階之路

      由于先進陶瓷制備工藝及原料選取方式與傳統陶瓷有較大區別,為了區別兩者,便有了先進陶瓷,精細陶瓷,特種陶瓷等叫法。

      兩者性能及應用區別在哪?

      ①傳統陶瓷:首先來看看傳統陶瓷的性能特點:硬度高,不會氧化生銹,不導電,耐高溫(1200℃),加工成型性好,成本低廉。但限于原料問題,傳統陶瓷的玻璃相較多,強度較低,在較高的溫度下易軟化,因此耐高溫及絕緣能力會有所限制。

      當不了宇宙最強的材料也不代表著就要不被重視,原料易得制備成本低的傳統陶瓷廣泛應用于日用陶瓷、建筑衛生陶瓷、陶瓷工藝品等領域,此外在工業上用的電瓷絕緣子和耐酸、堿的容器及反應塔管道如搪瓷反應釜、搪瓷儲罐,搪瓷管道等都是傳統陶瓷的身影。

      ②先進陶瓷:高溫穩定性好(使用溫度可高達2500℃),高硬度(廣泛認可的世界上最堅硬的金剛石莫氏硬度是10,而氧化鋁陶瓷莫氏硬度可達9),耐腐蝕性好(可用做強腐蝕介質輸送的管道或者泵材料),熱膨脹系數小(可用作軸承及機封材料,先進陶瓷材料體積受溫度變化小有效防卡死),高耐磨(這個應用當數氮化硅陶瓷最為經典了,之前粉體圈便有為大家報導了“氮化硅陶瓷軸承用了十年幾乎無損”的小資訊),除了具有絕佳的力學性能及熱學性能以外,先進陶瓷的其他功能型的應用范疇也是數不勝數。例如陶瓷材料還有獨特電學性能,從絕緣體(陶瓷一般都絕緣,先進陶瓷更是絕緣者居多,絕緣能力非凡)、半導體(好多先進陶瓷都是半導體,最火當屬第三代半導體之王碳化硅也)到導電體(典型代表有氧化鋯快離子導體);此外透明陶瓷材料可用作高性能光學材料;氧化鋯氧化鋁等陶瓷具有很好的生物相容性可作為牙齒人工骨骼等;磁性陶瓷,主要是指鐵氧體陶瓷,多屬半導體,電阻率遠大于一般金屬磁性材料,具有渦流損失小的優點,在高頻和微波技術領域,如雷達技術、通信技術、空間技術、電子計算機等方面都到了廣泛的應用。

      當然一種先進陶瓷陶瓷是不會具備這所有性質,生產上需根據實際需求有所取舍以獲得想要性能的產品。

      不同之處

      傳統陶瓷

      先進陶瓷

      原料

      天然礦物原料(黏土、長石、石英等)

      人工精制合成原料(氧化物和非氧化物兩大類)

      成型工藝

      可塑、注漿、壓制

      壓制、熱壓鑄、注射、軋膜、流延、等靜壓為主

      燒成溫度

      溫度在1300℃以下,燃料以媒、油、氣為主(目前多產區都在加速煤改氣)

      結構陶瓷常需1600℃的高溫燒結,功能陶瓷需精確控制溫度,以電、氣、油加熱為主

      加工技術

      一般不需后加工

      常需切割、打孔、研磨和拋光等

      應用

      日用、藝術陳設、建筑衛生、化學化工、電瓷

      結構陶瓷、功能陶瓷

      進軍華南區的先進陶瓷市場絕佳機會

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      編輯整理:粉體圈小白

       


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