海南
陶瓷是陶器和瓷器的總稱。早在公元前8000年前的新石器時代,我們的祖先就發(fā)明了陶器。到了距今約2000年前的東漢時期,成熟的瓷器也登上了歷史舞臺。
現(xiàn)如今,科學(xué)技術(shù)迅猛發(fā)展,更多新型陶瓷材料以其高韌性、高抗彎強度、高耐磨性、突出的隔熱性能、接近鋼的熱膨脹系數(shù)等優(yōu)點被廣泛應(yīng)用于各行各業(yè)。讓我們來認(rèn)識一些陶瓷家族中的“新成員”吧!
通常情況下,陶瓷不導(dǎo)電,是良好的絕緣體。但是,當(dāng)某些氧化物陶瓷加熱時,處于原子外層的電子可以獲得足夠的能量,從而能夠克服原子核對它的吸引力,成為可以自由運動的電子。這種陶瓷就變成導(dǎo)電陶瓷。
電焊工人工作時,要不斷地把面罩舉起放下,十分不便。有一種能透光、耐高溫的護(hù)目鏡,能根據(jù)光線的強弱自動進(jìn)行調(diào)節(jié)。有了這種護(hù)目鏡,電焊工人操作起來就十分方便了,而且這種護(hù)目鏡在核試驗等特種工作中也得到廣泛的使用。制作這種護(hù)目鏡鏡片的材料就是利用陶瓷材料的光學(xué)性質(zhì)研發(fā)出的透明陶瓷。
壓電陶瓷是一種能夠?qū)C械能和電能相互轉(zhuǎn)化的陶瓷材料。這種材料在機械應(yīng)力作用下,引起內(nèi)部正負(fù)電荷中心相對位移而發(fā)生極化,導(dǎo)致材料兩端表面出現(xiàn)符號相反的束縛電荷及壓電效應(yīng),具有敏感的特性,被廣泛地應(yīng)用于電子、航空航天、生物等高科技領(lǐng)域。
泡沫陶瓷是一種具有高溫特性的多孔材料。其孔徑從納米級到微米級不等,氣孔率在20%~95%之間,使用溫度為常溫至1600℃。它具有氣孔率高、比表面積大、抗熱震、耐高溫、耐化學(xué)腐蝕等特點以及良好的機械強度和過濾吸附性能,廣泛應(yīng)用于熱交換材料、布?xì)獠牧系阮I(lǐng)域。
近年來,在我們的生活中也能夠見到各種各樣的新型陶瓷。如,用陶瓷菜刀切食物,不會在食物上留下令人討厭的鐵腥味,所以它特別適合用來切可直接生吃的食物和熟食;陶瓷剪刀的鋒利程度也不亞于鋼制剪刀,可以用來裁剪紙張、綢布等,并且由于它不會帶磁性,因此特別適宜于剪接錄音磁帶和錄像磁帶。
陶瓷牙齒具有與天然牙齒相近的光澤和色調(diào),因而比金屬或塑料牙齒更加美觀。陶瓷的化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定,所以制成的牙齒也不會生銹或誘發(fā)過敏。另外,由于它不易被細(xì)菌附著,陶瓷牙齒在種植后也很少引發(fā)炎癥。
陶瓷關(guān)節(jié)非常耐磨,幾乎可以伴隨患者一生,即便陶瓷關(guān)節(jié)發(fā)生磨損,掉落的顆粒還可被人體兼容,不會引起骨溶解和假體周圍的骨質(zhì)疏松。
陶瓷抹布反復(fù)使用也不會發(fā)出臭味,而且在十分潮濕的情況下也不會發(fā)霉,因為經(jīng)過24小時后,99.5%以上的細(xì)菌都會自行死亡。陶瓷防火布則無毒、無害,對環(huán)境沒有不良影響,也不會像石棉材料那樣有纖維被吸入人體的危害,所以,陶瓷防火布可以代替石棉,應(yīng)用于防火、保溫等領(lǐng)域。
陶瓷火花塞可將高壓電引入燃燒室,并在頂端放電產(chǎn)生火花,點燃?xì)飧字械目扇蓟旌蠚怏w。陶瓷剎車盤是由陶瓷纖維、少量的金屬、膠粘劑組成并在1700℃高溫下制成的特種陶瓷。相比其他材料,在使用時,陶瓷剎車盤可降低噪音,且在連續(xù)剎車的高溫下不易產(chǎn)生形變,造成的磨損也很小。
還有一種新型陶瓷:它的硬度幾乎像金剛石,強度像鋼,重量卻輕得像鋁。把這種陶瓷設(shè)置在兩塊鋼板中間,可以消減穿甲彈的金屬射流,使它不能燒穿陶瓷后面的第二層鋼板。這樣能有效地保護(hù)坦克裝甲,減少人員的傷亡。
目前,許多科研人員還在共同研發(fā)更多的超輕、耐用、耐高溫、耐火、耐腐蝕的陶瓷材料,能適應(yīng)劇烈溫度、極端高溫的變化,有望用于未來航天器的隔熱保護(hù)。
古老的陶瓷工藝和新興的科學(xué)技術(shù)的結(jié)合,正在為人類創(chuàng)造福音。新型陶瓷材料在未來的歲月中還會有更為廣闊的發(fā)展前景。