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耐高溫陶瓷材料

放大字體  縮小字體 發(fā)布日期:2006-08-16

陶瓷材料的熔點(diǎn)和硬度一般均比金屬材料高,又加上具有良好的絕緣性和化學(xué)穩(wěn)定性(特別是抗氧化性),所以它在許多高溫的技術(shù)領(lǐng)域中得到廣泛的應(yīng)用。
隨著各種新技術(shù)的發(fā)展,對能經(jīng)受高溫而又不氧化、且具有良好的耐蝕性及耐磨性的材料愈來愈需要。如磁流體發(fā)電的通道材料,既要能耐高溫,又要能經(jīng)受高溫高速氣流的沖刷,還要耐腐蝕?臻g技術(shù)的發(fā)展,對航天器的噴嘴,燃燒室內(nèi)襯,噴氣發(fā)動機(jī)的機(jī)葉等提出愈來愈高的要求。為此,耐高溫陶瓷或者高溫涂層、金屬陶瓷或各種纖維增強(qiáng)的復(fù)合材料在國民經(jīng)濟(jì)中就顯得越來越重要。下面我們介紹耐高溫陶瓷材料。
高溫陶瓷材料主要包括兩大類。一類是金屬(特別是過渡金屬或與之相近的金屬)的B,CN,O等化合物;另一類是非金屬之間的化合物,包括BSi的碳化物和氮化物。具體分成以下幾組:
1)氧化物
如:Al2O3,BeO,CaO,CeO2MgO,ZrO2,SnO2等,它們的熔點(diǎn)在2000℃左右,甚至更高。
2)碳化物
如:SiC,B4C,WC,TiCZrC,HfC等,它們是幾類中熔點(diǎn)最高的,硬度大,但脆性也強(qiáng)。
3)氮化物
如:BN,Si3N4以及AlN,ZrNHfN等,一般說氮化物是最硬的材料。
4)硼化物
如:ZrB2,HfB2WBMoB等,熔點(diǎn)在2000℃以上,它們的抗氧化性能最強(qiáng)。
5)硅化物
如:MoSi2Zrsi2等,熔點(diǎn)在2000℃左右,在高溫氧化氣氛中使用時(shí),表面生成SiO2或硅酸鹽的保護(hù)層,抗氧化能力強(qiáng)。
陶瓷材料除具有以上特性外,還具有優(yōu)異的耐腐蝕性(除氫氟酸和熱濃堿外),不易氧化等,可作化工陶瓷材料;ぬ沾梢话闶褂脺囟仍-15℃~100℃,冷熱驟變溫差不大于50℃,在化工、制藥、造紙、食品等工業(yè)中,得到廣泛應(yīng)用。例如化工陶瓷可做成閥門、管道來代替一些金屬,用于輸送腐蝕性流體和含有固體顆粒的腐蝕性物料等。陶瓷材料具有許多優(yōu)異的性能,但它的韌性小,脆性大,不抗沖擊。為了增進(jìn)陶瓷材料的性能,人們對其進(jìn)行了改性,在此基礎(chǔ)上發(fā)展起來了很多復(fù)合材料。

 
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