第一篇：新型陶瓷材料的特性與應(yīng)用

新型陶瓷材料的特性與應(yīng)用

摘 要： 綜述了新型陶瓷材料的分類、特性及需求，闡述了其在航空航天、汽車、軸承、軍事等方面的應(yīng)用，探討了新型陶瓷材料研究近況與發(fā)展趨勢(shì)。關(guān)鍵詞：新型陶瓷 ；特性；應(yīng)用；發(fā)展

前 言

材料是人類文明的里程碑，是人類賴以生存和得以發(fā)展的重要物 質(zhì)基礎(chǔ)。長(zhǎng)期以來(lái) 曾被作為劃分歷史時(shí)期 的標(biāo)志。正是材料的使用、發(fā)現(xiàn)和發(fā)明，才使人類在與自然界的斗爭(zhēng)中，走出混沌蒙昧的時(shí)代，發(fā)展到科學(xué)技術(shù)高度發(fā)達(dá)的今天。當(dāng)今世界，能源、信息、材料己成為人類現(xiàn)代文明進(jìn)步的標(biāo)志，繼金屬、有機(jī) 高分子材料以后，無(wú)機(jī)非金屬材料正以其卓越的性能、繁多的品種和廣泛 的用途進(jìn)入各行各業(yè)，大有后來(lái)者居上之勢(shì)，被稱21世紀(jì)的材料。新型陶瓷材料作為無(wú)機(jī)非金屬材料的重要組成部分，發(fā)展之快，作用之大，令世人矚目。新 型陶瓷材料已引起了世界各國(guó)尤其是發(fā)達(dá)國(guó)家的高度重視，紛紛投入巨資進(jìn)行研究開發(fā)，把新型陶瓷作為本國(guó)高技術(shù)發(fā)展的一個(gè)重要領(lǐng)域。

陶瓷有著悠久的歷史，人類的文明史從一定程度講又是一部陶瓷的發(fā)展史。新型陶瓷是相對(duì)于傳 統(tǒng)陶瓷而言的，是采用人工精制的無(wú)機(jī)粉末原料，通過(guò)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、精確的化學(xué)計(jì)量、合適的成型方法和燒成制度而達(dá)到特定的性能，經(jīng)過(guò)加工處理使之符合使用要求尺寸精度的無(wú)機(jī)非金屬材料。新型陶瓷無(wú)論從原料的選用、制備工藝，還是結(jié)構(gòu)性能、應(yīng)用領(lǐng)域等方面均突破傳統(tǒng)陶瓷的范疇，原料從天然礦物到人工合成的高純的原料；制作工藝從手工作業(yè)到高自動(dòng)化成型；燒成從柴、煤窯到自動(dòng)化的油、電、氣窯進(jìn)而發(fā)展為氣相、微波、等離子 等現(xiàn)代燒結(jié)技術(shù)；研究測(cè)試方法更是從經(jīng)驗(yàn)、外觀到科學(xué)、微觀，這 些重大 的質(zhì)的變化使其應(yīng)用從傳統(tǒng)的滿足生活需要發(fā)展到廣泛應(yīng)用于電子、信息、航天、能源、軍事、生物醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域中。新型陶瓷材料特性與應(yīng)用

1．1 新型陶瓷材料分類與特性

新型陶瓷材料按照人們目前的習(xí)慣可分為兩大類，即結(jié)構(gòu)陶瓷(或工程陶瓷)和功能陶瓷，將具有機(jī)械功能、熱功能和部分化學(xué)功能的陶瓷列為結(jié)構(gòu)陶瓷，而將具有電、光、磁、化學(xué)和生物體特性，且具有相互轉(zhuǎn)換功能的陶瓷列為功能陶瓷。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，各種超微技術(shù)和復(fù)合技術(shù)的運(yùn)用，材料性能和功能相互交叉滲透，確切分類已逐漸模糊和淡化。根據(jù)現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)發(fā)展的需要，通過(guò)對(duì)材料結(jié)構(gòu)性能的設(shè)計(jì)，新型陶瓷材料的各種特性得到了充分的體現(xiàn)。1．2 新型陶瓷材料應(yīng)用發(fā)展 1．2．1 市場(chǎng)需求

據(jù)美國(guó)陶瓷工業(yè)部門統(tǒng)計(jì)，1993年全球陶瓷總產(chǎn)值約 900億美元，其中先進(jìn)陶瓷為183億美元，占20％，比1992年增長(zhǎng)23％，精細(xì)結(jié)構(gòu)陶瓷為48億美元，占先進(jìn)陶瓷的24％。全球精細(xì)陶瓷超億美元的生產(chǎn)廠有22家，超過(guò)2000萬(wàn)美元的生產(chǎn)廠有54家，超過(guò)1000萬(wàn)美元的生產(chǎn)廠有66家，超過(guò)100萬(wàn)美元的生產(chǎn)廠有102家。其中前10家的總產(chǎn)值達(dá)146億美元，占80％。.1，2．2 應(yīng)用領(lǐng)域 1)航空航天材料

當(dāng)前，耐高溫材料已經(jīng)成為航天先進(jìn)材料中的優(yōu)先發(fā)展方向，材料在高溫下的應(yīng)用對(duì)航天技術(shù)特別是固體火箭等領(lǐng)域具有極其重要的推動(dòng)作用。隨著航空技術(shù)的發(fā)展，氣體渦輪機(jī)燃燒室中燃?xì)獾臏囟纫笤絹?lái)越高，固體火箭的工作環(huán)境十分惡劣，加上燃燒室噴管、喉襯、渦輪葉片、導(dǎo)向葉片等部件都需用高溫材料，均已超過(guò)金屬和超合金的耐熱極限而必須采用冷卻系統(tǒng)，這勢(shì)必降低了發(fā)動(dòng)機(jī)的熱 效率。對(duì)固體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)噴管喉部和其它熱端部件提高效率的追求，已經(jīng)對(duì)未來(lái)高溫材料提出了更高、更迫切的要求，并更緊密地依賴于高溫材料的研究開發(fā)，而先進(jìn)陶瓷及其 陶瓷基復(fù)合材料具有耐高溫、耐磨損、耐腐蝕、質(zhì)量輕等優(yōu) 異性能，是最有希望替代金屬材料而用于熱機(jī)部件的候選材料。2)陶瓷軸承

陶瓷軸承作為一種重要的機(jī)械基礎(chǔ)件，由于具有金屬軸承所無(wú)法 比擬的優(yōu)異性能，近十多年來(lái)，在國(guó)計(jì)民生的各個(gè)領(lǐng)域中得到了日益廣泛的應(yīng)用。在 航空航天、核工業(yè)、石油工業(yè)、化學(xué)工業(yè)、輕紡工業(yè)、食品工業(yè)、高速機(jī)床等高溫、高速、耐腐蝕、真空、電絕緣、無(wú)磁、干摩擦的特殊環(huán)境下，陶瓷軸承的作用正在被人們逐漸地認(rèn)識(shí)。隨著加工技術(shù)的不斷進(jìn)步，工藝水平的日益提高，陶瓷軸承的成本不斷下降，已經(jīng)從過(guò)去只在一些高、尖領(lǐng)域小范圍內(nèi)應(yīng)用，逐步推廣到可以接受的程度，陶瓷軸承全面應(yīng)用的時(shí)代已經(jīng)到來(lái)。當(dāng)今世界上著名的軸承企業(yè)無(wú)一不在開發(fā)、生產(chǎn)陶瓷軸承，而產(chǎn)品質(zhì)量的高低，已成為衡量其企業(yè)實(shí)力的一個(gè)重要標(biāo)志。3)軍事應(yīng)用

由于特種陶瓷集許多優(yōu)點(diǎn)于一身，因此它在軍事領(lǐng)域也有許多用途。在現(xiàn)代軍事中，無(wú)論是海陸空或其它兵種 的現(xiàn)代武器中，都有用特種陶瓷制成的 部件。如B4C陶瓷可作為飛機(jī)、車輛和人員的防彈裝甲，用玻璃纖維和 B4C復(fù)合材料制成的0．6cm厚的 BC內(nèi)襯可阻擋小口徑的裝甲彈的穿透作用。另外，宇宙飛船外壁的陶瓷隔熱瓦 即為玻璃纖維復(fù)合材料，具有輕質(zhì)、耐熱、耐沖擊、低熱導(dǎo)等優(yōu)良性能，是理想的軍用隔熱材料。9．11事件發(fā)生后，配合全世界的反恐怖主義活動(dòng)，防彈服的需求成倍增長(zhǎng)。新型陶瓷材料研究近況與發(fā)展

2．1 陶瓷膜材料

近年來(lái)，陶瓷分離膜的研究開發(fā)已得到了人們的高度重視，并在液相分離與凈化、氣體分離與凈化和膜反應(yīng)器方面有著廣泛的應(yīng)用，涉及到環(huán)保、食 品、化工、生物技術(shù)等諸多領(lǐng)域。陶瓷分離膜具有高分子材料等無(wú)法比擬的一些優(yōu)異性能：化學(xué)穩(wěn)定性好，耐酸、耐堿、耐有機(jī)溶劑；機(jī)械強(qiáng)度高，可承受幾十個(gè)大氣壓的外壓，并可反向沖洗；耐高溫，使用溫度可達(dá)800℃以上；孔徑易控，孔徑分布窄，親水性能好，滲透率高；抗維生物侵蝕能力強(qiáng)，可用于生物工程和醫(yī)學(xué)領(lǐng)域。

2．2金屬---陶瓷

金屬陶瓷(Cermet)具有優(yōu)良的機(jī)械力學(xué)性能高溫性能正如其名稱所寓意的那樣，既具有 陶瓷(Ceramics)材料的高硬度，又具有金屬(Meta1)材料的強(qiáng)韌性，而且價(jià)格相對(duì)較為低廉。這種材料具有高硬度、耐磨性能強(qiáng)、抗彎強(qiáng)度 高的特點(diǎn)，特 別是抗韌性值好，能抗 氧化、抗粘刀性能強(qiáng)，其功能已覆蓋 了硬質(zhì)合金WC基的大部分使用范圍。2．3 納米陶瓷

納米陶瓷是近1O年發(fā)展起來(lái)的新型超結(jié)構(gòu)陶瓷材料。它由納米級(jí)水平(O．1-100nm)顯微結(jié)構(gòu)組成。其中包括晶粒尺寸、晶界寬度、第二相分布、氣孔尺寸、缺陷尺寸等只限于納米量級(jí)的水平。納米陶瓷的研究是當(dāng)前先進(jìn)陶瓷發(fā)展的三大課題之一。

2．4 仿生層狀復(fù)合陶瓷材料

仿生通常指模仿或利用生物體結(jié)構(gòu)、生化功能和生化過(guò)程的技術(shù)，把這種技術(shù)用到陶瓷材料設(shè)計(jì)中，獲得接近或超過(guò)生物材料優(yōu)異性能 的陶瓷新材料。為了改變陶瓷材料的脆性，人們已注意到貝類的外殼具有特殊的強(qiáng)韌性，如蝸牛等軟體動(dòng)物的外殼實(shí)質(zhì)上是一種由碳酸鈣層和薄的蛋白質(zhì)層交替地組成的層狀結(jié)構(gòu)。3 結(jié)語(yǔ)

新型陶瓷材料是當(dāng)今科學(xué)技術(shù)發(fā)展的物質(zhì)基礎(chǔ)，除了作為高強(qiáng)、耐磨、耐腐 的結(jié)構(gòu)陶瓷而廣泛應(yīng)用，在微電子技術(shù)、激光技術(shù)、光電子技術(shù)、光纖技術(shù)、傳感技術(shù)、超導(dǎo)技術(shù)和空間技術(shù)的發(fā)展中也占有十分重要的地位。國(guó)防工業(yè)和軍用技術(shù)歷來(lái)是新材料、新技術(shù)的主要推動(dòng)者和應(yīng)用者，在武器和軍用技術(shù)的發(fā)展上，新型陶瓷材料及以其為基礎(chǔ)的新技術(shù)具有舉足輕重的作用。新型陶瓷材料還是建立與發(fā)展新技術(shù)產(chǎn)業(yè)、改造傳統(tǒng)工業(yè)、節(jié)約能源和保護(hù)環(huán)境及提高我國(guó)國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力所不可缺少的物質(zhì)條件。隨著新世紀(jì)的到來(lái)和科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，會(huì)對(duì)新型陶瓷材料的性能提出更加苛刻的要求，我們必須不斷地開拓進(jìn)取，在新型陶瓷材料制備技術(shù)、新的材料體系上不斷創(chuàng)新，使其對(duì)人類社會(huì)的進(jìn)步作出更大的貢獻(xiàn)。參考文獻(xiàn) 欽征騎，錢杏南，賀盤發(fā)等．新型陶瓷材料手冊(cè)南京：江蘇科學(xué)技術(shù)出版社，1995 2 曾令可，王慧，張海文等．高性能陶瓷材料的發(fā)展現(xiàn)狀及展望． 佛山陶瓷．2002，63(6)：1-7 3 陳達(dá)謙，陳磊．精細(xì)陶瓷制備工藝與發(fā)展．陶瓷，2002，(6)：9-13

4王濤．展望中國(guó)陶瓷軸承的發(fā)展方向及市場(chǎng)前景．新材料產(chǎn)業(yè)，2002，(4)5周竹發(fā)，王淑梅．陶瓷分離膜材料的制備技術(shù)及發(fā)展． 江蘇 陶瓷，2003，(4)：5-8

齊婉如 化學(xué)學(xué)院 1430070210

第二篇：新型陶瓷成型方法（范文）

新型陶瓷成型方法——凝膠注模成型

宋任嬌 08120188

一．前言

隨著陶瓷工業(yè)的發(fā)展及其在現(xiàn)代工業(yè)領(lǐng)域中應(yīng)用的不斷擴(kuò)大，對(duì)陶瓷成型方法的要求也越來(lái)越高，上述傳統(tǒng)陶瓷成型工藝由于存在不同的缺點(diǎn)，已難以滿足工藝要求，為滿足航天、汽車、電子、國(guó)防等行業(yè)的市場(chǎng)需求[1]，人們要求采用高性能陶瓷的成型方法所成型的坯體應(yīng)當(dāng)具有高度均勻性、高密度、高可靠性以及高強(qiáng)度，并在形狀的復(fù)雜程度上要求更高。因此，陶瓷原位凝固成型技術(shù)便應(yīng)運(yùn)而生了。

原位凝固膠態(tài)成型[3,2]就是指顆粒在懸浮體中的位置不變，靠顆粒之間的作用力或懸浮體內(nèi)部的一些載體性質(zhì)的變化，使懸浮體從液態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)楣虘B(tài)。在從液態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)楣虘B(tài)的過(guò)程中，坯體沒(méi)有收縮或收縮很小，介質(zhì)的量沒(méi)有改變。在這類成型方法中，首先要制備穩(wěn)定懸浮的漿料，然后通過(guò)各種途徑使顆粒之間產(chǎn)生一定的吸引力而相互聚集，形成一個(gè)密實(shí)的坯體，并保持一定的強(qiáng)度和形狀，由此可制成高密度的素坯。原位凝固膠態(tài)成型與其它膠態(tài)成型工藝之間的區(qū)別主要在于凝固技術(shù)的不同，這將會(huì)導(dǎo)致對(duì)漿料性質(zhì)要求的差異和整個(gè)工藝過(guò)程的差異。

國(guó)內(nèi)外的陶瓷學(xué)者不斷總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，將膠體化學(xué)和表面化學(xué)的理論引入到陶瓷漿料的成型技術(shù)中，并利用各種物理的輔助手段，在傳統(tǒng)的注漿成型的基礎(chǔ)之上發(fā)展起來(lái)了多種新型的膠態(tài)成型技術(shù)，如：離心注模成型[3]和壓濾成型[4]等成型方法。在80年代末90年代初，凝膠注模成型首次使用較低含量的有機(jī)物使陶瓷濃懸浮體實(shí)現(xiàn)原位凝固，進(jìn)而在90年代掀起了陶瓷原位凝固膠態(tài)成型研究的熱潮。

目前，原位凝固膠態(tài)成型工藝主要包括:凝膠注模成型工藝(Gelcasting)、直接凝固注模成型(Direct Coagulation Casting)[5]、溫度誘導(dǎo)絮凝工藝(TemperatureInduced Flocculation)[6]、膠態(tài)振動(dòng)注模成型(Colloid VibrationCasting)[7]和快速凝固注射成型(Quickset Injection Molding)[8]。

二．凝膠注模成型原理及工藝

凝膠注模成型技術(shù)是傳統(tǒng)的注漿工藝與有機(jī)化學(xué)高聚合理論的完美結(jié)合，它通過(guò)引入一種新的定型機(jī)制，發(fā)展了注漿工藝。其原理是通過(guò)制備低粘度(<1Pa·s)、高固相體積分?jǐn)?shù)(>50vol%)的濃懸浮體，在其中摻入低濃度的有機(jī)單體、交聯(lián)劑，在催化劑和引發(fā)劑的作用下，使?jié){料中的有機(jī)單體與交聯(lián)劑交聯(lián)聚合成三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，將大部分水封于網(wǎng)絡(luò)中而使?jié){料立即原位凝固，從而使陶瓷坯體原位定型[20]。然后進(jìn)行脫模、干燥、去除有機(jī)物、燒結(jié)，即可獲得所需陶瓷零件。其原理見(jiàn)圖1.1。

該工藝與其它原位凝固膠態(tài)成型工藝的相同點(diǎn)是需要制備低粘度、高固相體積分?jǐn)?shù)的濃懸浮體，不同點(diǎn)在于濃懸浮體的凝固技術(shù)不同，這將會(huì)導(dǎo)致坯體性能的差異[21-24]。

凝膠注模成型分為兩類：一種是水溶性凝膠注模成型(aqueous Gelcasting)，另一種是非水溶性凝膠注模成型(Non aqueous Gelcasting)[25]。前者適用于大多數(shù)陶瓷成型場(chǎng)合，后者主要適用于那些與水發(fā)生反應(yīng)的系統(tǒng)的成型。該技術(shù)首先發(fā)明的是有機(jī)溶劑的非水凝膠注模成型，隨后作為一種改進(jìn)，又發(fā)明了用于水溶劑的水凝膠注模成型，并廣泛應(yīng)用于各種陶瓷中，非水溶性凝膠注模成型采用有機(jī)溶劑，要求溶劑有較低的蒸汽壓。水溶性凝膠注模成型更進(jìn)一步，有許多優(yōu)點(diǎn)[26,27]：(1)成型過(guò)程與傳統(tǒng)方法類似，簡(jiǎn)便易行；(2)干燥過(guò)程更加容易；(3)降低了預(yù)混液的粘度；(4)對(duì)環(huán)境污染小。因此，該方法被廣泛應(yīng)用。

下面以常用的丙烯酰胺-亞甲基雙丙烯酰胺凝膠體系為例，介紹有機(jī)單體聚合的原位固化機(jī)理。在該系統(tǒng)中，一般選用丙烯酰胺(AM)為單體，雙官能團(tuán)單體亞甲基丙烯酰胺(MBAM)為交聯(lián)劑，過(guò)硫酸銨(APS)為引發(fā)劑，根據(jù)高分子化學(xué)相關(guān)理論，單體自由基會(huì)經(jīng)過(guò)以下反應(yīng)：

1)鏈引發(fā)反應(yīng)

這是形成單體自由基的過(guò)程，首先是引發(fā)劑 APS 分解，形成初級(jí)自由基，這是一個(gè)吸熱反應(yīng)，反應(yīng)活化能高，反應(yīng)速率??；然后是初級(jí)自由基引發(fā)單體成為單體自由基，見(jiàn)反應(yīng)式(2)，下列各式均用 M·表示初級(jí)自由基。

式(3)初級(jí)自由基引發(fā) MBAM 形成自由基

初級(jí)自由基引發(fā)單體形成單體自由基的過(guò)程是放熱反應(yīng)，反應(yīng)活化能低，所以生成的初級(jí)自由基很快生成單體自由基，但是引發(fā)反應(yīng)階段存在許多副反應(yīng)，這些副反應(yīng)會(huì)消耗引發(fā)劑，使引發(fā)劑效率低。初級(jí)自由基還會(huì)很快和一些阻聚性物質(zhì)作用，失去反應(yīng)活性，氧就是一種效果明顯的阻聚物，氧和自由基(包括初級(jí)自由基、單體自由基、鏈自由基，用 Mx·表示)反應(yīng)，生成比較不活潑的過(guò)氧自由基：

過(guò)氧自由基本身與其它自由基結(jié)合終止，不能再引發(fā)凝膠反應(yīng)。制備凝膠注模成型坯體時(shí)，如果漿料是暴露在空氣中聚合，成型后坯體與空氣接觸處未固化，坯體干燥后固化層會(huì)起皮、剝離。所以凝膠注模成型時(shí)最好能在充 N2的環(huán)境下進(jìn)行。但在本研究中由于實(shí)驗(yàn)設(shè)備的原因，坯體成型都是在空氣環(huán)境下進(jìn)行，成型后的坯體表面會(huì)產(chǎn)生一層薄薄的沒(méi)有凝膠的固化層，輕輕掃刮就可以將其去掉。

鏈引發(fā)反應(yīng)是控制整個(gè)聚合反應(yīng)的關(guān)鍵，也是影響聚合體系分子量的主要因素。

2)鏈增長(zhǎng)反應(yīng)

鏈增長(zhǎng)反應(yīng)即鏈引發(fā)所產(chǎn)生的自由基與單體分子迅速重復(fù)加成，形成鏈自由基的過(guò)程，式(5)表示式(2)生成的自由基與單體 AM 發(fā)生的反應(yīng)，式(6)表示式(3)生成的自由基與單體 AM 的反應(yīng)，鏈增長(zhǎng)反應(yīng)的特點(diǎn)是反應(yīng)活化能低，反應(yīng)放熱量大，可達(dá) 84kJ/mol[28]。凝膠時(shí)間就是根據(jù)這個(gè)階段放出的熱量引起體系溫度的升高來(lái)測(cè)定。

3)鏈終止反應(yīng)

兩個(gè)鏈自由基的獨(dú)電子可以相互結(jié)合終止，形成大分子：

三．凝膠注模成型特點(diǎn)

凝膠注模成型工藝的優(yōu)點(diǎn)為[29-31]：

(1)可適用于各種陶瓷材料，坯體中有機(jī)物含量較少，其質(zhì)量分?jǐn)?shù)一般為3%～5%，但強(qiáng)度較高，一般在10MPa以上。可對(duì)坯體進(jìn)行機(jī)加工(車、磨、刨、銑、鉆孔、鋸等)，從而取消或減少燒結(jié)后的加工，是一種凈尺寸成型技術(shù)。由于坯體的組分和密度均勻，因而在干燥和燒結(jié)過(guò)程中不會(huì)變形，燒結(jié)體可保持成型時(shí)的形狀和尺寸比例，成型各種復(fù)雜形狀和尺寸的陶瓷零件。

(2)由于定型過(guò)程和注模操作是完全分離的，定型是靠漿料中有機(jī)單體原位聚合形成交鏈網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的凝膠體來(lái)實(shí)現(xiàn)的，所以成型坯體組分均勻、密度均勻、缺陷少。與傳統(tǒng)干法成型技術(shù)相比，它降低了大氣孔的數(shù)量，并改善氣孔的分布，提高坯體的均勻性，從而有利于燒結(jié)致密化和強(qiáng)度的提高。

(3)漿料的凝固定型時(shí)間較短且可控。根據(jù)聚合溫度和有機(jī)物的加入量不同，凝固定型時(shí)間一般可控制在5~60min。

(4)所用陶瓷漿料為高固相(不小于50vol%)、低粘度(小于1Pa·s)。漿料的固含量是影響成型坯體的密度、強(qiáng)度及均勻性的因素，粘度的大小關(guān)系到所成坯體形狀的好壞及漿料的排氣效果。這也是應(yīng)用該技術(shù)的難點(diǎn)和能否成功的關(guān)鍵。

因此該技術(shù)明顯優(yōu)于流延法和注漿法等傳統(tǒng)的濕法成型技術(shù)。目前該工藝的研究受到國(guó)內(nèi)外研究部門和工業(yè)界的極大重視，具有廣泛的應(yīng)用前景，由于粉末冶金材料的成型工藝與陶瓷材料的相似性，也可以把此工藝應(yīng)用于粉末冶金工藝中。

而與陶瓷其它濕法成型工藝相比較，凝膠注模也具有明顯的優(yōu)勢(shì)。

四．凝膠注模成型工藝的重點(diǎn)和難點(diǎn)(1)高固含量、低粘度漿料的制備。影響固含量的主要因素是粉料在介質(zhì)中的膠體特性如Zeta電位、粘度，因此可通過(guò)選用合適的分散劑，調(diào)節(jié)pH獲得理想的漿料[32,33]。(2)陶瓷漿料的可控固化。在應(yīng)用凝膠注模成型工藝的過(guò)程中，陶瓷漿料的可控固化是一個(gè)棘手的問(wèn)題，這使得人們不得不進(jìn)行陶瓷漿料固化特性的研究。人們通過(guò)對(duì)漿料膠凝點(diǎn)的測(cè)試來(lái)研究其固化特性。對(duì)于膠凝點(diǎn)，塑料工業(yè)已有了成熟的定義和測(cè)試方法標(biāo)準(zhǔn)(如美國(guó)的SPI標(biāo)準(zhǔn)和日本的JIS標(biāo)準(zhǔn))美國(guó)橡樹嶺實(shí)驗(yàn)室的Young A C等人研究了預(yù)混液溫度隨凝膠反應(yīng)發(fā)生時(shí)間的變化，定義了反應(yīng)的誘導(dǎo)期，并且指出了凝膠開始發(fā)生的時(shí)間和溫度——膠凝點(diǎn)[34]。國(guó)內(nèi)科研人員也定義了陶瓷漿料的凝膠點(diǎn)，并且設(shè)計(jì)了測(cè)定凝膠點(diǎn)的試驗(yàn)裝置，系統(tǒng)研究了影響膠凝點(diǎn)的各種因素。

(3)排膠對(duì)坯體強(qiáng)度及其顯微結(jié)構(gòu)的影響。研究發(fā)現(xiàn)，在排膠過(guò)程中，隨著排膠溫度的升高，坯體強(qiáng)度及其顯微結(jié)構(gòu)發(fā)生階段性的變化。低于200℃時(shí)，坯體強(qiáng)度稍有下降；350~500℃時(shí)，由于坯體內(nèi)部高分子網(wǎng)絡(luò)逐漸軟化、分解，其強(qiáng)度顯著下降；高于500℃時(shí)，由于坯體內(nèi)部局部燒結(jié)，強(qiáng)度則逐漸回升[35]。

五．凝膠注模成型工藝的應(yīng)用情況分析

水溶性凝膠注模與傳統(tǒng)的注漿工藝在制漿上類似，且使用的分散劑一樣。該成型方法對(duì)設(shè)備也沒(méi)有特殊要求，使用該工藝已成功制備出氧化鋁、熔融石英、氧化鋯、碳化硅、氮化硅、高鋁礬土以及它們的復(fù)合材料，以及鎳基高溫合金、BaFe12O19磁性材料、不銹鋼、鎢、鋁合金、金紅石電容器等[36]。該工藝制備的部件可作為汽車零件、鑄造成型用模殼和模芯、導(dǎo)彈頭整流罩和光學(xué)裝置等[37,38]。導(dǎo)彈整流罩過(guò)去多使用耐熱微晶玻璃，雖然Si6-zAlzOzN8-z很早就被認(rèn)為是耐熱微晶玻璃的替代產(chǎn)品，但該類材料在很長(zhǎng)一段時(shí)間內(nèi)沒(méi)有合適的工藝把它商品化，而采用凝膠注模成型工藝可以將其制備成近凈尺寸的價(jià)格適中的導(dǎo)彈整流罩[39]，從而使Si6-zAlzOzN8-z材料在美國(guó)“麻雀”和常規(guī)導(dǎo)彈上得到推廣應(yīng)用。凝膠注模成型工藝的優(yōu)勢(shì)為生產(chǎn)形狀復(fù)雜的部件，如軸直徑為50mm，葉片尖端厚度僅為1.5mm的渦輪轉(zhuǎn)子[19]。該轉(zhuǎn)子坯體平均密度為理論密度的53.7%，坯體各部分密度偏差僅在0.2%以內(nèi)。凝膠注模成型工藝在制備多孔陶瓷方面也顯示出良好的前景。據(jù)文獻(xiàn)[40,41]報(bào)道，采用該工藝制備的剛玉質(zhì)多孔陶瓷于1550℃×5h燒結(jié)后的收縮率低于6%；氣孔率為40～50%；平均氣孔尺寸為3.65μm。由于凝膠注模成型所得到的坯體強(qiáng)度高，故可用金屬或便宜的塑料材料作模具來(lái)制作大型形狀簡(jiǎn)單的部件，如制造一個(gè)直徑為60cm、厚度為2.5cm的圓環(huán)形部件。如上述部件采用機(jī)壓，則需要投入較大的模具費(fèi)。盡管凝膠注模成型是一種近尺寸的成型技術(shù)，但生坯具有可加工強(qiáng)度仍然重要，如制備帶螺紋且多孔的復(fù)雜部件，僅靠模具設(shè)計(jì)很難達(dá)到設(shè)計(jì)要求，即使能夠達(dá)到要求，制造成本也會(huì)非常昂貴。由于凝膠注模成型工藝的實(shí)用性和先進(jìn)性，世界各國(guó)對(duì)它均顯示出濃厚的研究興趣。主要的研究方向是研制新型高效無(wú)毒的凝膠體系[42]、開發(fā)凝膠注模新的應(yīng)用領(lǐng)域[43-46]、發(fā)展新型無(wú)缺陷凝膠注模工藝等[47-49]。利用凝膠注模工藝可成型的材料包括單相體系材料和復(fù)相體系材料，所研究的粉體尺寸從微米、亞微米到納米，成型坯體的形狀可以從簡(jiǎn)單的塊體到復(fù)雜形狀的部件，如薄壁和厚壁的管子、密封環(huán)、活塞、轉(zhuǎn)子等。由于其工藝先進(jìn)，我國(guó)不少學(xué)者對(duì)它十分重視，相繼對(duì)該工藝進(jìn)行了深入研究[50-52]。

六．凝膠注模成型工藝研究進(jìn)展

凝膠注模成型技術(shù)是20世紀(jì)90年代初一種全新的陶瓷材料濕法成型技術(shù)。該工藝與傳統(tǒng)的濕法成型工藝相比，具有設(shè)備簡(jiǎn)單、成型坯體組分均勻、密度均勻、強(qiáng)度高、缺陷少、不需脫脂、不易變形、易成型復(fù)雜形狀零件及使用性很強(qiáng)等突出優(yōu)點(diǎn)，受到國(guó)內(nèi)外學(xué)術(shù)界和工業(yè)界的極大重視。凝膠注模成型技術(shù)已經(jīng)被稱為成型技術(shù)史上的一次革命[19]。而且由于凝膠注模成型工藝對(duì)于原料的塑性沒(méi)有要求，可望成為解決瘠性原料成型的新途徑。參考文獻(xiàn)：

[1] 陳學(xué)文，劉維良，陳建華．高性能陶瓷原位凝固成型技術(shù)的研究進(jìn)展．陶瓷學(xué)報(bào)，2005，26(4)：290-291 [2] Binner J G P, McDermott A M, Yin Y, et al.In situ coagulation moulding: a new route for high quality, net-shape ceramics.Ceramics International, 2006,32(1):29–35 [3] Husman W, Graule T, Gaucklerl L J.Centrifugal slip casting of zirconia(TZP).European Ceramic Society, 1994,13(1):33-35 [4] Moreno R, Salomoni A, Stamenkovic I.Influence of Slip Rheology on Pressure casting of Alumina.European Ceramic Society, 1997, 17(2-3):327-331 [5] Graule T J，Baader F H.Shaping of ceramic green compacts direct from suspension by enzyme catalyzed reaction Ceram Forum Int.Bet DKG，1994，71(6)：317-323 [6] Bergstrom L.Method for Forming Ceramic Powders by Temperature Induced Flocculation.US Patent 5340532, 1994-8-23 [7] Lange F.F，Valamakanni B V.Method for Preparation of Dense Ceramic Products.US Patent 5188780,1993-2-23 [8] Xie Z P,Yang J L,Huang Y.The Efect of Silane Additionon Fluidity and Green Strength for Ceramic Injection Moulding.Mater Sci Lett, 1997, 16:1286-1288

第三篇：壓電陶瓷的制備與應(yīng)用

壓電陶瓷的制備與應(yīng)用 【摘要】本文主要概述了國(guó)內(nèi)外關(guān)于壓電陶瓷材料的發(fā)展歷史進(jìn)程和研究現(xiàn)狀，提出壓電陶瓷材料的制備方法，探討了其發(fā)展趨勢(shì)和應(yīng)用前景。指出了現(xiàn)代壓電陶瓷材料正在向著復(fù)合化，薄膜化，無(wú)鉛化及納米化方向發(fā)展。該材料應(yīng)用前景廣闊，是一種極有發(fā)展?jié)摿Φ牟牧?。【關(guān)鍵詞】 壓電陶瓷性能參數(shù) 制備方法應(yīng)用

壓電陶瓷是指把氧化物混合(氧化锫、氧化鉛、氧化鈦等)高溫?zé)Y(jié)、固相反應(yīng)后而成的多晶體．并通過(guò)直流高壓極化處理使其具有壓電效應(yīng)的鐵電陶瓷的統(tǒng)稱，是一種能將機(jī)械能和電能互相轉(zhuǎn)換的功能陶瓷材料。壓電陶瓷是含高智能的新型功能電子材料,隨著材料及工藝的不斷研究和改良,壓電陶瓷的技術(shù)應(yīng)用愈來(lái)愈廣。壓電材料作為機(jī)、電、聲，光、熱敏感材料，在傳感器、換能器、無(wú)損檢測(cè)和通訊技術(shù)等領(lǐng)域已獲得了廣泛的應(yīng)用，世界各國(guó)都高度重視壓電陶瓷材料的研究和開發(fā)。

1、壓電陶瓷的性能參數(shù)（1）機(jī)械品質(zhì)因數(shù)

機(jī)械品質(zhì)因數(shù)的定義是：Qm=×2∏，他表示在振動(dòng)轉(zhuǎn)換時(shí)，材料內(nèi)部能量消耗的程度。機(jī)械品質(zhì)因數(shù)越大，能量的損耗越小。機(jī)械品質(zhì)因數(shù)可以根據(jù)等效電路計(jì)算而得：Qm=,式中R1為等效電阻，Ws為串聯(lián)諧振頻率，C1為振子諧振時(shí)的等效電容。當(dāng)陶瓷片作徑向振動(dòng)時(shí)，可近似地表示為Qm=，式中C0為振子的靜態(tài)電容，單位F；△f為振子的諧振頻率fr與反諧振頻率fa之差，單位Hz；Qm為無(wú)量綱的物理量。（2）基電耦合系數(shù)

機(jī)電耦合系數(shù)K是綜合反映壓電材料性能的參數(shù)，它表示壓電材料的機(jī)械能與電能的耦合效應(yīng)。機(jī)電耦合系數(shù)可定義為K2=（逆壓電效應(yīng)），K2=（正壓電效應(yīng)）沒(méi)有量綱。機(jī)電耦合系數(shù)是壓電材料進(jìn)行機(jī)—電能量轉(zhuǎn)換的能力反映，它與機(jī)—電效率是完全不同的兩個(gè)概念。它與材料的壓電常數(shù)、介電常數(shù)和彈性常數(shù)等參數(shù)有關(guān)，因此，機(jī)電耦合常數(shù)是一個(gè)比較綜合性的參數(shù)。（3）彈性系數(shù)

根據(jù)壓電效應(yīng)，壓電陶瓷在交變電場(chǎng)作用下，會(huì)產(chǎn)生交變伸長(zhǎng)和收縮，從而形成與激勵(lì)電場(chǎng)頻率（信號(hào)頻率）相一致的受迫振動(dòng)。對(duì)于具有一定形狀、大小和被覆工作電極的壓電陶瓷稱為壓電陶瓷振子（簡(jiǎn)稱振子）。實(shí)際上，振子諧振時(shí)的形變是很小的，一般可以看作是彈性形變。反映材料在彈性形變范圍內(nèi)應(yīng)力與應(yīng)變之間的參數(shù)為彈性系數(shù)。

壓電陶瓷材料是一個(gè)彈性體，它服從胡克定律：在彈性限度范圍內(nèi)，應(yīng)力與應(yīng)變成正比。當(dāng)數(shù)值為T的應(yīng)力（單位為Pa）加于壓電陶瓷片上時(shí)，所產(chǎn)生的應(yīng)變S為S=sT、T=cS式中s為彈性柔順系數(shù)，單位m2／N，c為剛性剛度系數(shù)，單位Pa。

2、壓電陶瓷的制備過(guò)程

I、生產(chǎn)中廣泛采用的壓電陶瓷工藝，主要包括以下步驟：配料混合預(yù)燒粉碎成型排膠燒結(jié)被電極極化測(cè)試，如圖2所示。

(1)配料、球磨混合

原料選用純度高、細(xì)度小和活性大的粉料，根據(jù)配方或分子式選擇所用原料，并按原料純度進(jìn)行修正計(jì)算，然后進(jìn)行原料的稱量。按化學(xué)配比配料以后，使用行星式球磨機(jī)將各種配料混合均勻。實(shí)驗(yàn)室常采用的是水平方向轉(zhuǎn)動(dòng)球磨方式，震動(dòng)球磨是另一種常用的球磨方法，此外還有氣流粉碎法等混合方法。(2)預(yù)燒、粉碎、成型、排膠和燒結(jié) 混合球磨后的原料進(jìn)行預(yù)燒。預(yù)燒是使原料間發(fā)生固相化學(xué)反應(yīng)以生成所需產(chǎn)物的過(guò)程，預(yù)燒過(guò)程中應(yīng)注意溫度和保溫時(shí)間的選擇。將預(yù)燒反應(yīng)后的材料使用行星式球磨機(jī)粉碎。成型的方法主要有四種；軋膜成型、流延成型、干壓成型和靜水壓成型。軋膜成型適用于薄片元件；流延成型適合于更薄的元件，膜厚可以小于10 m；干壓成型適合于塊狀元件；靜水壓成型適合于異形或塊狀元件。除了靜水壓成型外，其他成型方法都需要有粘合劑，粘合劑一般占原料重量的3％左右。成型以后需要排膠。粘合劑的作用只是利于成型，但它是一種還原性強(qiáng)的物質(zhì)，成型后應(yīng)將其排出以免影響燒結(jié)質(zhì)量。燒結(jié)是將坯體加熱到足夠高的溫度，使陶瓷坯體發(fā)生體積收縮、密度提高和強(qiáng)度增大的過(guò)程。燒結(jié)過(guò)程的機(jī)制是組成該物質(zhì)的原子的擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)。燒結(jié)的推動(dòng)力是顆?；蛘呔Я５谋砻婺埽瑹Y(jié)過(guò)程主要是表面能降低的過(guò)程。晶粒尺寸是借助于原子擴(kuò)散來(lái)實(shí)現(xiàn)的。(3)被電極、極化、測(cè)量

燒結(jié)后的樣品要被電極，可選用的電極材料有銀、銅、金．鉑等，形成電極層的方法有真空蒸發(fā)、化學(xué)沉積等多種。壓電陶瓷中廣泛采用的是，在燒結(jié)后的樣品涂上銀漿，在空氣中燒制電極。為了防止空氣在高壓下電離、擊穿，極化一般是在硅油中進(jìn)行。為了獲得優(yōu)良的壓電性能，需要選擇合適的電場(chǎng)強(qiáng)度，適當(dāng)?shù)臉O化溫度。極化樣品放置24小時(shí)后，用壓電常數(shù)測(cè)量?jī)x測(cè)量d33，用高頻阻抗分析儀(Agilent4294A等)測(cè)量介電常數(shù)、介電損耗、諧振頻率等。

II濺射法(sp ut tering)是利用高速運(yùn)動(dòng)的荷能離子把靶材上的原子(或分子)轟擊下來(lái)沉積在基片(加熱或不加熱)上形成薄膜的方法,采用射頻磁控濺射能進(jìn)一步增加電子的行程,加強(qiáng)電離和離子轟擊效果,從而能有效提高濺射效率及薄膜的均勻性。

III、脈沖激光沉積(PLD)是80年代后期發(fā)展起來(lái)的新型薄膜制備技術(shù)。相對(duì)于其它薄膜制備技術(shù), PLD具有沉積速度快、靶材和薄膜成分一致、生長(zhǎng)過(guò)程中可原位引入多種氣體、燒蝕物粒子能量高、容易制備多層膜及異質(zhì)結(jié)、工藝簡(jiǎn)單、靈活性大、可制備的薄膜種類多、可用激光對(duì)薄膜進(jìn)行多種處理等優(yōu)點(diǎn)

IV、sol-gel法是通過(guò)將含有一定離子配比的金屬醇鹽和其它有機(jī)或無(wú)機(jī)金屬鹽溶于共同的溶液中,通過(guò)水解和聚合形成均勻的前驅(qū)體———溶膠,再經(jīng)提拉、旋轉(zhuǎn)涂覆、噴涂或電沉積法等將前驅(qū)體溶膠均勻地涂覆在基片上,然后烘干除去有機(jī)物,最后退火處理得到具有一定晶相結(jié)構(gòu)的無(wú)鉛壓電陶瓷薄膜。

3、壓電陶瓷的應(yīng)用

近年來(lái)，隨著宇航、電子、計(jì)算機(jī)、激光、微聲和能源等新技術(shù)的發(fā)展，對(duì)各類材料器件提出了更高的性能要求，壓電陶瓷作為一種新型功能材料，在日常生活中，作為壓電元件廣泛應(yīng)用于傳感器、氣體點(diǎn)火器、報(bào)警器、音響設(shè)備、超聲清洗、醫(yī)療診斷及通信等裝置中。它的重要應(yīng)用大致分為壓電振子和壓電換能器兩大類。前者主要利用振子本身的諧振特性，要求壓電、介電、彈性等性能穩(wěn)定，機(jī)械品質(zhì)因數(shù)高。后者主要是將一種能量形式轉(zhuǎn)換成另一種能量形式，要求機(jī)電耦合系數(shù)和品質(zhì)因數(shù)高。壓電陶瓷的主要應(yīng)用領(lǐng)域如下表所示： 應(yīng)用領(lǐng)域

主要用途舉例

電源

壓電變壓器 雷達(dá)、電視顯像管、陰極射線管、蓋克計(jì)數(shù)管、激光管和電子復(fù)印機(jī)等高壓電源和壓電點(diǎn)火裝置

信號(hào)源

標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)信號(hào)源

振蕩器、壓電音叉、壓電音片等用作精密儀器中的時(shí)間和頻率標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)源

信號(hào)轉(zhuǎn)換

電聲換能器

拾聲器、送話器、受話器、揚(yáng)聲器、蜂鳴器等聲頻范圍的電聲器件

超聲換能器

超聲切割、焊接、清洗、攪拌、乳化及超聲顯示等頻率高于20Hz的超聲器件

發(fā)射與接收

超聲換能器

探測(cè)地質(zhì)構(gòu)造、油井固實(shí)程度、無(wú)損探傷和測(cè)厚、催化反應(yīng)、超聲衍射、疾病診斷等各種工業(yè)用的超聲器件

水聲換能器

水下導(dǎo)航定位、通信和探測(cè)的聲吶、超聲探測(cè)、魚群探測(cè)和傳聲器等

信號(hào)處理

濾波器

通信廣播中所用各種分立濾波器和復(fù)合濾波器，如彩電中頻率波器；雷達(dá)、自控和計(jì)算機(jī)系統(tǒng)所用帶通濾波器、脈沖濾波器等

放大器

聲表面波信號(hào)放大器以及振蕩器、混頻器、衰減器、隔離器等

表面波導(dǎo)

聲表面波傳輸線

4、結(jié)束語(yǔ)

壓電陶瓷是一種重要的功能材料，具有優(yōu)異的壓電、介電和光電等電學(xué)性能，被廣泛地應(yīng)用于電子、航空航天、生物等高技術(shù)領(lǐng)域。近年來(lái)，各國(guó)都在積極研究和開發(fā)新的壓電功能陶瓷，研究的重點(diǎn)大都是從老材料中發(fā)掘新效應(yīng)，開拓新應(yīng)用；從控制材料組織和結(jié)構(gòu)入手，尋找新的壓電材料。特別值得重視的是隨著材料技術(shù)和工藝的發(fā)展，目前國(guó)際上對(duì)壓電材料的應(yīng)用研究十分活躍，許多新的壓電器件，包括過(guò)去認(rèn)為是難以實(shí)現(xiàn)的器材也被研制出來(lái)了。隨著對(duì)材料的組成、制備工藝及結(jié)構(gòu)的不斷深入研究，更加新穎的壓電器件將不斷的映現(xiàn)出來(lái)。

【參考文獻(xiàn)】

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第四篇：發(fā)泡陶瓷保溫板材料特性以及主要應(yīng)用領(lǐng)域

發(fā)泡陶瓷保溫板材料特性以及主要應(yīng)用領(lǐng)域

發(fā)泡陶瓷保溫板材料特性：

表發(fā)泡陶瓷保溫板防火隔離帶系統(tǒng)性能指標(biāo)

發(fā)泡陶瓷保溫板性能應(yīng)符合下列要求：干密度小于等于280，吸水率小于等于8%，燃燒性能A級(jí)等性能指標(biāo)。

發(fā)泡陶瓷不但化學(xué)性能穩(wěn)定，能在超低溫到高溫的廣泛溫度范圍內(nèi)（—200——1000℃）有良好隔熱性能，而且本身又起到防潮、防火、防腐的作用。它在低溫深冷、地下、露天、易燃、易潮以及化學(xué)侵蝕等苛刻環(huán)境下使用時(shí)，不但安全可靠，而且經(jīng)久耐用不需更換。所以被廣泛應(yīng)用于電力、石油、化工、建筑、冷庫(kù)、服裝洗水、地下工程、造船、國(guó)防軍工等永久性工程的隔熱、保冷、防腐。

另外可制成彩色吸聲發(fā)泡陶瓷。在影劇院、地鐵、會(huì)議室、噪聲車間、錄像室等作吸聲材料。

發(fā)泡陶瓷主要應(yīng)用在以下領(lǐng)域：

1、煙囟、煙道（800℃以內(nèi)）內(nèi)防腐蝕保溫和各種窯爐體保溫等工程應(yīng)用。

2、節(jié)能建筑保溫墻體輕體建筑墻體和屋頂?shù)雀魺?、隔音、防火、防水、防腐、防震、防磁、防竊聽和絕緣工程應(yīng)用。

3、各種氣（汽）、液（油）輸送管道、儲(chǔ)罐的隔冷絕熱、防水、防腐、防火等工程應(yīng)用。

4、發(fā)泡陶瓷球是紡織服裝洗水石磨的最佳產(chǎn)品，耐磨性是“天然浮石”的20—25倍。可根據(jù)各洗水廠對(duì)服裝的不同磨洗制成各種規(guī)格，使服裝產(chǎn)品表面更加均勻、美觀。廣泛應(yīng)用于牛仔布廠、牛仔服裝廠、漂染廠、水洗廠、印染廠、染整廠、服裝水洗廠、洗漂廠等。

5、地鐵、圖書館、音樂(lè)廳、歌舞廳、劇院、電影院、禮堂、會(huì)議報(bào)告廳以及廣播、電視和電影錄音室、隔間室、吸音會(huì)場(chǎng)、候機(jī)、候車、候船、商場(chǎng)展覽大廳和各種防噪工程的應(yīng)用。

6、高速公路、機(jī)場(chǎng)和建筑基礎(chǔ)隔離層等工程的應(yīng)用。

7、河渠、游泳池和護(hù)壩防漏、防蛀等工程應(yīng)用。

8、墻體內(nèi)外、公共設(shè)施裝飾等工程應(yīng)用。

發(fā)泡陶瓷主要特點(diǎn)：

泡陶瓷保溫板采用先進(jìn)的生產(chǎn)工藝和發(fā)泡技術(shù)，經(jīng)高溫焙燒而成的高氣孔率的閉孔陶瓷材料而制成的，發(fā)泡陶瓷保溫板產(chǎn)品的主要特點(diǎn)包括：

1、不燃、防火經(jīng)1100℃以上的高溫煅燒而成，燃燒性能為A1級(jí)，具電廠耐火磚式的防火性能，是用于有防火要求的外保溫系統(tǒng)及防火隔離帶的理想材料。

2、耐老化陶瓷類的無(wú)機(jī)保溫材料，耐久性好，不老化，完全與建筑物同壽命，是常規(guī)的有機(jī)保溫材料所無(wú)可比擬的。

3、耐候在陽(yáng)光暴曬、冷熱劇變、風(fēng)雨交加等惡劣氣候條件下不變形、不老化、不開裂，性能穩(wěn)定。

4、相容性好與水泥砂漿、混凝土等相容性好，粘接可靠，膨脹系數(shù)相近，與高溫?zé)频膫鹘y(tǒng)陶瓷建材一樣，熱脹冷縮下不開裂、不變形、不收縮，雙面粉刷無(wú)機(jī)界面劑后與水泥砂漿拉伸粘接強(qiáng)度即可達(dá)到0.2MPa以上。

5、熱傳導(dǎo)率低導(dǎo)熱系數(shù)為 0.08~0.10W/(MK)，與保溫砂漿相當(dāng);隔熱性能好，可充當(dāng)外墻外保溫系統(tǒng)的隔熱保溫材料。

6、吸水率低吸水率極低，與水泥砂漿、飾面磚等能很好的粘接，外貼飾面磚安全可靠，不受建筑物高度等限制。

本公司發(fā)泡陶瓷保溫板由于使用時(shí)間較長(zhǎng)，這就在施工、技術(shù)、產(chǎn)品成本等方面都比較成熟，且在目前的科學(xué)技術(shù)環(huán)境下，發(fā)泡陶瓷保溫板的保溫隔熱性能還無(wú)法超過(guò)XPS保溫板的性能，所以在現(xiàn)代的環(huán)境下應(yīng)用還是比較廣泛的。來(lái)源：發(fā)泡陶瓷http://004km.cn

第五篇：淺談圖書館如何簡(jiǎn)單應(yīng)用大數(shù)據(jù)特性

淺談圖書館如何簡(jiǎn)單應(yīng)用大數(shù)據(jù)特性

重慶師范大學(xué)涉外商貿(mào)學(xué)院

【摘 要】隨著現(xiàn)代社會(huì)和科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，以及大數(shù)據(jù)的概念出現(xiàn)以后，大數(shù)據(jù)已經(jīng)漸漸融入到我們生活中的各個(gè)領(lǐng)域，正改變著人們的生活方式。圖書館作為文獻(xiàn)信息中心，更應(yīng)該接受和適應(yīng)這種變化，并且利用大數(shù)據(jù)的特性進(jìn)行發(fā)展和改變，來(lái)突出圖書館的特點(diǎn)和職能。

【關(guān)鍵詞】圖書館；大數(shù)據(jù)；特性；簡(jiǎn)單應(yīng)用

“大數(shù)據(jù)”（Big data）研究機(jī)構(gòu)Gartner給出了這樣的定義?！按髷?shù)據(jù)”是需要新的處理模式才能具有更強(qiáng)的決策力、洞察發(fā)現(xiàn)力和流程優(yōu)化能力，用來(lái)適應(yīng)海量的、高增長(zhǎng)率和多樣化的信息資產(chǎn)。對(duì)于大數(shù)據(jù)這個(gè)概念大家并不陌生。

大數(shù)據(jù)有四特性：

1.大量

2.高速

3.多樣性

4.低價(jià)值密度

隨著社會(huì)和科技的發(fā)展，大數(shù)據(jù)已經(jīng)融入到我們的生活中的各個(gè)領(lǐng)域。圖書館擔(dān)負(fù)著教學(xué)和科研服務(wù)的雙重任務(wù)，是培養(yǎng)人才和開展科學(xué)研究的重要基地，不僅要更好的融入當(dāng)今社會(huì)的大數(shù)據(jù)時(shí)代，更應(yīng)該更好的應(yīng)用大數(shù)據(jù)的特性為廣大讀者服務(wù)。

一、大量

首先大數(shù)據(jù)與傳統(tǒng)數(shù)據(jù)相比較，最明顯是特點(diǎn)就是在于大數(shù)據(jù)的信息量巨大。

現(xiàn)在的圖書館已經(jīng)不再是只用來(lái)存放紙質(zhì)載體圖書的建筑物，它還包括有電子資源以及各種不同形式、不同載體的信息和資源，圖書館的功能和內(nèi)容正在發(fā)生轉(zhuǎn)變。傳統(tǒng)紙質(zhì)圖書載體能容納的內(nèi)容相對(duì)于大數(shù)據(jù)大量的概念來(lái)說(shuō)已經(jīng)不值得一提。而隨著現(xiàn)代科技發(fā)展，出現(xiàn)的電子圖書的信息量也是不能與大數(shù)據(jù)相比的。

原來(lái)所說(shuō)的電子圖書和數(shù)字資源一般都指存儲(chǔ)于圖書館內(nèi)的本地?cái)?shù)據(jù)庫(kù)中存儲(chǔ)的資源。一般的電子圖書和數(shù)字資源具有容量遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于傳統(tǒng)紙質(zhì)載體圖書，并且具有使用和檢索都比紙質(zhì)載體圖書來(lái)的更為方便和快捷等優(yōu)勢(shì)。但在大數(shù)據(jù)環(huán)境下，使我們的這一概念發(fā)生了翻天覆地的變化。大數(shù)據(jù)的應(yīng)用方式，在理論上可使圖書館的容量無(wú)限擴(kuò)大。

大數(shù)據(jù)即將大量數(shù)據(jù)通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)聚集到某個(gè)特定點(diǎn)，也可以看成是把互聯(lián)網(wǎng)上的所有數(shù)據(jù)集中在某一個(gè)特定數(shù)據(jù)庫(kù)中，這個(gè)特定點(diǎn)或特定數(shù)據(jù)庫(kù)存在于互聯(lián)網(wǎng)中。事實(shí)上我們所說(shuō)的特定點(diǎn)或者特定數(shù)據(jù)庫(kù)只是把互聯(lián)網(wǎng)中各個(gè)不同的數(shù)據(jù)庫(kù)做成開放性數(shù)據(jù)庫(kù)，讓各個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)之間進(jìn)行相互通?，而形成的一個(gè)整體數(shù)據(jù)庫(kù)。

因此，圖書館也可以鏈接并使用這一特定的整體的數(shù)據(jù)庫(kù)。通過(guò)此鏈接，不僅可以無(wú)限擴(kuò)大本館自身的館藏資源，還能使本館資源得到開放，更加有效充分的利用館藏資源，并實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)交流和資源共享。

二、高速

大數(shù)據(jù)和傳統(tǒng)數(shù)據(jù)最大的區(qū)別在于大數(shù)據(jù)的高速特性，它對(duì)于數(shù)據(jù)處理的能力要求必須非常出色。

大數(shù)據(jù)在進(jìn)行數(shù)據(jù)處理的時(shí)候，既能對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行流處理，也同時(shí)能具備對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行批處理的能力。也就是說(shuō)，大數(shù)據(jù)處理要求在連續(xù)不斷處理數(shù)據(jù)的同時(shí)，能夠?qū)ν蝗缙鋪?lái)的批量數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算和處理。

大數(shù)據(jù)的高速運(yùn)行，要求數(shù)據(jù)有時(shí)效性。隨著時(shí)間推移，數(shù)據(jù)的價(jià)值會(huì)折舊，不同年齡階段的數(shù)據(jù)具有不同的價(jià)值，如期刊類，報(bào)紙類。這就要求圖書館及時(shí)更新其館藏。好在大數(shù)據(jù)時(shí)代的資源和數(shù)據(jù)能夠互相連接，彌補(bǔ)了部分館藏和資源不能高速運(yùn)行更新的缺點(diǎn)。

從數(shù)據(jù)開發(fā)來(lái)看，圖書館存儲(chǔ)了大量的數(shù)據(jù)和資源。當(dāng)這些數(shù)據(jù)和資源被聚集到一起時(shí)，會(huì)形成數(shù)據(jù)和資源的“礦山”，那么“挖礦”的效率就要求非常高，大數(shù)據(jù)高速運(yùn)行就成了“挖礦”的優(yōu)勢(shì)。

在圖書檢索上，大數(shù)據(jù)的高速運(yùn)行查找能夠快速、精準(zhǔn)的定位每一本圖書的位置。對(duì)于不熟悉圖書分類法的讀者來(lái)說(shuō)，利用大數(shù)據(jù)進(jìn)行圖書資料的查找和檢索無(wú)疑是最方便快捷和準(zhǔn)確的。

三、多樣性

大數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)來(lái)源的多樣性，這是傳統(tǒng)數(shù)據(jù)做不到的。

對(duì)于圖書館來(lái)說(shuō)，產(chǎn)生數(shù)據(jù)的方式多種多樣，有日常的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)報(bào)表，有人工借還和自助借還數(shù)據(jù)，有讀者檢索圖書產(chǎn)生的數(shù)據(jù)，有使用網(wǎng)絡(luò)圖書館產(chǎn)生的點(diǎn)擊量、瀏覽量等多種數(shù)據(jù)來(lái)源?？梢钥闯鲎x者自身也是數(shù)據(jù)的創(chuàng)造者。

在大數(shù)據(jù)環(huán)境下，圖書館通過(guò)記錄、收集并保存產(chǎn)生的一切數(shù)據(jù)，待數(shù)據(jù)量達(dá)到一定規(guī)模的時(shí)候，通過(guò)對(duì)多樣數(shù)據(jù)的各種提煉和分析，了解讀者需求，更好的提供多樣化的資源和優(yōu)質(zhì)的服務(wù)。

通過(guò)分析讀者的閱讀需求等數(shù)據(jù)，可幫助圖書館優(yōu)化自身的館藏結(jié)構(gòu)，幫助圖書館紙質(zhì)圖書館藏的剔舊、電子資源的購(gòu)買和更新等工作更科學(xué)的進(jìn)行。

四、低價(jià)值密度

大數(shù)據(jù)的低價(jià)值密度是指數(shù)據(jù)的真實(shí)性。

大數(shù)據(jù)追求的是數(shù)據(jù)的高質(zhì)量，大數(shù)據(jù)的基本在于為決策提供幫助，因此大數(shù)據(jù)必須擁有絕對(duì)的真實(shí)性。

從來(lái)源上分析，傳統(tǒng)數(shù)據(jù)的來(lái)源是從宏觀上采集的。數(shù)據(jù)的采集有原則性，有規(guī)律，采集的對(duì)象有階段性有針對(duì)性，或者直接是進(jìn)行抽樣采集的。傳統(tǒng)數(shù)據(jù)的采集方式?jīng)Q定了傳統(tǒng)數(shù)據(jù)在真實(shí)性上會(huì)有所欠缺。

大數(shù)據(jù)的采集方法與傳統(tǒng)數(shù)據(jù)迥異。大數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)采集方式是從微觀采集，它進(jìn)行的是個(gè)體采集，每個(gè)個(gè)體都有自己?jiǎn)为?dú)的數(shù)據(jù)集合，也是產(chǎn)生數(shù)據(jù)的來(lái)源。大數(shù)據(jù)對(duì)于數(shù)據(jù)的采集是沒(méi)有標(biāo)準(zhǔn)的，它的采集方法源于對(duì)個(gè)體的行為與現(xiàn)象記錄。通過(guò)對(duì)大量真實(shí)數(shù)據(jù)進(jìn)行提煉、分析和總結(jié)出來(lái)的有用數(shù)據(jù)，其真實(shí)性是毋庸置疑的。

圖書館應(yīng)用低價(jià)值密度這一特性，可以幫助圖書館對(duì)文獻(xiàn)進(jìn)行開發(fā)。因?yàn)閳D書館所提供的文獻(xiàn)、資源、信息等必須具有權(quán)威性和真實(shí)性。以大數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)的參考信息作為文獻(xiàn)開發(fā)依據(jù)具備了真實(shí)性的原則。

大數(shù)據(jù)能真實(shí)的分析讀者使用圖書館的習(xí)慣和讀者的讀書習(xí)慣。通過(guò)記錄和分析讀者的閱讀傾向的數(shù)據(jù)和讀者使用館舍的數(shù)據(jù)等等，能真實(shí)分析出哪些是讀者使用的重點(diǎn)資源，哪些是讀者不常使用的次要資源。通過(guò)對(duì)讀者的閱讀傾向的數(shù)據(jù)進(jìn)行記錄和分析，可幫助圖書館加強(qiáng)對(duì)讀者重點(diǎn)使用的資源的建設(shè)。而對(duì)讀者使用館舍情況的記錄和分析，可以對(duì)圖書館館舍進(jìn)行科學(xué)的改造和布置，讓讀者使用圖書館更感舒適。

大數(shù)據(jù)真實(shí)的記錄和分析讀者閱讀和使用圖書館的各種數(shù)據(jù)，可以引導(dǎo)讀者進(jìn)行閱讀。挑選讀者重點(diǎn)使用的資源設(shè)立專門的閱讀區(qū)域，可在設(shè)立的閱讀區(qū)內(nèi)進(jìn)行與重點(diǎn)資源的相關(guān)參考內(nèi)容的引導(dǎo)和推薦工作，方便讀者更好更有效的使用圖書館資源。

通過(guò)大數(shù)據(jù)對(duì)讀者數(shù)據(jù)的捕捉，圖書館能提供更優(yōu)質(zhì)的服務(wù)。建立數(shù)據(jù)，統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)和應(yīng)用數(shù)據(jù)，可使圖書館更具有競(jìng)爭(zhēng)力。有大數(shù)據(jù)的真實(shí)為支撐的基礎(chǔ)上，圖書館在現(xiàn)有基礎(chǔ)上，能更好的優(yōu)化和深化服務(wù)。

大數(shù)據(jù)的四個(gè)特性，并不一定是獨(dú)立的，在很多方面，這四個(gè)特性都是融會(huì)貫通在一起的。應(yīng)用其特性并不是只會(huì)用到其中的一個(gè)特性。圖書館對(duì)大數(shù)據(jù)特性進(jìn)行合理的應(yīng)用，能更好的建設(shè)發(fā)展自身，適應(yīng)和滿足社會(huì)的需求。

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