工業陶瓷
| 工業陶瓷 |
工業陶瓷，指應用於各種工業的陶瓷製品。又分以下6各方面：
(1)、建築一衛生陶瓷： 如磚瓦，排水管、面磚，外牆磚，衛生潔其等；
(2)、化工陶瓷： 用於各種化學工業的耐酸容器、管道，塔、泵、閥以及搪砌反應鍋的耐酸磚、灰等；
(3)、化學瓷： 用於化學實驗室的瓷坩堝、蒸發皿，燃燒舟，研體等；
(4)、電瓷： 用於電力工業高低壓輸電線路上的絕緣子。電機用套管，支柱絕緣於、低壓電器和照明用絕緣子，以及 電訊用絕緣子，無線電用絕緣子等；
(5)、耐火材科： 用於各種高溫工業窯爐的耐火材料；
(6)、特種陶瓷： 甩於各種現代工業和尖端科學技術的特種陶瓷製品，有高鋁氧質瓷、鎂石質瓷、鈦鎂石質瓷、鋯英石質瓷、鋰質瓷、以及磁性瓷、金屬陶瓷等。
目錄
種類和運用
1.氧化鈣陶瓷(calcia ceramics)
氧化鈣陶瓷(calcia ceramics)是指以氧化鈣為主要成分的陶瓷。
性質：氧化鈣具有NaCl型晶體結構，密度為3.08~3.40g/cm，熔點為2570℃，具有熱力學穩定性，能在高溫（2000℃）下使用，與高活性金屬熔體的反應小，受氧或雜質元素的污染少。製品具有良好的抗熔融金屬侵蝕性和抗熔融磷酸鈣侵蝕的作用。可用干壓法成型，也可注漿成型。
應用
1）它抗金屬侵蝕性優良，是冶煉有色金屬，如高純度鉑、鈾的重要容器；
2）經二氧化鈦穩定化的氧化鈣磚，可用作熔融磷酸鹽礦的迴轉窯內襯材料；
3）從熱力學的穩定性來看，CaO 超過SiO2、MgO、Al2O3和ZrO2等，在氧化物中最高。這種性質表明，它可作為熔融金屬、合金用的坩堝；
4）在金屬熔化過程中，可使用CaO質取樣器和保護管，多用在高鈦合金等活性金屬熔體的質量管理或溫度控制中；
5）CaO陶瓷在冶金方面的用途除上述之外，也適用於電弧熔化用的保溫套或平衡實驗角的容器等。
氧化鈣有兩個缺點：
①容易與空氣中的水份或碳酸氣發生反應；
②與氧化鐵等氧化物在高溫下能發生熔融反應。這種熔渣化作用，是陶瓷易腐蝕和強度低的原因，這些缺點也使得氧化鈣陶瓷難以廣泛應用。CaO作為陶瓷還處在初級階段，它具有兩面性，有時穩定，有時不穩定。今後可以通過原料、成形、燒成等技術的進步，更好地籌劃其用途，使其真正加入陶瓷行列。
2.鋯英石陶瓷(zircon ceramics)
鋯英石陶瓷(zircon ceramics)是指以鋯英石(ZrSiO4)為主要成分的陶瓷。
性質：鋯英石(ZrSiO4)陶瓷具有良好的抗熱震性、耐酸性、化學穩定性，但耐鹼性不佳。鋯英石陶瓷的熱膨脹係數和導熱係數較低，其抗彎強度可保持在1200~1400℃而不下降，但其力學性能較差，生產工藝與一般特種陶瓷相似。
應用
1）鋯英石作為酸性耐火材料，已在生產玻璃球及玻璃纖維的低鹼鋁硼硅酸鹽玻璃窯爐上得到了廣泛應用，鋯英石陶瓷具有高的介電性能及機械性能，還可以用作電絕緣體及火花塞等；
2）主要用於製作高強度高溫電瓷、瓷舟、坩堝、高溫窯爐用的承燒板、熔制玻璃爐的爐襯、紅外輻射陶瓷等；
3）可以製成薄壁製品—坩堝、熱電偶套管、噴咀，厚壁製品—研缽等；
4）研究表明，鋯英石具有化學穩定性、機械穩定性、熱穩定性和輻射穩定性，對U、Pu、Am、Np、Nd、Pa等錒系元素具有較好的包容能力，是固化鋼系高放射性廢物(HLW )理想的介質材料；
目前，有關鋯英石陶瓷的生產工藝與其力學性能之間關係的研究尚未見報道，在一定程度上妨礙了對其性能進一步深入的研究，使鋯英石陶瓷的應用受到了一定的限制。
3.氧化鋰陶瓷(lithia ceramics)
氧化鋰陶瓷(lithia ceramics)是指主要成分為Li2O、Al2O3、SiO2的陶瓷製品。自然界中含Li2O的主要礦物原料有鋰輝石、透鋰長石、鋰磷鋁石、鋰雲母和鋰霞石。
性質：氧化鋰陶瓷製品的主晶相為鋰霞石(Li2O·Al2O3·2SiO2)和鋰輝石(Li2O·Al2O3·4SiO2)，其特點是熱膨脹係數低(100~1000℃範圍內為-0.03×10/℃~ 4.08×10/℃)，抗熱震性良好。Li2O是一種網絡外體氧化物，有加強玻璃網絡的作用，可有效提高玻璃的化學穩定性。
應用：可用於製作電爐(特別是感應電爐)的襯磚、熱電偶保護管、恆溫零件、實驗室器皿、烹飪用具等。Li2O-A12O3-SiO2(LAS)系材料是典型的低膨脹陶瓷，可用作抗熱震材料，Li2O還可以作陶瓷結合劑，在玻璃工業中也具有潛在的使用價值。
4.氧化鈰陶瓷(ceria ceramics)
氧化鈰陶瓷(ceria ceramics)是指以氧化鈰為主要成分的陶瓷。
性能：該製品的比重為7.73，熔點為2600℃，它在還原氣氛下會變成Ce2O3，熔點由2600℃降到1690℃。700℃時的電阻率為2×10歐姆·厘米，1200℃時為20歐姆·厘米。目前，我國工業化生產氧化鈰常用的工藝技術有如下幾種：
1）化學氧化法，包括空氣氧化法和高錳酸鉀氧化法；
2）焙燒氧化法；
3）萃取分離法。
應用
1）可作為加熱元件、熔煉金屬及半導體的坩堝、熱電偶套管等；
2）可作為氮化硅陶瓷的燒結助劑，還可對鈦酸鋁復相陶瓷進行改性，並且CeO2是一種較為理想的增韌穩定劑；
3）加入99.99% CeO2的稀土三基色熒光粉是製作節能燈的發光材料，其光效高，顯色好，壽命長；
4）用質量分數大於99%的CeO2製成的高鈰拋光粉硬度高，粒度小而均勻，晶體具有稜角，適合於玻璃的高速拋光；
5）用98%的CeO2作為玻璃脫色劑和澄清劑，可提高玻璃的質量和性能，使玻璃更為實用；
6）氧化鈰陶瓷，其熱穩定性差，對氣氛敏感性也強，因而在一定程度上限制了它的使用。
5.氧化釷陶瓷(thoria ceramics)
氧化釷陶瓷(thoria ceramics)是指ThO2為主要成分的陶瓷。
性質：純氧化釷為立方晶系，螢石型結構，氧化釷陶瓷製品熱膨脹係數較大，25~1000℃時為9.2×10/℃；導熱率較小，100℃時為0.105 J/(cm·s·℃)，熱穩定性較差，但熔融溫度高，高溫導電性能好，有放射性。成型方法可採用注漿成型（加10%聚乙烯醇水溶液作懸浮劑）或壓製成型（加20%四氯化釷作黏結劑）。
應用：主要用作熔煉鋨、純銠和精煉鐳的坩堝，也可作為加熱元件，用於 探照燈光源，白熾燈紗罩，或作為 核燃料，還可用作 電子管陰極、電弧熔融用電極等。[1]