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陶瓷的分类原理与应用

【摘要】:按原料不同陶瓷分为普通陶瓷和特种陶瓷两大类。1)氧化铝陶瓷氧化铝陶瓷是应用最广的工程陶瓷,其主要成分是Al2O3,又称为刚玉瓷。4)硼化物陶瓷硼化物陶瓷具有高硬度和较好的耐化学侵蚀能力。硼化物陶瓷熔点范围为1800~2500℃。与碳化物陶瓷相比,硼化物陶瓷具有较高的抗高温氧化能力,使用温度达1400℃。

按原料不同陶瓷分为普通陶瓷和特种陶瓷两大类。

1.普通陶瓷

普通陶瓷是以黏土(Al2O3 ·2SiO2·2H2O)、石英(SiO2)、长石(K2O ·Al2O3 ·6SiO2)等天然硅酸盐为原料,经粉碎、成形、烧制而成的产品。其特点是坚硬而脆,绝缘性和耐蚀性极好,制造工艺简单,成本低廉。主要用于日用、建筑、卫生陶瓷制品以及工业上应用的高低压电瓷、耐酸及过滤陶瓷等。

2.特种陶瓷

特种陶瓷是采用纯度较高的金属氧化物、氮化物、碳化物和硼化物等化工原料,沿用普通陶瓷的成形方法烧制而成的陶瓷制品。特种陶瓷具有一些独特的力学性能、物理性能及化学性能。

1)氧化铝陶瓷

氧化铝陶瓷是应用最广的工程陶瓷,其主要成分是Al2O3,又称为刚玉瓷。它具有高硬度(1500℃时为80 HRA,仅次于金刚石等材料而居第五位)、高强度(比普通陶瓷高2~3倍)、良好的耐磨性、绝缘性和化学稳定性,是理想的耐高温材料,但抗热震性能差,不能承受温度的突变以及冲击载荷。主要用于制造刀具、坩埚热电偶的绝缘套等,在汽车上常用于制造火花塞绝缘体、汽车排气净化器、发动机活塞、气缸套凸轮轴、柴油机喷嘴等零件。

2.氮化硅陶瓷

氮化硅陶瓷具有极高的化学稳定性,除氢氟酸外,能耐各种酸碱腐蚀,也可抵抗熔融金属的侵蚀;同时具有优异的电绝缘性以及很高的硬度、耐磨性和减摩性。常用作在腐蚀介质下工作的机械零件,如耐蚀水泵密封环、高温轴承冶金容器和管道、炼钢生产上的铁液流量计等。

3)碳化硅陶瓷

碳化硅陶瓷是目前高温强度最高的陶瓷,在1400℃时抗弯强度仍能达到500~600 MPa,其热稳定性、耐蚀性和耐磨性很好。主要用于热电偶套管、火箭尾喷嘴以及高温轴承、高温热交换器、密封圈和核燃料的包封材料等。

4)硼化物陶瓷

硼化物陶瓷具有高硬度和较好的耐化学侵蚀能力。硼化物陶瓷熔点范围为1800~2500℃。与碳化物陶瓷相比,硼化物陶瓷具有较高的抗高温氧化能力,使用温度达1400℃。主要用于高温轴承、内燃机喷嘴、各种高温器件等。