羅旋

目前，工程陶瓷的應(yīng)用范圍不斷的擴(kuò)大，工程陶瓷的涉及范圍包括各種新型的應(yīng)用于各類工程領(lǐng)域的相關(guān)新型陶瓷，例如功能陶瓷、結(jié)構(gòu)陶瓷以及陶瓷基符合材料，在實(shí)際使用過程中，工程陶瓷具有耐腐蝕、耐高溫、耐磨損的相關(guān)特點(diǎn)記憶熱、電、光等相關(guān)功能，在我國的新材料領(lǐng)域內(nèi)具有一定的重要作用。在近年來，工程陶瓷也是相關(guān)學(xué)者的研究熱點(diǎn)，隨著其關(guān)注度的上升，其在市場上的規(guī)模以及產(chǎn)業(yè)的發(fā)展也十分迅速。本文通過對(duì)于目前一些工程陶瓷的相關(guān)介紹，并闡述其在現(xiàn)實(shí)領(lǐng)域的一些應(yīng)用，對(duì)工程陶瓷技術(shù)的未來發(fā)展進(jìn)行一定的合理展望。

工程陶瓷的范圍包括功能陶瓷、陶瓷復(fù)合基材料以及結(jié)構(gòu)陶瓷，同時(shí)也包括了我們?cè)谌粘Ｉ钪兴軕?yīng)用到的一些例如表殼表鏈等新型陶瓷。工程陶瓷根據(jù)不同的標(biāo)準(zhǔn)也存在不同的分類。根據(jù)工程陶瓷的性能特點(diǎn)，工程陶瓷可以分為電子陶瓷、生物陶瓷、核陶瓷、耐磨陶瓷等 陶瓷材料；根據(jù)陶瓷材料的類別，陶瓷材料主要分為非氧化物陶瓷以及氧化物陶瓷兩大類。工程陶瓷的使用最早出現(xiàn)于十九世紀(jì)，作為絕緣材料應(yīng)用于電力工業(yè)。在科技快速發(fā)展的今天，電子信息、航空航天、石化、新能源等一些新興行業(yè)中，人們對(duì)于適用的材料的整體要求不斷的提高，這也促使更多的新型陶瓷得到了一定的開發(fā)并應(yīng)用到行業(yè)生產(chǎn)研發(fā)中。科學(xué)界對(duì)于新型陶瓷材料的關(guān)注度的不斷提升，也促進(jìn)工程陶瓷的相關(guān)產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展。

1 工程陶瓷材料的技術(shù)創(chuàng)新

1.1氧化鋁陶瓷

工程陶瓷材料中，在科研實(shí)用領(lǐng)域中最廣泛的材料就是氧化鋁陶瓷，氧化鋁陶瓷能夠管飯的應(yīng)用于耐磨材料、耐化學(xué)腐蝕、高溫結(jié)構(gòu)材料的制造，這也是由于氧化鋁陶瓷所具有的硬度高、熔點(diǎn)高、化學(xué)穩(wěn)定性較好的特點(diǎn)。此外，氧化鋁陶瓷本身的價(jià)格較為便宜，因而使得其在制造環(huán)節(jié)中所形成的加工成本比較低，適合大面積的使用。

氧化鋁陶瓷在成為電真空管殼和密封結(jié)構(gòu)件的過程中，其金屬化和研磨拋光成為至關(guān)重要的一點(diǎn)。氧化鋁陶瓷的拋光效率和研磨的不斷提高也得益于各種先進(jìn)的研磨預(yù)計(jì)拋光設(shè)備的不斷涌現(xiàn)，同時(shí)也降低了企業(yè)的生產(chǎn)成本。目前，隨著氧化鋁陶瓷的整個(gè)高溫金屬化的技術(shù)日漸成熟，鎢鋁金屬與陶瓷材料直接的結(jié)合更加的緊密，在此過程中也提高了氧化鋁陶瓷真空管殼的氣密性以及焊接性，進(jìn)而增加了一些大功率空氣開關(guān)的安全可靠性。

1.2氧化鋯陶瓷

氧化鋯陶瓷所獲得的高的強(qiáng)度和韌性主要是通過進(jìn)行相變?cè)鲰g的方式獲得的，目前的生產(chǎn)過程中，韌性和強(qiáng)度最高的材料就是不分氧化鋯陶瓷材料，其韌性和強(qiáng)度都能夠與鋼材料進(jìn)行媲美，因而，氧化鋯陶瓷又被成為“陶瓷鋼”。雖然氧化鋯有這樣的特點(diǎn)，但是陶瓷材料的內(nèi)部結(jié)構(gòu)的原子基本上是共價(jià)鍵或者離子鍵進(jìn)行的相互結(jié)合，因而還是存在著脆性斷裂的缺點(diǎn)，這樣的缺點(diǎn)也同樣存在于具有較高韌度和強(qiáng)度的氧化鋯陶瓷材料之中，在一定的情況下，氧化鋯陶瓷還是會(huì)出現(xiàn)脆性斷裂的狀況。

氧化鋯的重要應(yīng)用可以體現(xiàn)在成為功能材料，目前在實(shí)際途徑上，具有良好的離子導(dǎo)電性的立方相氧化鋯陶瓷在一些高溫發(fā)熱元件以及氧傳感器和高溫燃料電的隔膜進(jìn)行了廣泛的應(yīng)用。其中以氧化鋯玻璃為原料的氧傳感器已經(jīng)在目前汽車制造行業(yè)中已經(jīng)廣泛的運(yùn)用，其主要應(yīng)用于發(fā)動(dòng)機(jī)中對(duì)于燃料燃燒狀況的一個(gè)相關(guān)的監(jiān)控。在鋼鐵的行業(yè)中，氧化鋯陶瓷則是用作煉鋼爐中氧含量的檢測，氧化鋯陶瓷在高溫燃料電池的隔膜材料的選取過程中最理想的材料，由于其可以在空氣中加熱，溫度能達(dá)到2000℃這一良好特性。

2 工程陶瓷的產(chǎn)業(yè)發(fā)展

工程陶瓷的應(yīng)用，不僅僅存在于化工、機(jī)械、冶金等傳統(tǒng)發(fā)展行業(yè)，更是在新能源、電子信息、節(jié)能環(huán)保、生物工程、海洋工程等領(lǐng)域廣泛的運(yùn)用，而在這些新型領(lǐng)域的運(yùn)用也是陶瓷行業(yè)的新的發(fā)展點(diǎn)。

2.1航空航天領(lǐng)域

在航空航天領(lǐng)域的發(fā)展過程中，對(duì)于相關(guān)材料的要求主要是耐高溫、高比強(qiáng)、高比模、抗燒蝕等特點(diǎn)。在實(shí)際的運(yùn)用過程中，航天噴嘴以及航天器的外殼都適用的碳化硅或者碳纖維等相關(guān)的陶瓷纖維增強(qiáng)的陶瓷基復(fù)合材料。人們?cè)趯?duì)于超高速飛行器的不斷研發(fā)也使得對(duì)于飛行器表面對(duì)抗大氣沖刷以及抗燒蝕性的要求不斷的提高，人們也對(duì)于超高溫的陶瓷材料更加的關(guān)注，而高溫涂層材料對(duì)于整個(gè)飛行器表面的抗沖刷力以及相關(guān)的抗燒蝕作用有著無可替代的表現(xiàn)。工程陶瓷在整個(gè)航空航天領(lǐng)域的運(yùn)用上還具有一定的局限性，但是航空航天領(lǐng)域內(nèi)高標(biāo)準(zhǔn)的陶瓷材料在一定程度上也促進(jìn)了工程陶瓷在技術(shù)上的創(chuàng)新與進(jìn)步。

2.2電子信息領(lǐng)域

工程陶瓷在電子信息領(lǐng)域的應(yīng)用十分的廣泛，為電子技術(shù)的進(jìn)步有著重要的推動(dòng)作用。在電子信息領(lǐng)域，很多的電子元器件都是在氧化鋁、藍(lán)寶石或者氧化鋁基片上進(jìn)行一定的制作和使用，高純石英玻璃纖維以及氧化鋯陶瓷也分別用于光纖以及連接器上，進(jìn)行信息的傳輸；在手機(jī)行業(yè)，手機(jī)的LTD等以及攝像頭的基片都采用的是藍(lán)寶石，手機(jī)以及智能手表的外殼也大面積的使用氧化鋯陶瓷，由于其耐磨性良好，表面較為光潔的特點(diǎn)。目前，電子元器件的可靠性和集成度也由于多層共燒陶瓷的技術(shù)的不斷發(fā)展，得到了相關(guān)的提高，同時(shí)在一定程度上也降低了整體的生產(chǎn)成本，也成為了目前電子科技行業(yè)不斷發(fā)展的方向。

2.3節(jié)能環(huán)保領(lǐng)域

工程陶瓷在環(huán)保領(lǐng)域的應(yīng)用十分廣泛，工程陶瓷也在環(huán)保領(lǐng)域方向不斷發(fā)展。陶瓷材料耐腐蝕、耐高溫的特性使得在工業(yè)粉塵氣體以及高溫?zé)煔獾姆蛛x過程中廣泛使用陶瓷膜，其主要具有高開氣孔個(gè)，滿足一固分離的相關(guān)要求，并且能后有效去除粉塵以及PM2.5，抵御各種腐蝕性氣體以及酸堿氣體的腐蝕。在工業(yè)廢水的處理方面，工程陶瓷也能夠發(fā)揮廣泛的作用。

結(jié)語：工程陶瓷在當(dāng)今社會(huì)各個(gè)領(lǐng)域都有著廣泛的應(yīng)用，這不僅得益于陶瓷本身耐熱、耐腐蝕等化學(xué)特性，也是各行業(yè)不斷的發(fā)展，對(duì)陶瓷材料要求不斷提高，也進(jìn)一步促進(jìn)陶瓷材料的發(fā)展。

（作者單位：江西陶瓷工藝美術(shù)職業(yè)技術(shù)學(xué)院）