碳化硅陶瓷

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碳化硅陶瓷范文第1篇

关键词：成型压力；造孔剂；孔隙率；强度；过滤压降；碳化硅

1 引言

目前，我国电力工业是以火力发电为主，但高温烟气净化水平不高，不仅污染环境，而且浪费掉大量的热能和有用资源。高温气体除尘技术是21世纪一种先进的高效节能技术，该项技术的应用可以促进协调我国资源、经济与环境，实现可持续发展。高温气体除尘技术的关键是在高温下直接将烟气实现气固净化分离，并使排出的烟气符合环保标准。

要想去除高温烟气中的尘粒，要求所选陶瓷材料必须能承受高温（500～900℃）、高压（1.0～3.0 MPa）以及脉冲反吹时因温度差突变而引起的热应力变化。因此，研发一种具有优异性能的高温陶瓷过滤材料很有必要。

采用碳化硅材料制备的多孔陶瓷支撑体的最大优点是抗热冲击性好、高温强度高和耐腐蚀性好，在严酷的条件下可以保持良好的稳定性；同时，碳化硅陶瓷具有良好的抗弯强度，抗弯强度的大小直接影响到多孔陶瓷支撑体的使用寿命。因此，碳化硅多孔陶瓷支撑体是一种优良的高温气固分离材料。

等静压成型工艺是目前一种较为先进的成型工艺，具有组织结构均匀、不易变形、烧成收缩率小、模具成本低、生产效率高、可成型形状复杂和精密尺寸制品等突出优点，应用前景非常广泛。

本文主要根据等静压成型的特点和碳化硅的特性研究如何制备出高孔隙率和高折强度的碳化硅陶瓷支撑体，使其工业化、产业化，在高温气固分离行业得到广泛的应用。

2 试验过程

2.1 试验原料及设备

试验原料：碳化硅（60目），复合陶瓷粉体，造孔剂（木纤维）和粘结剂（PVA溶液）。

主要设备：冷等静压机，电动抗折试验机，高温烧结炉，显气孔体密测定仪等。

2.2 试样的制备

以碳化硅颗粒为骨料搭建骨架，利用细粉作为陶瓷结合剂，将混合均匀的复合陶瓷粉体缓缓加入骨料中混合均匀，然后将造孔剂加入到骨料中，在转动的混炼机中碾压均匀，之后陈化24 h。在等静压模具中等压成型，尺寸为Φ60 mm ×Φ40 mm × 750 mm；将成型后的试样放入恒温烘箱中进行低温烘干处理，在1330℃下烧成，保温时间为4 h。

3 结果与讨论

3.1 成型压力对碳化硅陶瓷支撑体孔隙率、抗折强度的影响

成型压力的大小对陶瓷坯体的致密度、烧成后制品的强度和孔隙率有直接的影响。成型压力高，坯体强度高，脱模时不易破碎，烧成后制品的强度高，孔隙率小；成型压力低，坯体强度低，脱模时易损坏，烧成后制品的强度低，孔隙率高。因此合适的成型压力是制备出优异的陶瓷制品关键因素之一。

成型压力与抗折强度和孔隙率的关系见图1，随着成型压力的提高，碳化硅支撑体的抗折强度随之升高，孔隙率下降，且下降幅度较大。而研究制备的碳化硅多孔陶瓷材料，需要保持一定的孔隙率（≥35%），因此不能只单一考虑碳化硅陶瓷强度来选取成型压力。由图1可知，成型压力在40 mPa的时，测得孔隙率>35%，抗折强度>22 Mpa；成型压力超过45 mPa时，孔隙率低于35%，此时气体通过碳化硅支撑体的的阻力偏大，影响支撑体的使用效率。

3.2 造孔剂与所需成型压力的关系

引入的造孔剂需满足两个条件：一是不能和陶瓷基体进行反应；二是烧结过程中易排除，不会留下影响多孔陶瓷性能的残留物质。在多孔陶瓷材料中，造孔剂有很多种，如活性炭粉、石墨、淀粉、聚乙烯醇、纤维素等。

造孔剂与所需成型压力的关系见图2，在保持空隙率>35%的前提下，随着造孔剂含量的提高，所需成型压力大致呈线性升高，但是造孔剂添加过量后使得坯体成型以及烧成时收缩变大，烧成后的坯体易产生微裂纹等缺陷，制品的力学性能大幅度下降。相关研究结果显示，造孔剂的含量选取3 wt%较为合适，此时需要的成型压力为40 MPa，孔隙率为36.8%。

3.3 成型压力对碳化硅陶瓷支撑体过滤压降的影响

表征碳化硅陶瓷支撑体使用性能的主要参数之一是过滤压降，过滤压降的大小直接影响碳化硅陶瓷支撑体使用过程中的烟气过滤效率。过滤压降越小，烟气过滤效率越高，制品的性能越好。

成型压力与过滤压降的关系见图3。由图3所示，随着成型压力的不断提高，过滤压降也随之大幅度提高，两者基本呈线性关系；加入造孔剂木纤维后，在相同的成型压力下，陶瓷支撑体的过滤压降明显低于未加造孔剂的陶瓷支撑体的过滤压降。为了降低过滤压降，有两种方式：一是继续降低成型压力；二是添加造孔剂以提高碳化硅陶瓷支撑体的孔隙率。若成型压力过低，成型后的坯体强度低、极易开裂、断裂、碳化硅颗粒易剥落、不易成型，烧成后制品的强度会大幅度下降，严重影响使用寿命。因此选取合适的成型压力是技术关键之一。

4 结论

本文对碳化硅陶瓷支撑体的等静压成型进行了研究，综合试验结果，所得出结论如下：

（1）当成型压力为40 MPa时，碳化硅陶瓷支撑体的抗折强度和孔隙率的性能较为理想，此时的孔隙率为36.8%，抗折强度约为23.5 MPa。

（2）对成型压力、造孔剂含量和过滤压降的研究发现，三者基本呈线性关系。成型压力的选取至关重要。

参考文献

[1] 李双.冷等静压法制备大孔径多孔陶瓷管研究[D].淄博：山东理

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[2] 迟伟光，江东亮，黄政仁，等.碳化硅多孔陶瓷的制备及烧结研究

[J].化学学报，2003，61（12）：2002～2007.

[3] 李俊峰，林红，李建保.碳化硅多孔陶瓷气孔率和强度影响因素

[J].无机材料学报， 2011， 26（9）：944～948.

[4] 刘有智，石国亮，郭雨.新型多孔碳化硅陶瓷膜管的制备与性能

表征[J].膜科学与技术，2007，27（1）：32～34.

Study on the Forming Pressure of SiC Porous Ceramics Materials for

High Temperature Gas Solid Separation

LUN Wen-shan 1，XU Ze-yue 2 ，ZHUJun 1，LU Li-fang 1，GUO Wen-fei 2， JIANG Xin-yan2

（1 Jiangsu Jiuwu High-Tech co.， LTD， Nanjing 210000；

2 Jiangsu province ceramics research institute co.， LTD， Yixing 214221）

碳化硅陶瓷范文第2篇

【关键词】设备部门；消毒供应中心；一次性无菌医疗用品；规范化管理

【中图分类号】R415 【文献标识码】B 【文章编号】1005-0515(2011)07-0310-01

随着医学技术的进步和科学技术水平的提高，一次性使用无菌医疗用品愈来愈广泛地应用于临床诊疗过程，提高了临床工作效率，促进了诊疗技术的发展，有效地预防、控制了医院感染发生。但是，因生产过程、生产条件等不完善而导致的一次性医疗用品不能达到无菌、无热源等标准也为临床使用带来了很大的威胁。同时医疗机构也存在着对一次性医疗用品管理不完善，违反使用操作规程，医护人员存在感染控制意识不强，这些引发医院感染的潜在隐患，将会导致严重后果。由此可见，一次性使用无菌医疗器具从生产、经营到临床使用，用后处理等环节必须建立严格的标准和监督管理机制[1]。

为保证一次性无菌医疗用品的安全使用，为临床提供重要保障，我院有关职能部门、设备部门和消毒供应中心加强了对一次性无菌医疗用品各环节的监督和管理，提高了质量监测覆盖率及执行力。从进货、验收、贮存、发放，到临床使用，回收处理各个环节严格控制，有效监管，做到了购进制度化，验收规范化，管理科学化，为降低医院感染发生率，提高医疗质量，保证患者生命安全起到了关键性的作用。现将我院对一次性使用无菌医疗用品规范化管理实施措施介绍如下。

1 提高认识规范管理

一次性使用无菌医疗用品的质量及在临床使用过程中的管理不仅关系到病人的健康、生命安全和感染控制。同时对社会及医务人员自身的健康也具有重要的意义。因此各医疗机构有责任、有义务不断加强其管理的规范化，并将其列为医院感染管理的重要一环，并严格按照《医院感染管理办法》规定，进一步加强管理[1]。在进行一次性医疗用品管理和使用中，我们应牢固树立“零缺陷”观念，防患于未然。安全工程科学研究中的“海恩法则”告诉我们：每一起严重事故的背后，必然有29起轻微事故、300起未遂先兆及1000起事故隐患。掌握与遵循这一法则，对高风险的医疗行为具有非常重要的意义[2]。

为规范一次性使用无菌医疗器具的生产和确保产品的安全使用，卫生部会同相关部门先后颁布了有关一次性输液器、注射器、输血管等产品的国家标准，分别从物理、化学、生物等方面规定了强制性要求。专门对医疗机构采购、使用一次性无菌医疗器械及其用后处理等环节进行了明确的规定。我院在实施规范化管理措施中，职能部门首先加强全院医护人员一次性无菌医疗用品安全管理和使用知识培训，强化医院感染控制意识，加大监管力度。设备科和消毒供应中心严格按照相关规定，完善并落实相关制度，规范操作流程，建立一次性使用无菌医疗用品管理流程：统一采购，索证检验，质量验收，建立帐册登记，规范贮存保管、发放、用前安全检查、发生不良反应追查问责、无害化回收处理。

2 规范化培训

所有员工都应该接受培训，不断提高思想素质和职业素质。首先要加强职业道德教育，对工作有高度的责任感，认真履行岗位职责，工作严谨、慎独，保障临床需求。其次，要加强专业培训，定期组织学习各项规章制度，一次性无菌物品规范化管理、消毒灭菌，预防医院感染等理论知识。质检人员要加强自身业务素质的提高，全面熟练掌握各项检测技术和操作规程，以便肩负质量检测及带教指导工作。由于一次性医疗用品在诊疗过程中涉及的科室及人员多，所以应加强医务人员对医院感染控制、一次性无菌物品管理的重要性、必要性以及用后处理不当所造成的危害性的认识，应加强宣传教育，做好培训工作。

3 控制环节质量的管理对策

3.1 严格控制产品采购采购是一次性使用无菌医疗用品的第一环节，也是管理的最重要的环节，我院所用一次性无菌医疗用品必须由设备部门统一集中采购，使用科室不得自行购入。对购入物品首先进行索证检查，核验证件，要具有三证或质检中心出示的质量检测报告，这是决定物品是否符合资质要求能否购入的首要条件及关键步骤，若证件不全或过期，则说明生产企业或经营单位不具备相应的能力，故应严格把关，对证件齐全的无菌物品应进行严格的质量验收，查验每箱（包）产品的检验合格证、生产日期、生产和灭菌批号及灭菌标识和失效期等，进口的一次性导管等无菌医疗用品应具有无菌日期和失效期等中文标识。杜绝不合格产品流入医院。

3.2规范库房物品管理消毒供应中心应确保一次性无菌医疗用品验收、贮存保管、发放各环节的质量控制，应有专人负责并建立登记帐册，认真登记物品名称、规格、数量、型号、批号，做好出入库、发放、回收登记，随时掌握各科室物品使用动态需求，设置合理的库存量，避免超量贮存，按照有效日期顺序摆放并合理安排发放，防止物品过期。质检人员应进行质量验收，对不同批号，不同生产批次抽样做生物监测，理化监测，检测合格后方可使用，并记录备案。按照管理规范要求，库房环境应阴凉干燥，通风良好，洁净整齐，温度保持在200C-250C，湿度保持在50%--60%，物品放置距地面20cm,距墙面10 cm，距天花板50 cm。有资料统计，一次性无菌物品领取后在清洁区无菌物品存放间拆开外包装，其空气微生物含量可以从原来平均165.38cfu/m3降至88.46 cfu/m3〔3〕。因此，应根据每日使用量拆除外包装后由一次性无菌物品库房送入一次性无菌物品发放间，按一次性无菌物品存放要求分类有序存放，更有效的避免无菌物品二次污染。

3.3 完善科室使用制度按照领取-使用-医疗废物处置环节进行细节管理，完善一次性无菌物品科室使用环节管理制度。临床、医技科室在进行医疗护理操作时，应确保物品在使用环节中的安全，禁止使用非正常途径提供的物品，严格按照一次性无菌物品使用管理规范，做到使用前认真检查产品质量，使用中发现问题及时向有关部门反馈，领取存放后定人定期清查治疗室无菌柜中备用物品，并注意按有效期顺序存放和使用，禁止使用过期物品，禁止重复使用一次性无菌物品，使用后一次性无菌物品严格按照医疗废物分类处置要求，确保使用安全和无害化处理。应建立热源反应追查制度，如有输液反应，应留取标本送检，并填写一次性医疗用品使用情况反馈单，上报院感科和设备科。设备科、供应中心应与使用科室充分沟通，及时听取反馈，满足其使用要求。

3.4 职能部门加强监管医院感染管理科室应履行对一次性使用无菌医疗用品采购、贮存保管、发放管理和回收处理的监督检查职能，与护理部共同负责监管全院医护人员对一次性无菌用品管理制度执行情况，并规范操作使用，促使各项规章制度的有效落实和操作流程的规范化管理。随时对产品质量进行监督检查，及时收集使用过程中所发生的各种不良反应及有关情况，并将其向设备科、消毒供应中心反馈，及时避免因不规范操作行为给患者造成的安全隐患。

参考文献

[1] 钟秀玲，郭燕红，黄虹，等.医院供应室的管理与技术〔M〕.2版.北京：中国协和医科大学出版社，2006：72，74

[2] 徐伟英，何萍，李永瑾.手术室医院感染的细节管理〔J〕.中化医院感学杂志，2009，19（11）：1392-1394

碳化硅陶瓷范文第3篇

1.抛光废渣的热分析：图1是抛光废料室温到1250℃的差热、热重分析图。图中显示由室温到600℃左右，出现了明显的失重，这是吸附水和氯化镁结晶水脱除、氯化镁分解以及废渣沉淀剂氧化的综合结果[3]，由600℃到1050℃左右，热重曲线稍有变化，1050℃以后，热重曲线保持不变，可能是废渣中碳化硅含量不高，并且碳化硅氧化中碳的脱除与氧与硅反应形成一定的互补造成的,其化学反应式为：SiC+2O2=SiO2+CO2↑

2.抛光废渣的发泡特性：抛光废渣中碳化硅含量低，所以在热重分析时碳化硅氧化造成的重量变化不明显，但这不等于对烧成后期的影响不大，实际上，1摩尔碳化硅氧化成氧化硅会放出1摩尔的二氧化碳，放出气体的体积接近碳化硅固体体积的2000倍，所以，即使废渣中碳化硅含量很少，如果烧成时产生的二氧化碳封闭在坯体中，则坯体的密度和强度会显著下降。为了更加详细了解抛光废渣在烧成时的表现，我们将抛光废渣制成试样，利用可视化烧成设备测试了该试样在烧成时的膨胀与收缩现象，结果示于图2。传统的抛光磨头的成分主要有氯化镁、氧化镁、碳化硅等，其中碳化硅可以在较高温度下氧化放出二氧化碳气体。而作为胶凝材料的氯化镁在600℃前分解放出大量的气体。近年新型的抛光磨块的结合剂则为铜基、铝基、铁基的金属合金，以粉末冶金方法与碳化硅或者金刚石磨料烧结一起，金属材料高温虽不会产生气体，但作为杂质也会对陶瓷烧成有一定的影响。从抛光废渣的膨胀收缩曲线（图3）可以看出，抛光废渣试样从900℃左右开始收缩，说明含有磨料的抛光砖废渣，其烧结温度大大降低，出现液相的温度提前，在该温度下已有液相生成，试样开始烧结。收缩持续到在1100℃左右，膨胀开始出现，并且随着温度的升高，几乎直线上升，直到1250℃升温结束。根据膨胀收缩曲线，可以认为在1100℃该试样已经有大量液相存在，此时生成的气体主要被液相包围，随着温度进一步升高，气体压力增大，气体膨胀，由于液相黏度大，坯体中的气体无法及时释放，因此气泡变大，坯体体积增大。随着温度升高，碳化硅不断氧化完全，体积越来越大。

3.分段研究抛光废渣烧结性能：由于抛光废渣的发泡性，在陶瓷墙地砖中使用，生产工艺会变得难以控制，无法保证砖的质量，为此我们将各抛光段废渣分别进行了研究。根据实验统计，在所有抛光废渣中，刮平和100目以前粗抛所产生的废渣占到80%以上，中磨段约10%，细磨段不到10%。抛光生产线各段所用的磨头有所不同，磨块用量和磨削量也不相同，废渣的成分、粒度等有诸多差异，因此我们进行分段取样进行烧结性能测试，结果列于表1。由表可看出，1090℃以下抛光废渣以收缩为主，1138℃抛光废渣已经膨胀，这是由于碳化硅氧化产生气体量过大、此温度废渣中液相量增多，氧化产生气体不能及时排除产生所谓发泡现象，造成坯体体积膨胀；1138℃前随着温度的升高吸水率下降，在1138℃达到最低，说明在此温度，开口气孔逐渐变为闭口气孔。1175℃吸水率上升可能是由于随温度升高玻璃相粘度降低，闭气孔中气体膨胀，气泡破裂，重新形成开口气孔造成。各段废渣比较，细磨段废渣1138℃收缩率最大，1175℃膨胀率最大，同样温度吸水率最小，这说明细磨段废渣的烧结性能与粗磨及中磨段有较大的差别，这是由于细磨段粒度小，高温下烧结活性高，而且废渣中磨块成分的含量最高，即熔剂成分Mg离子含量高，造成高温时玻璃相量较大、粘度较高，故细磨段废渣所形成的气孔以封闭气孔为主。由分段试验可以看出，抛光废渣的收缩膨胀吸水率等烧结性能,与抛光废渣中含有的磨料成分及废渣本身粒度有很大的相关性，如果要在生产中应用，工艺上采取均化步骤是必不可少的，本厂的做法是抛光废渣压滤后，以每批1000吨为一个均化单位，集中堆积后采用挖掘机进行粗均化，取样化验后，再作为陶瓷原料使用。为了提高抛光废渣的利用率、使原料的均匀性更好，采取了分段收集处理抛光废渣的方法：将磨料及溶剂含量少的刮平、粗磨和中磨废渣与细磨废渣分开收集，前段废渣可以直接用于陶瓷砖生产，细磨废渣可以供给轻质砖厂做生产轻质砖的发泡原料，也可以作为原料浆按一定配比加到料浆池中作为原料再利用，这样做的目的是避免因细磨段细度小、含较多电解质，出现浆料流动性差现象，影响球磨及放浆。

4.抛光废渣在墙地砖中的应用试验：为了寻找抛光废渣在陶瓷生产中应用的方法，将一定量均化处理的抛光废渣掺加到不同吸水率坯体中，进行烧结试验。设计的实验方案如下：A－广场砖粉料外加25％抛光砖废渣；B－抛光砖粉料外加25％抛光砖废渣；C－釉面砖粉料外加25％抛光砖废渣。混合料压制成试样后，在对应产品的烧成温度附近进行烧结实验，广场砖和抛光砖的烧成温度为1200℃，釉面砖的烧成温度为1130℃。烧结实验结果列于表2。数据表明，加废渣的抛光砖和广场砖烧成后都有不同程度的膨胀发泡现象，在釉面砖素烧温度下，坯体没有膨胀，砖的吸水率也达到了国家标准17%以下的要求。这是由于釉面砖烧成温度较低，并且素烧工艺有利于坯体排放大量气体。我们已成功地利用抛光砖废渣生产出质量优良的釉面砖，相关生产技术将另文论述。

结语

碳化硅陶瓷范文第4篇

陶瓷材料一般分为传统陶瓷和现代技术陶瓷两大类。传统陶瓷是指用天然硅酸盐粉末(如黏土、高岭土等)为原料生产的产品。因为原料的成分混杂和产品的性能波动大，仅用于餐具、日用容器、工艺品以及普通建筑材料(如地砖、水泥等)，而不适用于工业用途。现代技术陶瓷是根据所要求的产品性能，通过严格的成份和生产工艺控制而制造出来的高性能材料，主要用于高温和腐蚀介质环境，是现代材料科学发展最活跃的领域之一。下面对现代技术陶瓷三个主要领域:结构陶瓷、陶瓷基复合材料和功能陶瓷作一简单介绍。

一、结构陶瓷

同金属材料相比，陶瓷的最大优点是优异的高温机械性能、耐化学腐蚀、耐高温氧化、耐磨损、比重小(约为金属的1/3)，因而在许多场合逐渐取代昂贵的超高合金钢或被应用到金属材料根本无法胜任的场合，如发动机气缸套、轴瓦、密封圈、陶瓷切削刀具等。结构陶瓷可分为三大类;氧化物陶瓷、非氧化物陶瓷和玻璃陶瓷。

1、氧化物陶瓷

主要包括氧化铝、氧化错、莫来石和钦酸铝。氧化物陶瓷最突出优点是不存在氧化问题，原料价格低廉，生产工艺简单。氧化铝和氧化错具有优异的室温机械性能，高硬度和耐化学腐蚀性，主要缺点是在1000℃以上高温蠕变速率高，机械性能显著降低。氧化铝和氧化错主要应用于陶瓷切削刀具、陶瓷磨料球、高温炉管、密封圈和玻璃熔化池内衬等。莫来石室温强度属中等水平，但它在1400℃仍能保持这一强度水平，并且高温蠕变速率极低，因此被认为是陶瓷发动机的主要候选材料之一。上述三种氧化物也可制成泡沫或纤维状用于高温保温材料。钛酸铝陶瓷体内存在广泛的微裂纹，因而具有极低的热膨胀系数和热传导率。它的主要缺点是强度低，无法单独作为受力元件，所以一般用它加工内衬用作保温、耐热冲击元件，并已在陶瓷发动机上得到应用。

2、非氧化物陶瓷

主要包括碳化硅、氮化硅和赛龙(SIALON)。同氧化物陶瓷不同，非氧化物陶瓷原子间主要是以共价键结合在一起，因而具有较高的硬度、模量、蠕变抗力，并且能把这些性能的大部分保持到高温，这是氧化物陶瓷无法比拟的。但它们的烧结非常困难，必须在极高温度（1500～2500℃)并有烧结助剂存在的情况下才能获得较高密度的产品，有时必须借助热压烧结法才能达到希望的密度(＞95%)，所以非氧化物陶瓷的生产成本一般比氧化物陶瓷高。

这些含硅的非氧化物陶瓷还具有极佳的高温耐蚀性和抗氧化性，因此一直是陶瓷发动机的最重要材料，目前已经取代了许多超高合金钢部件。现有最佳超高合金钢的使用温度低于1100℃，而发动机燃料燃烧的温度在1300℃以上，因而普遍采用高压水强制制冷。待非氧化物陶瓷代替超高合金钢后，燃烧温度可提高到1400℃以上，并且不需要水冷系统，这在能源利用和环保方面具有重要的战略意义。

非氧化物陶瓷也广泛应用于陶瓷切削刀具。同氧化物陶瓷相比，其成本较高，但高温韧性、强度、硬度、蠕变抗力优异得多，并且刀具寿命长、允许切削速度高，因而在刀具市场占有日益重要地位。它的应用领域还包括轻质无陶瓷轴承、密封件、窑具和磨球等。

3、玻璃陶瓷

玻璃和陶瓷的主要区别在于结晶度，玻璃是非晶态而陶瓷是多晶材料。玻璃在远低于熔点以前存在明显的软化，而陶瓷的软化温度同熔点很接近，因而陶瓷的机械性能和使用温度要比玻璃高得多。玻璃的突出优点是可在玻璃软化温度和熔点之间进行各种成型，工艺简单而且成本低。玻璃陶瓷兼具玻璃的工艺性能和陶瓷的机械性能，它利用玻璃成型技术制造产品，然后高温结晶化处理获得陶瓷。工业玻璃陶瓷体系有镁一铝一硅酸盐、锂一镁一铝一硅酸盐和钙一镁一铝一硅酸盐系列，它们常被用来制造耐高温和热冲击产品，如炊具。此外它们作为建筑装饰材料正得到越来越广泛的应用，如地板、装饰玻璃。

二、陶瓷基复合材料

复合材料是为了达到某些性能指标将两种或两种以上不同材料混合在一起制成的多相材料，它具有其中任何一相所不具备的综合性能。陶瓷材料的最大缺点是韧性低，使用时会产生不可预测的突然性断裂，陶瓷基复合材料主要是为了改善陶瓷韧性。基于提高韧性的陶瓷基复合材料主要有两类:氧化错相变增韧和陶瓷纤维强化复合材料。

氧化锆相变增韧复合材料是把部分稳定的氧化锆粉末同其它陶瓷粉末(如氧化铝、氮化硅或莫来石)混合后制成的高韧性材料，其断裂韧性可以达到10Mpa，以上，而一般陶瓷的韧性仅有3Mpa左右。这类材料在陶瓷切削刀具方面得到了非常广泛的应用。

纤维强化被认为是提高陶瓷韧性最有效和最有前途的方法。纤维强度一般比基体高得多.所以它对基体具有强化作用;同时纤维具有显著阻碍裂纹扩展的能力，从而提高材料的韧性。目前韧性最高的陶瓷就是纤维强化的复合材料，例如碳化硅长纤维强化的碳化硅基复合材料韧性高达30 Mpa以上，比烧结碳化硅的韧性提高十倍.但因为这类材料价格昂贵，目前仅在军械和航空航天领域得到应用。另一引人注目的增强材料是陶瓷晶须。晶须是尺寸非常小但近乎完美的纤维状单晶体.其强度和模量接近材料的理论值，极适用于陶瓷的强化。目前这类材料在陶瓷切削刀具方面已经得到广泛应用，主要体系有碳化硅晶须一氧化铝一氧化铅、碳化硅晶须一氧化铝和碳化硅晶须一氮化硅。

三、功能陶瓷

功能陶瓷是具有光、电、热或磁特性的陶瓷，已经具有极高的产业化程度。下面简介几类主要功能陶瓷的性能。

1、导电性能

陶瓷材料具有非常广泛的导电区间，从绝缘体到半导体、超导体。大多数陶瓷具有优异的电绝缘性，因而被广泛用于电绝缘体。半导体分为电子型和离子型半导体，以晶体管集成电路为代表的是电子型半导体。离子型半导体仅对某些特殊的带电离子具有传导作用，最具有代表性的是稳定氧化锆和β一氧化铝。稳定氧化钻仅对氧离子具有传导作用，主要产品有氧传感器(主要用来测定发动机的燃烧效率或钢水中氧浓度)、氧泵(从空气中获得纯氧)和燃料电池。β一氧化铝仅对钠离子具有传导作用，主要用来制造钠一硫电池，其特点是高效率、对环境无危害和可以反复充电。陶瓷超导体是近10年才发展起来的.它的临界超导转化温度在所有类超导体中最高，已经达到液氮温度以上。典型的陶瓷超导体为钇一钡一铜一氧系列材料，已经在计算机、精密仪器领域得到广泛应用。

2、介电性能

大多数陶瓷具有优异的介电性能，表现在其较高的介电常数和低介电损耗。介电陶瓷的主要应用之一是陶瓷电容器。现代电容器介电陶瓷主要是以钛酸钡为基体的材料。当钡或钛离子被其它金属原子置换后，会得到具有不同介电性能的电介质。认酸钛基电介质的介电常数高达l000以上，而过去使用的云母小于10，所以用钛酸钡制成的电容器具有体积小、电储存能力高等特点。钛酸钡基电介质还具有优异的正电效应。当温度低于某一临界值时呈半导体钟电状态，但当温度超过这一临界值时，电阻率突然增加到倍成为绝缘体。利用这一效应的产品有电路限流元件和恒温电阻加热元件。许多陶瓷，如错钛酸错，具有显著压电效应。当在陶瓷上施加外力时，会产生一个相应的电信号，反之亦然，从而实现机械能和电能的相互转换。压电陶瓷用途极其广泛，产品有压力传感元件、超声波发生器等。

3、光学性能

陶瓷在光学方面的应用主要包括光吸收陶瓷、透光陶瓷、陶瓷光信号发生器和光导纤维。利用陶瓷光吸收特性在日常生活中随处可见.如涂料、陶瓷釉和珐琅。核工业中，利用含铅、钡等重离子陶瓷吸收和固定核辐射波在核废料处理方面应用非常广泛。陶瓷也可被制造用来透过不同波长的光线，其中最重要的就是红外线透射陶瓷，它仅允许红外光线透过，被用来制造红外窗口，在武器、航空航天领域和高技术设备上得到广泛应用。这类材料的典型代表有硫化锌陶瓷和莫来石等.陶瓷还是固体激光发生器的重要材料，典型代表有红宝石激光器和忆榴石激光器。光导纤维是现代通讯信号的主要传输媒介，它是用高纯二氧化硅制成的，具有信号损耗低、高保真性、容量大等特性，是金属信号传愉线无法比拟的。

4、磁学性能

金属和合金磁性材料具有电阻率低、损耗大的特性，尤其在高频下更是如此，已经无法满足现代科技发展的需要。相比之下，陶瓷磁性材料有电阻率高、损耗低、磁性范围广泛等特性.陶瓷磁性材料的代表为铁氧体一种含铁的复合氧化物。通过对成份的严格控制，可以制造出软磁材料、硬磁材料和矩磁材料。软磁材料的磁导率高，饱和磁感应强度大，磁损耗低.主要用于电感线圈、小型变压器、录音磁头等部件。典型的软磁材料有镍一锌、锰一锌和锂一锌铁氧体。硬磁材料的特性是剩磁大、矫顽力大、不易退磁，主要应用为永久磁体，代表材料为铁酸钡。矩磁材料的剩余磁感应强度非常接近于饱和磁感应强度.它是因磁滞回线呈矩形而得名，主要应用于现代大型计算机逻辑元件和开关元件，代表材料为镁一锰铁氧体。

四、厦门大学材料系现代技术陶瓷研究现状

厦门大学材料系前身为厦门大学化学系材料化学专业，1997年从化学系独立出来。现代陶瓷的研究开始于1985年.已有多名归国博士先后加人并从事这一国际前沿性的理论和应用方面的研究工作。现将主要研究领域及进展简介如下:

1、结构陶瓷及陶瓷基复合材料

主要从事碳化硅晶须强化陶瓷丛复合材料的研究。选用的基体材料为碳化硅一氧化铝和氮化硅一氧化铝.目标产品为陶瓷切削刀具。由于采用晶须可控定向技术.使复合材料的强度、模量和韧性显著提高。目前这一成果已经申报国家专利。

此外，将上述晶须可控定向技术应用到陶瓷晶须强化的聚合物基复合材料中，晶须选用廉价的钦酸钾，基体选用聚氯乙烯或聚四氟乙烯等。同传统纤维强化复合材料相比，产品的强度和模量大幅度提高，并可用现有的工业设备生产。产品主要用于工业管道、化工容器等。

碳化硅陶瓷范文第5篇

论　文摘　要　本文针对我国走可持续发展道路以及循环经济的战略，分析了废旧磨具的物资状况，提出了废旧磨具的再生技术路线，并探讨了废旧磨具再生的市场前景｡

1前言

随着社会的发展，资源的有效利用已成为人们日益关注的焦点｡资源的获取途径有开采､储备和再生三种｡面对全球资源枯竭､国内资源紧张的现状，我国必须放弃单纯的储备“原生态”资源的狭窄思路，转而走“再生资源”之路，这也是我国搞循环经济必须面对的一个问题｡与“储备”资源相比，“再生”资源可能是解决目前我国能源困境的一种有效途径｡

如何实现废旧物资的再生已成为科研开发的重要课题之一;大批废旧磨具的回收再利用则是磨料､磨具行业的研究热点｡

2废旧磨具市场状况

在机械加工行业，由于磨床结构设计､制造与技术方面的要求，磨削加工所用的磨具不可能完全被消耗，总会剩余约占磨具总质量1/3的残留量;另一方面，磨具生产企业由于生产工艺及过程控制不当，往往会产生一些废品(即便控制得当，也会产生大约1%的废品)｡据统计，我国磨具年产量约20万吨，每年产生的废旧磨具近万吨，虽然一些技术工作者根据自身企业情况对废旧磨具进行了有效利用，但仍有相当数量的废旧磨具被当作垃圾处理掉｡

近年来，磨料价格一直居高不下，节约和利废是当务之急｡此外，从资源的角度来看，磨具的生产制造所用的基础原料，如铝矾土､石英､长石､粘土等都属于天然矿藏，经长期开采，其资源已相当有限｡因此，磨具生产制造行业必须积极寻找新矿源､杜绝资源浪费､发展可再生资源｡废旧磨具的再生将是磨具行业技术工作者不容回避的攻关课题｡

3废旧固结磨具再生技术

固结磨具由磨料和结合剂两部分组成，经过配料､混料､成形､干燥､烧结或硬化而成｡磨料主要包括刚玉系和碳化硅系两大类，是由基础原材料铝矾土､石英等经高温冶炼而成｡磨料主要起磨削作用;结合剂主要起粘结磨粒､保持磨具硬度和强度的作用｡在磨具制作和使用过程中，磨粒的物理化学性能并没有发生本质的变化，仍然保持其固有特性｡当废旧磨具破碎加工后，每个颗粒都包含一定量的磨粒和结合剂，再生磨粒仍可保持其固有的磨粒特性｡磨具根据加工工件的工艺要求分成不同类别，在制作过程中所用的磨料材质､结合剂的种类和用量也各不相同｡因此，废旧磨具回收后要先分类，再处理:按结合剂种类将磨具分为陶瓷结合剂､橡胶和树脂结合剂三大类;再按磨料材质分为白刚玉､棕刚玉､微晶刚玉､单晶刚玉､铬刚玉､绿碳化硅､黑碳化硅等｡不同结合剂的废旧磨具处理方法各不相同:对于树脂､橡胶结合剂的磨具要按磨料材质分类，然后投入焚烧炉焚烧，以便除去树脂､橡胶结合剂，这样处理后磨料性能基本没有变化，仍可按一级磨料被重新使用;陶瓷结合剂类磨具处理方法截然不同｡由于陶瓷结合剂是无机化合物，在磨具高温(约1350℃)焙烧过程中玻化，已牢牢附着在磨料表面，很难用简单的物理､化学方法将其分离｡但将陶瓷磨具物理破碎后形成的新磨粒，其磨削､自锐性能基本不会改变，因此，可以将陶瓷磨具按磨料材质分类后进行破碎､分级，并对再生磨料进行配方试验，重新制成磨具加以利用｡

4废旧磨具再生的应用前景

对于陶瓷结合剂磨具再生磨料的利用，可以从以下几个方面入手:(1) 生产树脂切割片｡树脂切割片是以树脂液和树脂粉为结合剂，将磨料粘结固化而成｡对于切削要求不高的产品可以使用这种再生磨料生产;(2) 用于树脂磨具的夹心部分，替代优质磨料以降低生产成本｡因为磨具用于磨削时通常仅使用外径部分，内径部分不参与磨削;(3) 在陶瓷磨具生产中替代部分优质磨料｡由于再生磨料仍具有良好的磨削性能，则可以在不改变磨具的硬度､强度､磨削性能的前提下，通过调整配方､试验､主要性能检测等手段确定再生磨料的加入比例和新的生产工艺｡

使用再生磨料可以减少资源浪费､降低企业生产成本｡目前正品刚玉系磨料中棕刚玉市场价格约为2600元/t，白刚玉约8500元/t，而再生磨料中棕刚玉仅1300元/t､白刚玉4 000元/t;正品碳化硅系磨料均价约8500元/t，而再生碳化硅磨料仅4000元/t｡再生磨料与正品磨料价格悬殊，按照我国年产20万吨磨具的市场状况，废旧磨具再生每年可创造近5000万元的经济效益，并且可以减轻环境负荷，符合我国的可持续性发展及循环经济战略｡因此，废旧磨具再生有十分可观的经济效益和社会效益，其市场前景非常看好｡