目录:
1.定义
2.分类
3.特点
4.适用工艺
5.应用领域
材料是影响产品可行性的关键因素,尤其是那些常用材料,自然是工业设计师/产品设计师必备专业知识。下面品索设计就为大家解读陶瓷材料,陶瓷材料是继金属材料,非金属材料之后人们所关注的无机非金属材料中最重要的材料之一。
一、陶瓷材料定义
陶瓷材料是指用天然或合成化合物经过成形和高温烧结制成的一类无机非金属材料。
二、陶瓷材料分类
a.普通材料
按性能特征和用途又可分为日用陶瓷、建筑陶瓷、电绝缘陶瓷、化工陶瓷等。
b.特种材料
根据用途不同,特种陶瓷材料可分为结构陶瓷、工具陶瓷、功能陶瓷。
常用功能陶瓷:介电陶瓷、光学陶瓷、磁性陶瓷、半导体陶瓷。
新材料-精细陶瓷:结构陶瓷、电子陶瓷以及生物陶瓷。
三、陶瓷材料特点
陶瓷具有高熔点、高硬度、高耐磨性、耐氧化等优点。可用作结构材料、刀具材料,由于陶瓷还具有某些特殊的性能,又可作为功能材料。
1.力学特性
陶瓷材料是工程材料中刚度最好、硬度最高的材料,其硬度大多在1500HV以上。陶瓷的抗压强度较高,但抗拉强度较低,塑性和韧性很差。
2.热特性
陶瓷材料一般具有高的熔点(大多在2000℃以上),且在高温下具有极好的化学稳定性;陶瓷的导热性低于金属材料,陶瓷还是良好的隔热材料。同时陶瓷的线膨胀系数比金属低,当温度发生变化时,陶瓷具有良好的尺寸稳定性。
3.电特性
大多数陶瓷具有良好的电绝缘性,因此大量用于制作各种电压(1kV~110kV)的绝缘器件。
4.化学特性
陶瓷材料在高温下不易氧化,并对酸、碱、盐具有良好的抗腐蚀能力。
5.光学特性
陶瓷材料还有独特的光学性能,可用作固体激光器材料、光导纤维材料、光储存器等,透明陶瓷可用于高压钠灯管等。
四、陶瓷材料适用工艺
陶瓷材料的后加工可根据陶瓷的形状、加工精度、表面粗糙度、加工效率和加工成本等因素选择不同的加工方法,常见的陶瓷加工方式主要有:机械加工、激光加工、超声波加工、磨料水射流加工、微波加工、电加工等方式。
五、陶瓷材料应用领域
陶瓷材料以其优异的性能在材料领域独树一帜,受到人们的高度重视,在未来的社会发展中将发挥非常重要的作用。
陶瓷在很多领域逐渐取代昂贵的超高合金钢或被应用到金属材料所不可胜任的领域,如发动机气缸套、轴瓦、密封圈、陶瓷切削刀具等。
磁性陶瓷(铁氧体如:MgFe2O4、CuFe2O4、Fe3O4)在录音磁带、唱片、变压器铁芯、大型计算机记忆元件方面的应用有着广泛的前途。
铁电陶瓷(钛酸钡BaTiO3)具有较高的介电常数,可用于制作电容器,铁电陶瓷在外电场的作用下,还能改变形状,将电能转换为机械能(具有压电材料的特性),可用作扩音机、电唱机、超声波仪、声纳、医疗用声谱仪等。少数陶瓷还具有半导体的特性,可作整流器。