稀土陶瓷
發布時間:
2018-04-21
陶瓷是我國歷史悠久科技文化產品之一,在國際上"瓷器","China(中國)"成為同義詞.稀土在陶瓷材料中應用,以其在陶瓷色料中應用最早(仰韶文化時期發展了彩陶).1.納米陶瓷 納米陶瓷雖然還有許多關鍵技術需要解決,但是在顯微結構中,晶粒,晶界及其結合都處于納米級水平,晶粒細化,晶界數量大幅度增加,使其室溫和高溫力學性能,抗彎強度,斷裂韌性等大幅度提高,在切削刀具,軸承,汽車發動機部件等方面都有廣
陶瓷是我國歷史悠久科技文化產品之一,在國際上"瓷器","China(中國)"成為同義詞.稀土在陶瓷材料中應用,以其在陶瓷色料中應用最早(仰韶文化時期發展了彩陶).
1.納米陶瓷
納米陶瓷雖然還有許多關鍵技術需要解決,但是在顯微結構中,晶粒,晶界及其結合都處于納米級水平,晶粒細化,晶界數量大幅度增加,使其室溫和高溫力學性能,抗彎強度,斷裂韌性等大幅度提高,在切削刀具,軸承,汽車發動機部件等方面都有廣泛用途;并在超高溫,強腐蝕等苛刻環境下起著其他材料不可替代作用;還對陶瓷電學,熱學,磁學,光學性能產生重要影響,為陶瓷利用開拓了一個嶄新領域.
2.超塑性陶瓷
上海硅酸鹽研究所對細晶Y-TZP陶瓷超塑性研究表明,當晶粒尺寸為300nm,溫度在1400℃下,起始應變速率為1×10-2·S-1,壓縮應變達350%;當晶粒尺寸減小到150nm,溫度在1250℃下,起始應變速率為3×10-2·S-1,壓縮應變達380%.使陶瓷如同金屬一樣,可用鍛壓,擠壓,拉伸,彎曲和氣壓膨脹等成型方法直接制成精密尺寸陶瓷零件.超塑性陶瓷可分為相變超塑性陶瓷與結構超塑性陶瓷.
3.智能化陶瓷
陶瓷較易實現智能化,在提出智能材料概念以前,部分陶瓷已趨智能化,如多功能陶瓷,既能傳感磁性,溫度和氣體,又象介電元件那樣具有執行功能;陶瓷已能像生命物質如人五官那樣,感知客觀世界,又能對外作功,發射聲波,輻射電磁波或熱能,促進化學反應和改變顏色等對外作出類似有生命物質智慧反應.在提出智能材料之后,隨即采用集成法,把陶瓷感知訊號,通過電學處理,反饋給陶瓷器件,再利用陶瓷固有特殊功能對外作出反應.在已發展傳感器和驅動器中,陶瓷材料占有很大一部分:如壓電,電聲,光電,熱電,磁熱,電致或磁致伸縮,相變,生物,熱電陶瓷等.
4.超硬陶瓷
陶瓷有日用陶瓷,建筑陶瓷,裝飾陶瓷和結構陶瓷等,按結構陶瓷性能可分為超硬,高強,高溫陶瓷.
陶瓷具有比一般材料高得多硬度,超硬陶瓷是指金剛石和氮化硼,或兩者復合體,此外,燒結碳化物金屬陶瓷如WC,TiC等作為超硬工具材料得到廣泛應用.超硬陶瓷可以切削和研磨石材,玻璃,混凝土,各種晶型和新型結構材料(高硬金屬,高硬陶瓷Si3N4,SiC等),也可用于地質鉆探,精密切削(鉛,銅,不銹鋼,碳纖維和硼纖維復合材料等).還可作圓珠筆尖,高爾夫球靴釘子,手表外殼,小孔徑撥絲模等.
5.高強陶瓷
陶瓷高強力學性能比金屬好,但因陶瓷成份,工藝和顯微結構復雜性和不均勻性影響,易產生脆性斷裂.近年來廣泛開展加稀土高強,高韌陶瓷研究和應用.典型高強陶瓷為:Si3N4,SiC,部分穩定ZrO2,多以軍事和宇航應用為主.
6.高溫陶瓷
高溫陶瓷具有下列特征:(1)在現有金屬所不能承受高溫和苛刻環境條件下具有較高強度;(2)高溫下韌性不降低;(3)抗蠕變性高;(4)抗蝕性優異;(5)抗熱沖擊能力高;(6)耐磨損性好等.高溫陶瓷應用于火箭,導彈,噴氣發動機噴喉,殼件,端頭帽,回收型人造衛星前緣,航空飛機外殼蒙皮,耐熱瓦,汽輪機葉片,飛機高溫軸承,熔煉金屬坩堝,閥泵,輸管,高溫電極,高溫發熱元件,發電和能源,熱電偶保護管,模具等.高溫陶瓷按組成分兩大類:(1)氧化物系:如Al2O3,MgO,BeO,ZnO等;(2)非氧化物系:如Si3N4,SiC,BN,AlN等.稀土在以上材料中為添加劑.
7.電子陶瓷
陶瓷早已進入了現代電子工業許多領域:(1)壓電鐵電陶瓷用于力,聲,位置速度傳感器,紅外傳感器,電光敏感元件,各種壓電振子和換能器;(2)微波介質陶瓷(微波通訊和衛星通訊),電容器陶瓷;(3)快離子導體(固體電解質):氧化鋯氧傳感器,LaF3氣敏傳感器,用于能量存儲和轉換;(4)熱學性質應用:包括具有各種熱學特性絕緣陶瓷,對溫度敏感電阻陶瓷,熱膨脹系數與金屬相接近鎂橄欖石型陶瓷,磁流體發電機用電極材料,熱發電元件和電子致冷元件用陶瓷,光電陶瓷和電光陶瓷(PLZT)等.
8.超導陶瓷
超導性材料探索,以往主要是在金屬王國中進行,由金屬,合金而逐步發展到中間型金屬化合物(碳化物,氮化物)和金屬互換物,最高Tc=23.2K值,在金屬中還有NbTi,Nb3Sn,V3Si等,探索者目光已轉向氧化物,硫化物等無機化合物和有機物;現在一些有機物Tc值也很低.從1973年到1985年12年中,超導臨界溫度Tc沒有提高1K.隨后在短短1年多時間內相繼發現4個高溫超導體系,共幾十種不同超導相,Tc從30K提高到290K.這些高溫超導體均系鈣鈦礦結構演變而來,根據其中銅不同配位數將超導分為三類:(1)La2-xMxCuO4(鑭系高溫超導陶瓷),M=B,Sr或Ca;(2)YBa2Cu3O5(123相,釔系高溫超導陶瓷),包括三價元素La,Nd,Sm,Gd,Dy,Ho,Er,Tm,Yb,Lu完全地,部分地甚至混合地替代Y所形成化合物;(3)Ba,La互代固溶體化合物La1-xYxBaCu2Oy等.
9.半導體陶瓷
半導體陶瓷具有獨特電學性能,同時還具有優良機械性能,熱性能和良好化學穩定性.Y,La,Ce,Pr,Nd,Sm,Gd,Tb,Dy,Ho或Er等稀土元素均可使BaTiO3陶瓷半導體化.
10.光學陶瓷
光子傳播速度比電子速度快得多,光在未來技術中作用將日益重要.光學陶瓷有:(1)透明陶瓷;(2)紅外光學陶瓷;(3)光色陶瓷;(4)熒光玻璃陶瓷,是玻璃和微晶復合體,同時具有玻璃,晶體和陶瓷優點,是一種很好發光基質材料,它具有量子效率高,吸收和發射范圍寬,熒光壽命長,易成型,成本低,化學性能穩定,使用溫度范圍大,機械性能和熱學性能好等特點,可望在激光,太陽能利用,光掩膜,電子,顯示,裝飾等領域得到廣泛應用;(5)發光陶瓷,以異丙醇鋁為原料,采用溶膠-凝膠法合成了Al2O3∶Eu3+,Tb3+發光陶瓷粉末和發光陶瓷;采用溶膠-凝膠法合成Al2O3-SiO2∶Ln3+發光陶瓷;采用電弧法制備SrAl2O4∶Eu2+長余輝發光陶瓷等;(6)光色陶瓷,在光照射時改變顏色,停止照射后可逆地恢復原色,PLZT透明陶瓷受光照射時呈現出自身改變顏色;(7)稀土陶瓷顏色釉,利用稀土作為著色劑或助色劑來制造各種陶瓷顏料和色釉.
11.鐵電陶瓷和反鐵電陶瓷
鑭和鉍摻雜PBSZT弛豫鐵電陶瓷壓電常數d31可由外加直流偏壓控制.在一定電場誘導下,La摻雜Pb(Zr,Sn,Ti)O3反鐵電陶瓷具有熱釋電效應,通過控制偏置電場大小實現熱釋電電流可開關,可調控,可用在熱釋電探測器;其電滯回線細而窄,強迫相變在一個比較寬場強范圍內逐漸完成,產生電致應變小,介電損耗低,適合制作高壓,高儲能密度,長工作壽命儲能電容器.
12.稀土在陶瓷中其他應用
磁性陶瓷(分為多晶磁性陶瓷和非晶態磁性陶瓷),生物陶瓷,敏感陶瓷,高導熱陶瓷,涂層陶瓷,多孔陶瓷,陶瓷基復合材料(無機,有機,納米金屬)等.
近幾年來,玻璃陶瓷行業稀土消費量隨著我國電子行業電視機玻殼,建材行業等發展而增加.我國稀土光學玻璃生產能力已達3000噸/年,產品質量與日本產品相當,而成本僅為日本1/3,約有1/10產品出口美國,日本和韓國.目前我國已有稀土拋光粉廠幾十家,生產規模上百噸有10余家.我國稀土在玻璃陶瓷行業稀土消費量逐年遞增.
武強縣立車發光材料有限公司|光學鍍膜|光學玻璃|高純氟化鈣|高純氟化鋇|高純氟化鎂|高效熒光粉|高純氟化稀土|稀土