什么是結(jié)構(gòu)陶瓷
結(jié)構(gòu)陶瓷具有優(yōu)越的強度、硬度、絕緣性、熱傳導(dǎo)、耐高溫、耐氧化、耐腐蝕、耐磨耗、高溫強度等特色，因此，在非常嚴(yán)苛的環(huán)境或工程應(yīng)用條件下，所展現(xiàn)的高穩(wěn)定性與優(yōu)異的機械性能，在材料工業(yè)上已倍受矚目，其使用范圍亦日漸擴大。而全球及國內(nèi)業(yè)界對于高精密度、高耐磨耗、高可靠度機械零組件或電子元件的要求日趨嚴(yán)格，因而陶瓷產(chǎn)品的需求相當(dāng)受重視，其市場成長率也頗可觀。
結(jié)構(gòu)陶瓷的應(yīng)用
結(jié)構(gòu)陶瓷主要是指發(fā)揮其機械、熱、化學(xué)等性能的一大類新型陶瓷材料，它可以在許多苛刻的工作環(huán)境下服役，因而成為許多新興科學(xué)技術(shù)得以實現(xiàn)的關(guān)鍵。
在空間技術(shù)領(lǐng)域，制造宇宙飛船需要能承受高溫和溫度急變、強度高、重量輕且長壽的結(jié)構(gòu)材料和防護材料，在這方面，結(jié)構(gòu)陶瓷占有絕對優(yōu)勢。從第一艘宇宙飛船即開始使用高溫與低溫的隔熱瓦，碳-石英復(fù)合燒蝕材料已成功地應(yīng)用于發(fā)射和回收人造地球衛(wèi)星。未來空間技術(shù)的發(fā)展將更加依賴于新型結(jié)構(gòu)材料的應(yīng)用，在這方面結(jié)構(gòu)陶瓷尤其是陶瓷基復(fù)合材料和碳/碳復(fù)合材料遠遠優(yōu)于其他材料。
高新技術(shù)的應(yīng)用是現(xiàn)代戰(zhàn)爭制勝的法寶。在軍事工業(yè)的發(fā)展方面，高性能結(jié)構(gòu)陶瓷占有舉足輕重的作用。例如先進的亞音速飛機，其成敗就取決于具有高韌性和高可靠性的結(jié)構(gòu)陶瓷和纖維補強的陶瓷基復(fù)合材料的應(yīng)用。
光通信產(chǎn)業(yè)是當(dāng)前世界上發(fā)展最為迅速的高技術(shù)產(chǎn)業(yè)之一，全世界產(chǎn)值已超過30億美元。其所以發(fā)展如此迅速主要依賴于光纖損耗機理的研究以及光纖接頭結(jié)構(gòu)材料的使用。我所已成功地運用氧化鋯增韌陶瓷材料開發(fā)出光纖接頭和套管，性能優(yōu)良，很好地滿足了我國光通信產(chǎn)業(yè)的發(fā)展需要。
隨著半導(dǎo)體器件的高密度化和大功率化，集成電路制造業(yè)的發(fā)展迫切需要研制一種絕緣性好導(dǎo)熱快的新型基片材料。80年代中后期問世的高導(dǎo)熱性氮化鋁和碳化硅基板材料正逐步取代傳統(tǒng)的氧化鋁基板，在這一領(lǐng)域，我所研制成功的高熱導(dǎo)氮化鋁陶瓷熱導(dǎo)率達到228 W/m×K，性能居國內(nèi)外前列。氮化鋁-玻璃復(fù)合材料，已成為當(dāng)代電子封裝材料領(lǐng)域的研究熱點，其熱導(dǎo)率是氧化鋁-玻璃的5-10倍，燒結(jié)溫度在1000°C以內(nèi)，可與銀、銅等布線材料共燒，從而制造出具有良好導(dǎo)熱和電性能多層配線板，我所研制的氮化鋁-玻璃復(fù)合材料，熱導(dǎo)率達到10.8 W/m×K的，在國際上居于領(lǐng)先地位，很好地滿足了大規(guī)模集成電路小型化、密集化的要求。
結(jié)構(gòu)陶瓷相關(guān)術(shù)語
特種結(jié)構(gòu)陶瓷是陶瓷材料的重要分支，它以耐高溫、高強度、超硬度、耐磨損、抗腐蝕等機械力學(xué)性能為主要特征，因此在冶金、宇航、能源、機械、光學(xué)等領(lǐng)域有重要的應(yīng)用。我公司生產(chǎn)的特種結(jié)構(gòu)陶瓷包括如下類型：
氮化物陶瓷
氮化物陶瓷是近20多年來發(fā)展起來的新型工程陶瓷、與一般的硅酸鹽陶瓷不同之處在于前者氮和硅的結(jié)合屬于共價鍵性質(zhì)的結(jié)合，因而有結(jié)合力強、絕緣性好的特點。
氮化硅的強度很高，硬度也很高，是世界上最堅硬的物質(zhì)之一，它的耐溫性較好，強度可維持到1200°C高溫而不下降，一直到1900°C才會分解，而且它具有驚人的耐化學(xué)腐蝕性能，同時又是一種高性能的電絕緣材料。我公司采用微波燒成工藝生產(chǎn)的各種氮化硅陶瓷制品總體性能達到國際先進水平。
氮化鋁的理論熱導(dǎo)是320W/m·k，大約是銅熱導(dǎo)的80％，同時氮化鋁有低的介電常數(shù)、高電阻、低密度和接近硅的熱膨脹系數(shù)，綜合性能優(yōu)于Al2O3、BeO、SiC等，被用于高導(dǎo)熱絕緣子和電子基板材料。我公司生產(chǎn)的各種氮化鋁陶瓷制品密度大于3.25，熱導(dǎo)率120～200W/m·K可根據(jù)用于需求生產(chǎn)各種規(guī)格氮化鋁陶瓷。
碳化物復(fù)合陶瓷
微波超高溫?zé)Y(jié)碳化硼陶瓷裝甲材料
高致密的碳化硅/碳化硼復(fù)合陶瓷，其彎曲強度即使在1400°C左右的高溫下仍可達500～600MPa。我公司采用微波增強反應(yīng)滲透工藝生產(chǎn)的碳化硅/碳化硼復(fù)合特種陶瓷材料具有比重小、高硬度、高模量、耐沖擊的特點，應(yīng)用于新一代的陶瓷裝甲。
耐高溫、高強度、高韌性陶瓷
氧化鋯增韌陶瓷已在結(jié)構(gòu)陶瓷研究中取得了重大進展，經(jīng)過增韌的基質(zhì)材料，除了穩(wěn)定的氧化鋯以外，常見的有氧化鋁、氧化釷、尖晶石、莫來石等氧化物陶瓷。我公司利用微波高溫設(shè)備可以更低成本大批量生產(chǎn)各種氧化物特種結(jié)構(gòu)陶瓷。
耐高溫、耐腐蝕的透明陶瓷
現(xiàn)代電光源的構(gòu)成對材料的耐高溫、耐腐蝕性及透光性有很高的要求，我公司利用微波燒結(jié)生產(chǎn)的氧化鋁、氮化鋁透明陶瓷材料總體透光性能和機械性能超過傳統(tǒng)方法生產(chǎn)的產(chǎn)品。應(yīng)用于各種高溫光學(xué)窗口、探頭、燈管。
