新型陶瓷材料在性能上有其獨特的優越性。在熱和機械性能方面，有耐高溫、隔熱、高硬度、耐磨耗等；在電性能方面有絕緣性、壓電性、半導體性、磁性等；在化學方面有催化、耐腐蝕、吸附等功能；在生物方面，具有一定生物相容性能，可作為生物結構材料等。但也有它的缺點，如脆性。因此研究開發新型功能陶瓷是材料科學中的一個重要領域。
基本介紹
- 中文名：新型陶瓷材料
- 外文名：new ceramics; New Ceramic Materials;
材料的區別,分類,按化學成分劃分,按性能與特徵劃分,按其套用不同劃分,
材料的區別
屬於新型材料的一種。傳統陶瓷主要採用天然的岩石、礦物、粘土等材料做原料。而新型陶瓷則採用人工合成的高純度無機化合物為原料，在嚴格控制的條件下經成型、燒結和其他處理而製成具有微細結晶組織的無機材料。它具有一系列優越的物理、化學和生物性能，其套用範圍是傳統陶瓷遠遠不能相比的，這類陶瓷又稱為特種陶瓷或精細陶瓷。
分類
按化學成分劃分
主要分為兩類：一類是純氧化物陶瓷，如Al2O3、ZrO2、MgO、CaO、BeO、ThO2等；另一類是非氧化物系陶瓷，如碳化物、硼化物、氮化物和矽化物等。
按性能與特徵劃分
可分為：高溫陶瓷、超硬質陶瓷、高韌陶瓷、半導體陶瓷。電解質陶瓷、磁性陶瓷、導電性陶瓷等。隨著成分、結構和工藝的不斷改進，新型陶瓷層出不窮。
按其套用不同劃分
又可將它們分為工程結構陶瓷和功能陶瓷兩類。
在工程結構上使用的陶瓷稱為工程陶瓷，它主要在高溫下使用，也稱高溫結構陶瓷。這類陶瓷以氧化鋁為主要原料，具有在高溫下強度高、硬度大、抗氧化、耐腐蝕、耐磨損、耐燒蝕等優點，在空氣中可以耐受1980℃的高溫，是空間技術、軍事技術、原子能、業及化工設備等領域中的重要材料。工程陶瓷有許多種類，但世界上研究最多，認為最有發展前途的是氯化矽、碳化矽和增韌氧化物三類材料。
壓電陶瓷是一種能將壓力轉變為電能的功能陶瓷，哪怕是像聲波震動產生的微小的壓力也能夠使它們發生形變，從而使陶瓷表面帶電。用壓電陶瓷柱代替普通火石製成的氣體電子打火機，能夠連續打火幾萬次。
透明陶瓷的主要成分有氧化鎂、氧化鈣、氟化鈣等。透明陶瓷不但能透過光線，還具有很高的機械強度和硬度。透明陶瓷是一種很好的透明防彈材料，還可以用來製造車床上的高速切削刀、噴氣發動機的零件和坦克觀察窗等，甚至可以代替不鏽鋼。
氮化矽高強度陶瓷以強度高著稱，可用於製造燃氣輪機的燃燒器、葉片、渦輪等。
精密陶瓷氨化矽代替金屬製造發動機的耐熱部件，能大幅度提高工件溫度，從而提高熱效率，降低燃料消耗，節約能源，減少發動機的體積和重量，而且又代替了如鎳、鉻、鈉等重要金屬材料，所以，被人們認為是對發動機的一場革命。氮化矽可用多種方法製備，工業上普遍採用高純矽與純氮在1600K反應後獲得：
3Si+2N2 =Si3N4（條件1600K）
也可用化學氣相沉積法，使SiCl4和N2在H2氣氛保護下反應，產物Si3N4積在石墨基體上，形成一層緻密的Si3N4層。此法得到的氮化矽純度較高，其反應如下：
SiCl4+2N2+6H2→Si3N4+12HCl
氮化矽、碳化矽等新型陶瓷還可用來製造發動機的葉片、切削刀具、機械密封件、軸承、火箭噴嘴、爐子管道等，具有非常廣泛的用途。
利用陶瓷對聲、光、電、磁、熱等物理性能所具有的特殊功能而製造的陶瓷材料稱為功能陶瓷。功能陶瓷種類繁多，用途各異。例如，根據陶瓷電學性質的差異可製成導電陶瓷、半導體陶瓷、介電陶瓷、絕緣陶瓷等電子材料，用於製作電容器、電阻器、電子工業中的高溫高頻器件，變壓器等形形色色的電子零件。
利用陶瓷的光學性能可製造固體雷射材料、光導纖維、光儲存材料及各種陶瓷感測器。此外，陶瓷還用作壓電材料、磁性材料、基底材料等。總之，新型陶瓷材料幾乎遍及現代科技的每一個領域，套用前景十分廣闊。
