耐高温陶瓷材料

互联网2013-11-14

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陶瓷材料的熔点和硬度一般均比金属材料高，又加上具有良好的绝缘性和化学稳定性（特别是抗氧化性），所以它在许多高温的技术领域中得到广泛的应用。
 随着各种新技术的发展，对能经受高温而又不氧化、且具有良好的耐蚀性及耐磨性的材料愈来愈需要。如磁流体发电的通道材料，既要能耐高温，又要能经受高温高速气流的冲刷，还要耐腐蚀。空间技术的发展，对航天器的喷嘴，燃烧室内衬，喷气发动机的机叶等提出愈来愈高的要求。为此，耐高温陶瓷或者高温涂层、金属陶瓷或各种纤维增强的复合材料在国民经济中就显得越来越重要。下面我们介绍耐高温陶瓷材料。
 高温陶瓷材料主要包括两大类。一类是金属（特别是过渡金属或与之相近的金属）的 B ， C ， N ， O 等化合物；另一类是非金属之间的化合物，包括 B 或 Si 的碳化物和氮化物。具体分成以下几组：
 （ 1 ）氧化物
 如： Al2 O3 ， BeO ， CaO ， CeO2 ， MgO ， ZrO2 ， SnO2 等，它们的熔点在 2000℃ 左右，甚至更高。
 （ 2 ）碳化物 
如： SiC ， B4 C ， WC ， TiC ， ZrC ， HfC 等，它们是几类中熔点最高的，硬度大，但脆性也强。
 （ 3 ）氮化物
 如： BN ， Si3 N4 以及 AlN ， ZrN ， HfN 等，一般说氮化物是最硬的材料。
 （ 4 ）硼化物
 如： ZrB2 ， HfB2 ， WB 和 MoB 等，熔点在 2000℃ 以上，它们的抗氧化性能最强。
 （ 5 ）硅化物
 如： MoSi2 ， Zrsi2 等，熔点在 2000℃ 左右，在高温氧化气氛中使用时，表面生成 SiO2 或硅酸盐的保护层，抗氧化能力强。
 陶瓷材料除具有以上特性外，还具有优异的耐腐蚀性（除氢氟酸和热浓碱外），不易氧化等，可作化工陶瓷材料。化工陶瓷一般使用温度在-15℃～100℃，冷热骤变温差不大于50℃，在化工、制药、造纸、食品等工业中，得到广泛应用。例如化工陶瓷可做成阀门、管道来代替一些金属，用于输送腐蚀性流体和含有固体颗粒的腐蚀性物料等。陶瓷材料具有许多优异的性能，但它的韧性小，脆性大，不抗冲击。为了增进陶瓷材料的性能，人们对其进行了改性，在此基础上发展起来了很多复合材料。