無機非金屬材料概論-文庫吧資料
2025-06-26 07:36本頁面
【正文】 20世紀以來，隨著電子技術、航天、能源、計算機、通信、激光、紅外、光電子學、生物醫(yī)學 和環(huán)境保護等新技術的興起，對材料提出了更 高的要求，促進了特種無機非金屬材料的迅速發(fā)展。 18世紀工業(yè)革命以后，隨著建筑、機械、鋼鐵、運輸?shù)裙I(yè)的興起，無機非金屬 材料有了較快的發(fā)展，出現(xiàn)了電瓷、化工陶瓷、金屬陶瓷、平板玻璃、化學儀器玻璃、光學玻璃、平爐和轉(zhuǎn)爐用的耐火材料以及快硬早強等性能優(yōu)異的水泥。公元初期有了水硬性石灰，火山灰膠凝材料，1700年以后制成水硬性石灰和羅馬水泥。公元前3000～前2000年已使用石灰和石膏等氣硬性膠凝材料。1000～1200年間玻璃制造技術趨于成熟，意大利的威尼斯成為玻璃工業(yè)中心。公元前 1000年前，中國也有了白色穿孔的玻璃珠。18世紀以后鋼鐵工業(yè)的興起，促進耐火材料向多品種、耐高溫、耐腐 蝕方向發(fā)展。陶器的出現(xiàn)促進了人類進入金屬時代，中國夏代（約公元前22世紀末至約前21世紀初～約前17世紀初）煉銅用的陶質(zhì)煉鍋，是最早的耐火材料。以后為了滿足宮廷觀賞及民間日用、建筑的需要，陶瓷的生產(chǎn)技術不斷發(fā)展。在公元前6000～前5000年中國發(fā)明了原始陶器。納米陶瓷被稱為21世紀陶瓷。如室溫下合成的TiO2陶瓷，它可以彎曲，其塑性變形高達100%，韌性極好。精細陶瓷粉體的顆粒較大，屬微米級（10 m），有人用新的制備方法把陶瓷粉體的顆粒加工到納米級（10 m），用這種超細微粉體粒子來制造陶瓷材料，得到新一代納米陶瓷，這是陶瓷材料的第三次飛躍。納米陶瓷：從陶瓷材料發(fā)展的歷史來看，經(jīng)歷了三次飛躍。陶瓷材料最大的弱點是性脆，韌性不足，這就嚴重影響了它作為人工人體器官的推廣應用。羥基磷灰石〔Ca10(PO4)6(OH)2〕是骨組織的主要成分，人工合成的與骨的生物相容性非常好，可用于頜骨、耳聽骨修復和人工牙種植等。氧化鋁陶瓷做成的假牙與天然齒十分接近，它還可以做人工關節(jié)用于很多部位，如膝關節(jié)、肘關節(jié)、肩關節(jié)、指關節(jié)、髖關節(jié)等。例如，不銹鋼在常溫下是非常穩(wěn)定的材料，但把它做成人工關節(jié)植入體內(nèi)，三五年后便會出現(xiàn)腐蝕斑，并且還會有微量金屬離子析出，這是生物合金的缺點。利用這些材料制造了許多人工器官，在臨床上得到廣泛的應用。生物陶瓷人體器官和組織由于種種原因需要修復或再造時，選用的材料要求生物相容性好，對肌體無免疫排異反應；血液相容性好，無溶血、凝血反應；不會引起代謝作用異?，F(xiàn)象；對人體無毒，不會致癌。高壓鈉燈的工作溫度高達1 200 ℃，壓力大、腐蝕性強，選用氧化鋁透明陶瓷為材料成功地制造出高壓鈉燈。如氧化釷氧化釔透明陶瓷的熔點高達3 100 ℃，比普通硼酸鹽玻璃高1 500 ℃。又研制出非氧化物透明陶瓷，如砷化鎵（GaAs）、硫化鋅（ZnS）、硒化鋅（ZnSe）、氟化鎂（MgF2）、氟化鈣（CaF2）等。因此如果選用高純原料，并通過工藝手段排除氣孔就可能獲得透明陶瓷。透明陶瓷一般陶瓷是不透明的，但光學陶瓷像玻璃一樣透明，故稱透明陶瓷。陶瓷發(fā)動機的材料選用氮化硅，它的機械強度高、硬度高、熱膨脹系數(shù)低、導熱性好、化學穩(wěn)定性高，是很好的高溫陶瓷材料。已有多個國家的大的汽車公司試制無冷卻式陶瓷發(fā)動機汽車。如果用高溫結(jié)構(gòu)陶瓷制造陶瓷發(fā)動機，發(fā)動機的工作溫度能穩(wěn)定在1 300 ℃左右，由于燃料充分燃燒而又不需要水冷系統(tǒng)，使熱效率大幅度提高。高溫結(jié)構(gòu)陶瓷汽車發(fā)動機一般用鑄鐵鑄造，耐熱性能有一定限度。例如，透明的氧化鋁陶瓷、耐高
范文總結(jié)相關推薦
鄂ICP備17016276號-1