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精细陶瓷,新的“石器时代”

临沂陶瓷材料科技
原创
科普传统陶瓷、新型陶瓷材料工艺技术及发展应用。
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新的“石器时代”

19 世纪后半期,随着钢铁大量生产的需要,人们开发了硅质、氧化铝质和镁质等新的耐火材料。如果没有这些耐火材料的出现,也就不会有冶金工业的发展。电力工业所用的绝缘子、机械工业用的磨料和磨削砂轮等都属于陶瓷的范畴。但总的看来,与金属材料相比,陶瓷还处于辅助材料阶段。

可是从 20 世纪 50 年代以来,由于科学技术的发展,具有优良性能的陶瓷材料陆续出现,对于陶瓷的评价逐渐发生了变化。随着电子技术的发展,用作电子材料的陶瓷的出现十分引人注目。具有绝缘性、铁电性、压电性、半导性、铁磁性等功能的各种陶瓷,已成为影响电子技术发展的举足轻重的关键材料。陶瓷历来因其脆性和低强度的致命弱点,而不能与金属匹敌。而 20 世纪 80 年代以来,陶瓷的强度,尤其是高温强度和韧性都有了大幅度的提高,已接近或超过了金属材料。用陶瓷取代金属制造出了各种机械零部件,陶瓷发动机已装上汽车,正在试运转。在很多场合,陶瓷作为结构材料已频频向金属挑战。在功能材料方面,以石英玻璃材料制造的光导纤维取代了铜线,揭开了光纤通讯的新纪元,使通讯技术在 70 年代以后有了划时代的进展,通讯容量提高了一三十个数量级。80 年代中期出现的陶瓷高温超导,把超导体的临界温度从十几开提高到液氮温度(77K)以上,以绝缘性能著称的陶瓷一下子变成了超导体,使陶瓷成为世人瞩目的材料。综观 20 世纪 50 年代以来的重大科学技术进展,无一不以陶瓷材料为支点(见下表)。

这样,陶瓷自上世纪80年代以来,在这几十年,尤其是近 20 年左右经历了巨大的变化,性能有了很大提高,新的特性不断被发现,出现了许多金属和有机高分子材料所不具备的奇异特性。其应用范围远远超出了传统陶瓷,而渗人到社会生产和科技领域各部门,成为经济、生产、生活、科学、技术领域中不可或缺的材料,尤其在现代国防中成为不可替代的材料。它已从辅助材料的位置开始发展成为主要材料。从人类社会发明冶金术以来,金属材料一直是材料主体的格局正在发生变化,无机非金属材料在材料总量中的比例正在逐步增加,现已超过金属。从上述的发展可以肯定地说,一个新的“石器时代”一精细陶瓷的时代正在到来,它在人类历史上的作用将不逊色于铜、铁的发现。世界上主要发达国家无一例外都把精细陶瓷作为发展本国高科技的重点研究领域之一。

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