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| 陶瓷材料 |
陶瓷材料是指用天然或合成化合物經過成形和高溫燒結製成的一類無機非金屬材料。它具有高熔點、高硬度、高耐磨性、耐氧化等優點。可用作結構材料、刀具材料，由於陶瓷還具有某些特殊的性能，又可作為功能材料。
簡介
陶瓷材料是工程材料中剛度最好、硬度最高的材料，其硬度大多在1500HV以上。陶瓷的抗壓強度較高，但抗拉強度較低，塑性和韌性很差。陶瓷材料一般具有高的熔點（大多在2000℃以上），且在高溫下具有極好的化學穩定性；陶瓷的導熱性低於金屬材料，陶瓷還是良好的隔熱材料。同時陶瓷的線膨脹係數比金屬低，當溫度發生變化時，陶瓷具有良好的尺寸穩定性。陶瓷材料的輻射機理是由隨機性振動的非諧振效應的二聲子和多聲子產生。高輻射陶瓷材料如碳化硅、金屬氧化物、硼化物等均存在極強的紅外激活極性振動，這些極性振動由於具有極強的非諧效應，其雙頻和頻區的吸收係數，一般具有100~100cm-1數量級，相當於中等強度吸收區在這個區域剩餘反射帶的較低反射率，因此，有利於形成一個較平坦的強輻射帶。一般來說，具有高熱輻射效率的輻射帶，大致是從強共振波長延伸到短波整個二聲子組合和頻區域，包括部分多聲子組合區域，這是多數高輻射陶瓷材料輻射 帶的共同特點，可以說，強輻射帶主要源於該波段的二聲子組合輻射。除少數例外，一般輻射陶瓷的輻射帶集中在大於5m的二聲子、三聲子區。因此，對於紅外輻 射陶瓷而言，1~5m波段的輻射主要來自於自由載流子的帶內躍遷或電子從雜質能級到導帶的直接躍遷，大於5m波段的輻射主要歸於二聲子組合輻射。劉維良、駱素銘對常溫陶瓷紅外輻射做了研究，測試的陶瓷樣品紅外輻射率約0.82~0.94，對不同表面質量的遠紅外陶瓷釉面也進行了測試，輻射率約0.6~0.88，並從陶瓷斷口SEM照片中得出遠紅外陶瓷粉在釉中添加量為10wt%時的輻射性能、釉面質量、顏色和成本較佳，其輻射率達到了 0.83，其他性能均達到國家日用瓷標準要求。崔萬秋、吳春芸對低溫遠紅外陶瓷塊狀樣品進行了測試，紅外輻射率為0.78~0.94。李紅濤、劉建學研究發現，常溫遠紅外陶瓷輻射率一般可達0.85，國外Enecoat釉塗料最高輻射率可達0.93~0.94。眾多研究均表明，陶瓷材料或釉面本身具有很高的紅外輻射率，是其替代傳統鋁製散熱器的一大重要參數。
評價
氧化鋁陶瓷主要組成物為Al2O3，一般含量大於45%。氧化鋁陶瓷具有各種優良的性能。耐高溫，一般可要1600℃長期使用，耐腐蝕，高強度，其強度為普通陶瓷的2~3倍，高者可達5~6倍。其缺點是脆性大，不能接受突然的環境溫度變化。用途極為廣泛，可用作坩堝、發動機火花塞、高溫耐火材料、熱電偶套管、密封環等，也可作刀具和模具。氮化硅陶瓷主要組成物是Si3N4，這是一種高溫強度高、高硬度、耐磨、耐腐蝕並能自潤滑的高溫陶瓷，線膨脹係數在各種陶瓷中最小，使用溫度高達1400℃，具有極好的耐腐蝕性，除氫氟酸外，能耐其它各種酸的腐蝕，並能耐鹼、各種金屬的腐蝕，並具有優良的電絕緣性和耐輻射性。可用作高溫軸承、在腐蝕介質中使用的密封環、熱電偶套管、也可用作金屬切削刀具。碳化硅陶瓷主要組成物是SiC，這是一種高強度、高硬度的耐高溫陶瓷，在1200℃~1400℃使用仍能保持高的抗彎強度，是高溫強度最高的陶瓷，碳化硅陶瓷還具有良好的導熱性、抗氧化性、導電性和高的衝擊韌度。是良好的高溫結構材料，可用於火箭尾噴管噴嘴、熱電偶套管、爐管等高溫下工作的部件；利用它的導熱性可製作高溫下的熱交換器材料；利用它的高硬度和耐磨性製作砂輪、磨料等。 [1]