[科普中國]-氧化物陶瓷

通常具有較高的熔融溫度，在氧化氣氛中非常穩(wěn)定。較高的機(jī)械強(qiáng)度、電絕緣性能和化學(xué)穩(wěn)定性。除氧化鈹陶瓷外，其導(dǎo)熱性較低。通常采用超細(xì)粉配料并加入少量燒結(jié)促進(jìn)劑和改性添加劑。

按制品形狀及性能要求可采用熱壓鑄、干壓、等靜壓、流延、擠制、注漿等多種成型方法。大多數(shù)制品在氧化氣氛中燒成，有時也采用真空、氫氣或控制氣氛燒結(jié)。

定義由一種或數(shù)種氧化物制成的陶瓷。

氧化物陶瓷材料的原子結(jié)合以離子鍵為主，存在部分共價鍵，因此具有許多優(yōu)良的性能。大部分氧化物具有很高的熔點，良好的電絕緣性能，特別是具有優(yōu)異的化學(xué)穩(wěn)定性和抗氧化性，在工程領(lǐng)域已得到了較廣泛的應(yīng)用。1

分類按組分可分為單一氧化物陶瓷，如氧化鋁、氧化鈹、二氧化鈦陶瓷等。復(fù)合氧化物陶瓷，如尖晶石MgO·Al2O3，莫來石3Al2O3·2SiO2、鋯鈦酸鉛PZT陶瓷等。

玻璃陶瓷玻璃陶瓷(glass—ceramic)又稱微晶玻璃、微晶陶瓷，由著名的玻璃化學(xué)家和發(fā)明家S．D．Stookey于20世紀(jì)50年代中期發(fā)明．是通過對某些特定組成的基礎(chǔ)玻璃，在一定溫度下進(jìn)行受控核化、晶化而制得的一種含有玻璃體的多晶固相材料。玻璃陶瓷的性能主要是由主晶相來決定，主晶相可通過控制成核、晶化以及選擇不同的母玻璃組分來實現(xiàn)。玻璃陶瓷兼具玻璃和陶瓷的特點，在熱學(xué)、化學(xué)、生物學(xué)、光學(xué)以及電學(xué)性能方面優(yōu)于金屬及聚
合物。

組成和顯微結(jié)構(gòu)是玻璃陶瓷成分設(shè)計的兩個主要影響因素，主成分是成核的決定性因素，對于具有機(jī)械和光學(xué)性能的玻璃陶瓷來說，顯微結(jié)構(gòu)是更為關(guān)鍵的影響因素，與主成分和微晶相聚集情況有關(guān)，不同的熱處理制度也會對顯微結(jié)構(gòu)產(chǎn)生重要影響?？刂撇ＡУ奈鼍切纬刹Ａ沾傻那疤釛l件．成核是控制結(jié)晶的決定性因素。母玻璃中晶體的形成通常經(jīng)過兩個階段：①亞顯微核形成階段；②亞顯微核生長階段。以上兩個階段分別稱為成核和晶體生長。成核受兩方面因素影響：①選擇化學(xué)組成適宜的母玻璃，通常添加一定的成核劑；②控制熱處理制度，即加熱溫度及保溫時間。

氧化鋁氧化鋁，通常被稱為鋁土，其原材料在地球上不但蘊(yùn)藏豐富、價格低廉，而且適用于制造各種幾何形狀的電子器件。由于氧化鋁陶瓷比其他氧化物陶瓷的力學(xué)、熱和電性能更優(yōu)異，所以，氧化鋁是微電子工業(yè)中最常用的陶瓷材料。

用途氧化物陶瓷品種繁多，用途極為廣泛，可作為結(jié)構(gòu)材料，功能材料和高級耐火材料，用于電子、信息、激光、紅外、計算機(jī)、宇航、原子能、化工、冶金等許多領(lǐng)域。

優(yōu)點氧化物陶瓷材料具有優(yōu)良的強(qiáng)度、硬度、絕緣性、熱傳導(dǎo)、耐高溫、耐氧化、耐腐蝕、耐磨及高溫強(qiáng)度等特性，在嚴(yán)苛的環(huán)境條件下具有良好的高溫穩(wěn)定性與力學(xué)性能，在材料工業(yè)中倍受矚目。氧化物陶瓷材料主要包括二元氧化物、玻璃陶瓷、鈦酸鹽陶瓷及羥基磷灰石陶瓷材料。二元氧化物陶瓷材料主要包括氧化硅、氧化鈦、氧化鋁、氧化鋅及稀土氧化物等，這類陶瓷材料在作為普通的日用陶瓷及高技術(shù)陶瓷方面應(yīng)用廣泛，已有多種論著闡述。

不同于傳統(tǒng)的日用陶瓷材料，高技術(shù)氧化物陶瓷材料特殊的電、磁、光、熱、聲、化學(xué)、生物、壓電、熱電、電光、聲光及磁學(xué)等性能，在高性能結(jié)構(gòu)及功能陶瓷方面具有良好的應(yīng)用前景，可應(yīng)用于機(jī)械、電子、冶煉、能源、醫(yī)學(xué)、激光、核反應(yīng)及宇航等領(lǐng)域。玻璃陶瓷、鈦酸鹽陶瓷及羥基磷灰石陶瓷作為重要的高技術(shù)陶瓷材料．在高技術(shù)、新技術(shù)領(lǐng)域中的地位日趨重要。一些國家，特別是日本、美國和西歐國家，包括我國為了加速新技術(shù)革命，為新型產(chǎn)業(yè)的發(fā)展奠定了物質(zhì)基礎(chǔ)，投入了大量人力、物力和財力研究開發(fā)氧化物陶瓷材料，在技術(shù)上有了很大突破，目前這些氧化物陶瓷材料已經(jīng)廣泛應(yīng)用于高技術(shù)工業(yè)領(lǐng)域。2

本詞條內(nèi)容貢獻(xiàn)者為:

黎明 - 副教授 - 西南大學(xué)