摘要：随着现代科学的发展，在高尖端科学领域，如 航海航空业、冶金、耐熔工业等越来越 需要高强 度、耐腐蚀、耐高温材料。而从陶瓷的性能看，恰恰能满足其要求；特别是氧化物陶瓷，在18000C 以上的高温下，它的强度比某些金属和合金还要好。介绍了国内外部分氧化物陶瓷应用现状，为氧化物陶瓷特点的理解与材料选择 38号车评中心提供依据． 并提出了氧化物陶瓷发展的主要方向。
关键词 氧化物陶瓷 应用 发展趋势
氧化物陶瓷。氧化物陶瓷种类繁多，在陶瓷家族中占有非常重要的地位。最常用的氧化物陶瓷是用Al2O3、SiO2、MgO、ZrO2、CeO2，CaO．Cr2O3及莫莱石(3Al2O3.2SiO4)和尖晶石(MgAl2O3)等。陶瓷中的Al2O3和SiO2相当于金属材料中的钢铁和铝合金一样被广泛应用，表11.1中列出了一些氧化物陶瓷．硅酸盐亦属氧化物系列。如ZrsiO4。Call已等，还有复合氧化物如BaT吗、CgyiO；等。
阻大,硬度高,耐磨、耐腐蚀及耐高温等一系列优良性能,其广泛应用于陶瓷、纺织、石油、化工、建筑及电子等各个行业,是目前氧化物陶瓷中用途最广、产销量最大的陶瓷新材。
随着科学技术的发展及制造技术的提高,氧化铝陶瓷在现代工业和现代科学技术领域中得到越来越广泛的应用。
1)机械方面。有耐磨氧化铝陶瓷衬砖、衬板、衬片,氧化铝陶瓷钉,陶瓷密封件(氧化铝陶瓷球阀),黑氧化铝陶瓷切削刀具,红氧化铝陶瓷柱塞等。
哈弗h6 1.5t2)电子、电力方面。有各种氧化铝陶瓷底板、基片、陶瓷膜、高压钠灯透明氧化铝陶瓷以及各种氧化铝陶瓷电绝缘瓷件,电子材料,磁性材料等。
3)化工方面。有氧化铝陶瓷化工填料球,氧化铝陶瓷微滤膜,氧化铝陶瓷耐腐蚀涂层等。
4)医学方面。有氧化铝陶瓷人工骨,羟基磷灰石涂层多晶氧化铝陶瓷人工牙齿、人工关节等。
5)建筑卫生陶瓷方面。球磨机用氧化铝陶瓷衬砖、微晶耐磨氧化铝球石的应用已十分普及,
氧化铝陶瓷辊棒、氧化铝陶瓷保护管及各种氧化铝质、氧化铝结合其他材质耐火材料的应用随处可见。
6)其他方面。各种复合、改性的氧化铝陶瓷如碳纤维增强氧化铝陶瓷,氧化锆增强氧化铝陶瓷等各种增韧氧化铝陶瓷越来越多地应用于高科技领域高速免费以上高速还是下高速为准;氧化铝陶瓷磨料、高级抛光膏在机械、珠宝加工行业起到越来越重要的作用;此外氧化铝陶瓷研磨介质在涂料、油漆、化妆品、食品、制药等行业的原材料粉磨和加工方面应用也越来越广泛。
四、发展
1.现状的分析
改革开放以来,我国建筑陶瓷工业获得了飞速的发展,随着我国加入
ＷＴＯ,建筑陶瓷工业又面临着一次空前的发展机遇,同时也面临着前所未有的挑战。
目前,我国建筑陶瓷企业主要分布在东南沿海一带,如广东的佛山、福建的晋江、浙江的温州、河北的唐山、山东的淄博和潍坊等地。企业过分集中于少数地区,这种现状虽然具有有
利的一面,但我们也决不能忽略其不利的一面。第一,这种过于集中的特点会造成严重的局部重复建设和资源浪费,不利于我国建筑陶瓷工业的全面、可持续发展;第二,容易造成企业间的恶性竞争,不利于我国建筑陶瓷工业的健康发展;第三,容易造成产品的局部供大于求,而过剩部分的产品要外销特别是销往较远的(如东北、西北等)地区,销售成本无疑会增加;第四,容易造成主要原材料的缺乏,这些原料长期大量外购,也会增加生产成本。
2.发展趋势
氧化铝陶瓷作为先进陶瓷中应用最广的一种材料，伴随着整个行业的发展呈现以下发展趋势：
（１）技术装备水平将快速提高：
计算机技术和数字化控制技术的发展促进了先进陶瓷材料工业的技术进步和快速发展，诸如自动控制连续烧结窑炉、大功率大容量研磨设备、高性能制粉造粒设备等净压成型设备等先进的成套设备有利地推动了行业整体水平的提高，同时在生产效率、产品质量等方面也都明显改善。
（２）产品质量水平不断提高：国内微晶氧化铝陶瓷制品从无到有，产业规模从小到大，产品质量从低到较高，经历了一个快速发展的历程。（３）产业规模将迅速扩大：微晶氧化铝陶瓷制品作为其它行业或领域的基础材料，受着其它行业发展水平的影响和限制。从目前氧化铝陶瓷的应用情况看，应用范围越来越宽，用量越来越大，特别是在防磨工程和建筑陶瓷生产方面的用量增加将更为显著。
五、结语
氧化铝陶瓷具有稳定的理化性能和十分优异的机电性能,近年来在各个领域得到了广泛应用。随着科学技术的发展、制造水平的提高,对 氧化铝陶瓷性能不断提出新的要求,在《中国高新技术产品目录》的高性能功能陶瓷、结构陶瓷中,陶瓷基片、铬氧化铝陶瓷、微晶氧化铝陶瓷耐磨材料以及其他以氧化铝为主要原料的各种陶瓷材料与制品均收录其中。氧化铝陶瓷新材料的研究、开发与应用将是今后的热点,同时各种高性能的氧化铝陶瓷新材料、新产品也将不断涌现。
α－氧化铝 以其强度高、 硬度大、 耐高温、 耐磨损 等一系列优异特性， 在各种新型陶瓷材料 的生产中 得到广泛的应用 。它不但是制做集成 电路 基片、 人 造宝石、 切削刀具 、
人造骨骼等高级氧化铝陶瓷的粉 体原料， 而且可用作荧光粉载体、 高级耐火材料、 特 殊研磨材料等。随着现代科学技术的发展， α一 氧化 铝的应用领域正在迅速拓宽 ， 市场需求量也在 日益 增大 ， 其前景非常广阔。
α 一氧化铝在功能陶瓷中的应用
功能陶瓷酌特性与用途 功能陶瓷是指那些利用其电、 磁 、 声、 光 、 热等性 质或其耦合效应， 以实现某种使用功能的先进陶瓷， 其具有绝缘性、 介电性、 压电性 、 热电性 、 半导体 、 离 子传导性以及超导性等多种电气性能， 因此有多方 面的功能和极广泛的用途。 目前已大规模实用化 的 主要是集成电路基板和封装用绝缘 陶瓷、 汽车火花 塞绝缘陶瓷、 在电视机和录像机中广泛使用的电容 器介电陶瓷、 有多种用途的压电陶瓷和各种传感器 用敏感陶瓷， 此外还用于高压钠灯发光管等。
α 一氧化铝在结构陶瓷中的应用
结构陶瓷具有硬度高、 强度大、 耐高温、 化学稳 定性优异、 绝缘性佳和介电性 能优等一系列特点 ， 广 泛应用在黄金矿产 、 矿渣和煤炭等粉体或悬 浮液输 送管线的内衬； 旋
风分离器、 燃气轮机、 泵体的叶片、 柱塞 、 套管和各种 阀门； 制药 、 陶瓷业高速搅拌机研 磨体 、 dvvt发动机是什么意思挤出模具和陶瓷剪刀 ； 电缆、 电线和纺织行业 的导轮； 化工厂裂解炉用喷嘴或食品、 陶瓷业中喷雾 干燥器用喷嘴 ； 林 业中切削木材的切割刀具及机械 行业中各种切削刀具、 高精度密封元件、 量具 、 刀具 等。
α－氧化铝在 生物陶瓷中的应用
生物陶瓷材料作为无机生物医学材料， 与金属 材料 、 高分子材料相比没有毒副作用， 与生物体组织 有 良好的生物相容性 、 耐腐蚀性等优点 ， 已越来越受 到人们的重视 ， 生物陶瓷材料的研究与临床应用 ， 已 从短期的替换与填充发展成为永久性牢 固种植 ， 从 生物惰性材料发展到生物活性 的材料及多相复合材 料。近年来 ， 氧化铝多孔陶瓷由于具有耐化学侵蚀 、 耐磨 ， 具有 良好的高温稳定性 滴滴 优步以及热 电特性， 被用于全新君威 制作人工髋关节 、 人造膝关 节、 人工股骨 头、 其他人 工骨、 人Ⅲ 【 _ 牙根和骨骼固定螺钉及修补角膜等。
( 3 ) 生物陶瓷材料所用的 a一氧化 铝应具有 与 生物组织良好的相容性， 并具有耐腐蚀性。溶胶 一 凝胶法可改善氧化铝多孔陶瓷孔径分布的控制 、 相 变 、 纯度及显微结构；
( 4 ) 新型陶瓷材料由单晶、 高纯材料向多相复合 陶瓷及纳米陶瓷材料的方向发展， 其前景十分广阔， 研究开发晶衡氧化铝和纳米氧化铝可增加产品的科 技含量， 提高产品的附加值， 取得更高的经济效益。
稀土氧化物陶瓷材料在热障涂层上的应用现状
航空发动机技术的发展，要求热障涂层用陶瓷材料应具有更低的热导率和更高的相稳定性能。由于稀土氧化物陶 瓷材料在热障涂层上的广泛应用，综述了稀土氧化物涂层、镧铝氧化物及稀土氧化物（一元、二元、多元 ）稳定ZrO2等热障涂层材料 的研究现状。发展方向。
近年来， 随着航空发动机向高推重比、 高流量比、 高涡轮进口温度的方向发展， 发动机高温部件必须承受更高的温度， 从而对热障涂层陶瓷材料提出了新的要求。传统的 YSZ 陶瓷已很难满足发展要求， 必须寻求新的陶瓷材料。稀土氧化物由于其优良的热物理性能， 在热障涂层用材料中占有重要的地位。
稀土氧化物涂层
由于稀土元素一般具有较高的熔点， 早在1991年就有学者研究用稀土氧化物的混合物来制备热障涂层， 稀土氧化物涂层Nb2O5的主要相组成一般是La2O3' CeO2、Pr2O3 、Nb2O5。与ZrO2 相比， 稀土氧化物涂层具有较低的热扩散系数和较高的热膨胀系数， 因此有潜力用作热障涂层材料。
ZrO2系列陶瓷材料是应用最广的热障涂层陶瓷材料， 它所用的稀土氧化物稳定剂根据阳离子化合价可分为三价、 四价、 五价稳定剂，
若采用合适的方法改善稀土氧化物的相稳定性和镧铝氧化物的热物理性能， 二者均有可能用于新型热障涂层。除此之外，二元稳定ZrO2 、多元稳定 ZrO2 也能替代传统的YSZ而成为下一代热障涂层陶瓷材料。由于二者实际上都是以ZrO2 为基的固溶体， 根据材料热物理性能本质， 通过向其晶格内部掺杂更多的氧化物部分取代原晶体结构的金属阳离子而引入点缺陷， 可进一步降低热导率并改善热膨胀性能， 这同样适合于镧铝氧化物。因此未来的研究应从以下3个方面进行：1） 采用合适的方法提高稀土氧化物的高温相稳定性；2） 改进镧铝氧化物的热物理性能； 3）采用合适的氧化物对 ZrO2 基热障涂层材料进行掺杂， 进一步改善其热物理性能。
陶瓷材料具有耐高温、高强度、高硬度、强的抗腐蚀等优异性能，被认为是最有希望的新一代超高温结构材料之一。陶瓷材料稳定使用温度高，可高达1400℃，有效提高了热效率，并降低了能耗。更重要的是陶瓷材料密度小，仅是高温合金的1／4—1／3，大大降低了构件的重量和旋转件的应力，从而有望极大的提高航空发动机的推重比和使用性能。但是，因陶瓷材料化学键特点与物理特性，使其强韧性较差，这成为陶瓷工程化应用的瓶颈。因而各国学者开始转向陶瓷基复合材料。陶瓷基复合材料通常是以纤维、晶须或颗粒为增强体，通过一定的复合工艺与陶瓷基体结合在一起而形成的新型材料，这种材料通过行之有效的增韧机制以克服陶瓷材料固有的脆，进而改善陶瓷材料的力学性能。陶瓷基复合材料的实质就是通过相变增韧、颗粒弥散增韧和纤维(晶须)增韧来改善陶瓷材料的力学性能，特别是断裂韧性。因而开发陶瓷基复合材料，成为改善传统单一结构陶瓷脆性的主要手段，受到各国的高度重视和广泛研究。
共晶自生复合陶瓷是在凝固过程中，基体与第二相从熔体中同时共生复合，抛弃了传统复合材料制备过程中必需人工加人纤维及相应的复合技术，彻底消除了基体与第二相之间的人为界面，并可通过凝固过程参数的调整来控制复合材料的显微组织¨J，因此，具有工艺简单、组成相热力学稳定性高、相分布均匀规则、相界面结合牢固、组织可控性高、材料
性能优越以及结构与功能一体化等特点。对于陶瓷材料而言，凝固技术还可以大大降低直至完全消除粉末烧结过程中产生的孔洞和界面非晶相，提高材料的致密度和织构化程度。
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