第一篇：新型陶瓷材料的應(yīng)用與發(fā)展

新型陶瓷材料的應(yīng)用與發(fā)展

摘要：本文首先簡單介紹了傳統(tǒng)陶瓷材料向現(xiàn)代新型陶瓷材料轉(zhuǎn)變的過程，新型陶瓷材料克服了傳統(tǒng)陶瓷本身內(nèi)部的缺陷，故使其性能大大提高，擴(kuò)大了應(yīng)用領(lǐng)域。然后論述了新型陶瓷材料分為結(jié)構(gòu)陶瓷和功能陶瓷，以及它們耐高溫、生物相容性能、電磁性、質(zhì)量輕等特性及各自的應(yīng)用領(lǐng)域，重點討論了新型陶瓷材料在航空航天、軍事、生物工程、電子工業(yè)等的應(yīng)用，最后簡單說明了新型陶瓷材料的近況和發(fā)展趨勢。

關(guān)鍵字：新型陶瓷 材料 應(yīng)用 發(fā)展

引言：在當(dāng)今科技高度發(fā)展的工業(yè)社會,每一項工業(yè)化的成就都與材料科學(xué)、材料的制造及實際使用有著密不可分的關(guān)聯(lián),它使得某些新的科學(xué)設(shè)想、構(gòu)思及生產(chǎn)過程得以實現(xiàn)。離開了材料科學(xué)與材料工業(yè),世界上的許多科學(xué)創(chuàng)造和發(fā)明都是難以實現(xiàn)或達(dá)到的。陶瓷材料是繼金屬材料,非金屬高分子材料之后人們所關(guān)注的無機(jī)非金屬材料中最重要的一種，因為它同時兼有金屬和高分子材料兩者的共同優(yōu)點,此外在不斷的改性過程中,已使它的易碎裂的性能有了很大的改善。因此,它的應(yīng)用領(lǐng)域和各類產(chǎn)品都有一個十分明顯的提高。

1.傳統(tǒng)陶瓷材料到新型陶瓷材料的演變

陶瓷一詞(Ceramics)來源于古希臘Keramos 一詞,意為地球之神。傳統(tǒng)的陶瓷材料含意很廣泛,它主要指鋁、硅的氮化物,碳化物,玻璃及硅酸鹽類。雖然傳統(tǒng)陶瓷具有一定的耐化學(xué)腐蝕特性和較高的電阻率、熔點高,可耐高溫,硬度高,耐磨損,化學(xué)穩(wěn)定性高,不腐蝕等優(yōu)點。但它也存在著塑料變形能力差,易發(fā)生脆性破壞和不易加工成型等缺點,這些原因大大地限制了在工業(yè)的應(yīng)用范圍，特別是在機(jī)械工業(yè)上的應(yīng)用。而在電器上的應(yīng)用也主要局限在高壓電瓷瓶及其絕緣體部件等少數(shù)幾個方面。

為此人們開展對傳統(tǒng)的陶瓷材料進(jìn)行改性研究和有關(guān)材料的人工合成開發(fā),現(xiàn)代合成技術(shù)已經(jīng)能夠通過物理蒸發(fā)濺射(Vapor processing)溶液法(Aqueous precipitation)溶膠—凝膠技術(shù)(Solgel-technology)及其它先進(jìn)技術(shù)改造傳統(tǒng)陶瓷或人工合成極少缺陷的陶瓷材料,其中較為重要的有Si3N4 ,A12O3 等。合成的陶瓷材料與傳統(tǒng)陶瓷材料相比，它的性能大大提高,與其它材料相比,在同樣強(qiáng)度下這些材料具有良好的化學(xué)、熱、機(jī)械及摩擦學(xué)(tribology)特性。它質(zhì)輕,可以耐高溫,硬度高,抗壓強(qiáng)度有時超過金屬及合金,具有較強(qiáng)的抗磨性和化學(xué)隋性、電及熱的絕緣性都相當(dāng)好,特別是由于采用純凈材料,消除了缺陷(eliminate-defects), 它的易脆性(brittleness)得到了極大的改善,因此其應(yīng)用,特在現(xiàn)代機(jī)械業(yè)的應(yīng)用日益廣泛。目前巳有大量的新型陶瓷材料被用于工業(yè)高溫抗磨器件、機(jī)械基礎(chǔ)元器件,除此之外,電子及電信行業(yè),生物醫(yī)療器件乃至于陶瓷記憶材料,超導(dǎo)陶瓷等應(yīng)用都與新型陶瓷材料的研制與開發(fā)有關(guān)。

2.新型陶瓷材料特性與分類

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（Structural ceramics）（或工程陶瓷）和功能陶瓷（Functional ceramics），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，各種超為基數(shù)和符合技術(shù)的運用，材料性能和功能相互交叉滲透，確切分類已經(jīng)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，通過對材料結(jié)構(gòu)性能的設(shè)計，新型陶瓷材料的各種特性得到了充分的體現(xiàn)。

3.新型陶瓷的應(yīng)用與發(fā)展

新型陶瓷是新型無機(jī)非金屬材料, 也稱先進(jìn)陶瓷、高性能陶瓷、高技術(shù)陶瓷、精細(xì)陶瓷, 為什么能得到高速發(fā)展, 歸納起來有四方面原因：①具有優(yōu)良的物理力學(xué)性能、高強(qiáng)、高硬、耐磨、耐腐蝕、耐高溫、抗熱震而且在熱、光、聲、電、磁、化學(xué)、生物等方面具有卓越的功能, 某些性能遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過現(xiàn)代優(yōu)質(zhì)合金和高分子材料, 因而登上新材料革命的主角地位, 滿足現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)和經(jīng)濟(jì)建設(shè)的需要。② 其原料取于礦土或經(jīng)合成而得, 蘊藏量十分豐富。③ 產(chǎn)品附加值相當(dāng)高, 而且未來市場仍將持續(xù)擴(kuò)展。④ 應(yīng)用十分廣泛, 幾乎可以滲透到各行各業(yè)。3.1應(yīng)用領(lǐng)域

功能陶瓷主要在絕緣、電磁、介電以經(jīng)濟(jì)光學(xué)等方面得到廣泛應(yīng)用；結(jié)構(gòu)陶瓷除了耐低膨脹、耐磨、耐腐蝕外，還有重量輕、高彈性、低膨脹、電絕緣性等特性。因而在很多領(lǐng)域得到應(yīng)用應(yīng)該是以陶瓷燃?xì)廨啓C(jī)為代表的耐高溫陶瓷部件陶瓷廣泛用于道具及模具等耐磨零件，這方面的應(yīng)用主要是利用陶瓷的高硬度、低磨耗性、低摩擦系數(shù)等特性。另一方面，陶瓷材料具有其他材料所沒有的高剛性、重量輕、耐蝕性等特性，從而被有效地應(yīng)用在精密測量儀器和精密機(jī)床等上面。另外，因為陶瓷材料具有很好的化學(xué)穩(wěn)定性和耐腐蝕性，在生物工程以及醫(yī)療等方面也得到廣泛的應(yīng)用。下面將分幾方面來介紹新型陶瓷材料的應(yīng)用領(lǐng)域。

1)航空航天材料:陶瓷基復(fù)合材料（Ceramic Matrix Composites）

當(dāng)前耐高溫材料已經(jīng)成為航天先進(jìn)材料中的由此岸優(yōu)先發(fā)展方向，材料在高溫下的應(yīng)用對航天技術(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笤絹碓礁?，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，是最具有希望代替金屬材料用于熱端部件的候選材料[4]

。為此世界各國開展對陶瓷發(fā)動機(jī)的研究工作。美、歐、日等越來越多的人體渦輪機(jī)設(shè)計者們開始用陶瓷基復(fù)合材料來制作旋轉(zhuǎn)件和固定件。當(dāng)前對高溫結(jié)構(gòu)陶瓷的研究主要集中于Sic、Si3N4、Al2O3和ZrO2等，尤其以Si3N4高溫結(jié)構(gòu)陶瓷最引人注目。這類陶瓷的綜合性能較突出，它們有良好的高溫強(qiáng)度，已經(jīng)在航空渦輪發(fā)動機(jī)等方面得到了應(yīng)用，非常適用于制作航天發(fā)動機(jī)渦輪轉(zhuǎn)子葉片等高溫受力部件。

2)陶瓷軸承（Ceramic Bearing）

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法比擬的優(yōu)異性能，近十多年來，在國計民生的各個領(lǐng)域得到日益廣泛的應(yīng)用。在航空航天、核工業(yè)、高速機(jī)床等高溫、高速、耐腐蝕、真空、無磁、無摩擦的特殊環(huán)境下，陶瓷軸承的作用正在被人們逐漸地認(rèn)識。陶瓷軸承突出的效果是大幅度地提高了軸承的使用壽命和極限速度，為發(fā)展高速和超高速、高精密機(jī)床提供了基礎(chǔ)零部件[4]

。除此以外，在高溫、腐蝕、絕緣、真空等行業(yè)的應(yīng)用也已經(jīng)取得了良好的效果，可在高溫、強(qiáng)酸、強(qiáng)堿等一些高腐蝕性介質(zhì)中長期穩(wěn)定地工作。近來，與半導(dǎo)體制造裝置和計算機(jī)的CD-ROM及其硬盤與信息工業(yè)相關(guān)的陶瓷軸承需求量不斷增加。當(dāng)今世界上著名的軸承企業(yè)無一不在開發(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)實力的一個重要標(biāo)志。

3)生物工程領(lǐng)域：生物陶瓷（Biological Ceramic Material）

由于生物陶瓷材料的無毒、無害，具有良好的生物活性和生物相溶性，且硬度高，楊氏模量與人體骨相近，故可作為骨骼、牙床、心臟瓣膜等的修補(bǔ)材料或替代材料使用。生物陶瓷材料又分生物性惰性陶瓷材料和生物性活性陶瓷材料。

生物性惰性陶瓷材料：如多晶氧化鋁具有耐腐蝕、耐磨、熱膨脹系數(shù)小等特點，且可通過高溫消毒，常用于大塊或小塊骨的修補(bǔ)或承重骨的缺損修復(fù)。單晶氧化鋁，除具有多晶氧化鋁特性外，還具有生物相溶性好的特點，常用于制成人工骨螺釘，強(qiáng)度比金屬材料制成的工骨螺釘更高。同時氧化鋁單晶可以加工成各種尺寸小、強(qiáng)度大的牙根，它與人體蛋白質(zhì)有良好的親合性能，結(jié)合力強(qiáng)。因此有利于牙齦粘膜材料的附著。

生物性活性陶瓷材料：將含磷酸和鈣的活性玻璃，置入生物體內(nèi)，使之與生物體內(nèi)的液體發(fā)生反應(yīng)，然后有生物組織成長起骨原纖維組織，在生物玻璃表面與生物組織之間形成結(jié)合層。羥基磷灰石，它具有與人體硬組織（骨和牙）的無機(jī)質(zhì)相同的物質(zhì)組成，可用于牙槽、骨缺損、腦外科修補(bǔ)、填充等[2]。

4)軍事應(yīng)用：特種陶瓷（Special Ceramics）

軍事應(yīng)用中的特種陶瓷主要指的是氧化鋁和碳化硼。在現(xiàn)代軍事中，無論是海陸空或其他兵種的現(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，用比例纖維和B4C復(fù)合材料制成的0.6cm厚的B4C內(nèi)襯可阻擋小口徑的裝甲彈的穿透作用[6]

。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。特種陶瓷實在導(dǎo)彈控制系統(tǒng)中也有用途，在雷達(dá)天線上加裝一個氣動天線罩，可協(xié)調(diào)機(jī)械、熱力、電氣系統(tǒng)、的功能，保證導(dǎo)彈正常運行。還有，火箭上需要的特殊高溫材料，很多也是用金屬陶瓷制成的。美國對國防用嵌入式輕質(zhì)陶瓷裝甲的需求近幾年有了很大的增長，9.11事件后，配合全世界的反恐怖主義活動，防彈服的需求成倍增長。

5)電子工業(yè)領(lǐng)域：氮化鋁陶瓷（Aluminum Nitride Ceramic即AIN)

氮化鋁具有良好的高溫抗蝕性，它對許多金屬表現(xiàn)良好的抗蝕力，可與鋁、銅、鎳、鉬、鎢以及許多鐵質(zhì)合金和超合金在高溫下共存，也能在某些化合物，如砷化鎵的融鹽中穩(wěn)定存在。它可以應(yīng)用到電子工業(yè)方面，做基片材料，AIN的導(dǎo)熱率是Al2O3的5-10 倍，更適合大規(guī)模集成電路要求[6]

。AIN 陶瓷的綜合性能良好，非常適用于電子工業(yè)。同時氮化鋁陶瓷材料在高溫耐蝕和復(fù)合材料方面也有很好的應(yīng)用。

在高溫耐蝕方面的應(yīng)用：AIN陶瓷具有良好的高溫耐蝕性，它能與許多金屬在高溫下共存。因此是優(yōu)良的坩堝材料，也可用作腐蝕性物質(zhì)的容器和處理器。

在復(fù)合材料方面的應(yīng)用：可以通過復(fù)合相陶瓷的途徑，拓展它在其它方面的應(yīng)用。如：加入TICP、SICP顆粒和SICW晶須以提高其強(qiáng)度和韌性。

4.新型陶瓷材料研究近況和發(fā)展趨勢

現(xiàn)代各國不僅在新型陶瓷的應(yīng)用方面取得了一定的成就，但同時也不斷大力地開展新陶瓷的研究和開發(fā)，下面列舉的幾個方面是近年來比較著名的研究領(lǐng)域：

4.1納米復(fù)合陶瓷（Nanocomposite Ceramics）

Al2O3-Sic納米復(fù)合陶瓷的抗彎強(qiáng)度比三氧化二鋁單體提高近三倍。納米復(fù)合材料不僅在常溫下具有很高的強(qiáng)度，其高溫強(qiáng)度性能也明顯提高。近來，雙向納米復(fù)合陶瓷和納米壓電復(fù)合陶瓷是引人注目的新方向[8]。

4.2梯度功能材料（Functionally Graded Material，F(xiàn)GM）

梯度功能材料它不同于傳統(tǒng)的復(fù)合材料，其成分或結(jié)構(gòu)在材料的一面向另一面逐漸變化。FGM材料的就開發(fā)哦在研究和開發(fā)熱障涂層材料為主的高溫耐熱材料、刀具材料、熱點轉(zhuǎn)換材料等方面取得了進(jìn)展，在FGM研發(fā)工藝中等離子體噴射法（Plasma Spraying）、氣象沉積法（CVD）、粉末冶金法（PM）具有較明顯的優(yōu)勢，得到廣泛的利用。

4.3 synergy 陶瓷

synergy陶瓷是指在同一材料里實現(xiàn)多種性能的共存或互補(bǔ)的高性能復(fù)合陶瓷，從廣義上來看，synergy陶瓷的概念與結(jié)構(gòu)和功能一體化比較接近。日本名古屋工業(yè)技術(shù)研究所和日本驚喜陶瓷中心（JFCC）是開展synergy陶瓷開發(fā)的基地，并取得了重大研究成果，如兼有高強(qiáng)度（1400MPa）、高韌性（12MPa）和高熱傳導(dǎo)性（120W/mk）的強(qiáng)韌性Si[7]

3N4陶瓷。

還有很多新的領(lǐng)域如：陶瓷涂層、金屬-陶瓷、陶瓷膜材料、仿生層狀復(fù)合材料等各國均積極在研究，尋求新的突破。

發(fā)展趨勢： 在各種新材料中, 新型陶瓷是近年來發(fā)展很快的一種, 其中功能陶瓷, 特別是電子功能陶瓷的發(fā)展速度快于結(jié)構(gòu)陶瓷。目前研究與開發(fā)的重點已出現(xiàn)向結(jié)構(gòu)陶瓷和復(fù)合陶瓷逐步轉(zhuǎn)移的趨勢, 預(yù)測以后, 這種轉(zhuǎn)移將有明顯增強(qiáng)。21 世紀(jì)將是一個以各種復(fù)合材料為主的時代。當(dāng)前的研究工作主要是為下世紀(jì)的技術(shù)突破作準(zhǔn)備。無論是氧化物陶瓷, 還是非氧化物陶瓷一, 都存在向小型化、薄膜化、集體化、高功能、多功能發(fā)展的趨勢。有逐步重視關(guān)鍵基礎(chǔ)技術(shù)研究的傾向,目的是實現(xiàn)陶瓷材料性能測試與評價技術(shù)的實用化。在材料體系中, 成分全新的新品種不多, 絕大多數(shù)是通過改換元素、添加元素和改善工藝等途徑來實現(xiàn)性能的最佳化。因此, 技術(shù)方面的更新不斷出現(xiàn)。由于陶瓷的制造需要系列專門技術(shù), 各道生產(chǎn)工序都影響材料的最終性能, 因此近幾年國外公司有實行從原料準(zhǔn)備到成品加工一體化生產(chǎn)的傾向

5.結(jié)束語

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。國防工業(yè)和軍用技術(shù)歷來是新材料、新技術(shù)的主要推動和應(yīng)用者，在武器和軍用技術(shù)的發(fā)展上，新型陶瓷材料及一期為基礎(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在發(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)境及提高我國國際競爭力所不可缺少的物質(zhì)條件。隨著新世紀(jì)的到來和技術(shù)的不斷進(jìn)步，會對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)、新的材料體系不斷創(chuàng)新，使其對人類社會的進(jìn)步作出更大的貢獻(xiàn)。

第二篇：特種陶瓷的應(yīng)用與發(fā)展

特種陶瓷的應(yīng)用與發(fā)展

姓名 專業(yè) 學(xué)號

摘 要: 材料是人類生產(chǎn)和生活的物質(zhì)基礎(chǔ)，是人類進(jìn)步與人類文明的標(biāo)志。目前，在新材料世界里，陶瓷材料已與金屬材料、有機(jī)材料并稱為現(xiàn)代三大材料。由于陶瓷材料具有高強(qiáng)度、高硬度、耐腐蝕、耐高溫等特征，使之成為新材料的發(fā)展中心，受到廣泛關(guān)注。本文簡要介紹了特種陶瓷的概念、種類、制作工藝、應(yīng)用和發(fā)展。

關(guān)鍵詞: 特種陶瓷 應(yīng)用 發(fā)展

前言 人類進(jìn)入21世紀(jì)，信息、能源、材料被譽(yù)為科學(xué)的三大支柱。材料是人類生產(chǎn)和生活的物質(zhì)基礎(chǔ)，是人類進(jìn)步與人類文明的標(biāo)志。隨著空間技術(shù)、光電技術(shù)、紅外技術(shù)、傳感技術(shù)、能源技術(shù)等新技術(shù)的出現(xiàn)、發(fā)展，要求材料必須有耐高溫、抗腐蝕、耐磨等優(yōu)越的性能，才能在比較苛刻的環(huán)境中使用。傳統(tǒng)材料難以滿足要求，開發(fā)和有效利用高性能材料己經(jīng)成為材料利學(xué)發(fā)展的必然趨勢。目前，在新材料世界里，陶瓷材料已與金屬材料、有機(jī)材料并稱為現(xiàn)代三大材料。由于陶瓷材料具有高強(qiáng)度、高硬度、耐腐蝕、耐高溫等特征，使之成為新材料的發(fā)展中心，受到廣泛關(guān)注。

1特種陶瓷的概念

特種陶瓷又叫精細(xì)陶瓷、先進(jìn)陶瓷、現(xiàn)代陶瓷、高技術(shù)陶瓷或高性能陶瓷。高性能特種陶瓷在許多方而都突破了傳統(tǒng)陶瓷的概念和范疇，是陶瓷發(fā)展史上的一次革命性的變化。一般認(rèn)為，特種陶瓷是“采用高度精選的原材料，具有精確控制的化學(xué)組成，按照便于控制的制造技術(shù)加工成的，便于進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計，并具有優(yōu)異特性的陶瓷”它的出現(xiàn)與現(xiàn)代工業(yè)和高技術(shù)密切相關(guān)。近20年來由于冶金、汽車、能源、生物、航天、通信等領(lǐng)域的發(fā)展對新材料的需要，陶瓷材料在國內(nèi)外已經(jīng)逐步形成了一個新興的產(chǎn)業(yè)。

2特種陶瓷和傳統(tǒng)陶瓷的區(qū)別

現(xiàn)在特種陶瓷在我們的日常生活中逐漸普遍,但與傳統(tǒng)材料相比, 特種陶瓷又有何特點呢? 2.1材料不同

傳統(tǒng)陶瓷以天然礦物，如粘土、石英和長石等不加處理直接使用；而現(xiàn)代陶瓷則使用經(jīng)人工合成的高質(zhì)量粉體作起始材料，突破了傳統(tǒng)陶瓷以粘土為主要原料的界線，代之以“高度精選的原料”。2.2結(jié)構(gòu)不同

傳統(tǒng)陶瓷的組成由粘土的組成決定，由于原料的不同導(dǎo)致傳統(tǒng)陶瓷材料中化學(xué)組成的復(fù)雜多樣、雜質(zhì)成分和雜質(zhì)相較多而不易控制，顯微結(jié)構(gòu)粗劣而不夠均勻，多氣孔；先進(jìn)陶瓷的化學(xué)和相組成較簡單明晰，純度高，所以顯微結(jié)構(gòu)一般均勻而細(xì)密。2.3制備工藝不同

傳統(tǒng)陶瓷用的礦物經(jīng)混合可直接用于濕法成型，如泥料的塑性成型和漿料的注漿成型，材料的燒結(jié)溫度較低，一般為900℃-1400℃，燒成后一般不需加工；而先進(jìn)陶瓷一般用高純度粉體添加有機(jī)添加劑才能適合于干法或濕法成型，材料的燒結(jié)溫度較高，根據(jù)材料不同從1200℃到2200℃，燒成后一般尚需加工。在制備工藝上突破了傳統(tǒng)陶瓷以爐窯為主要生產(chǎn)手段的界限，廣泛采用諸如真空燒結(jié)、保護(hù)氣氛燒結(jié)、熱壓、熱等靜壓等先進(jìn)手段。

2.4性能不同

傳統(tǒng)陶瓷和先進(jìn)陶瓷材料性能有極大的差異，不僅后者在性能上遠(yuǎn)優(yōu)于前者，而且特種陶瓷材料還發(fā)掘出傳統(tǒng)陶瓷材料所沒有的性能和用途。傳統(tǒng)陶瓷材料一般限于日用和建筑使用，而特種陶瓷具有優(yōu)良的物理力學(xué)性能，高強(qiáng)、高硬、耐磨、耐腐蝕、耐高溫、抗熱震，而且在熱、光、聲、電、磁、化學(xué)、生物等方面具有卓越的功能，某些性能遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過現(xiàn)代優(yōu)質(zhì)合金和高分子材料。因而登上新材料革命的主角地位，在工業(yè)領(lǐng)域，如石油、化工、鋼鐵、電子、紡織和汽車等行業(yè)，以及很多尖端技術(shù)領(lǐng)域如航天、核工業(yè)和軍事工業(yè)中有著廣泛的應(yīng)用價值和潛力。

3特種陶瓷的分類

特種陶瓷的分類方法多種多樣，可根據(jù)其化學(xué)組成、所需特性和性能用途等進(jìn)行分類。3.1按化學(xué)組成分類

特種陶瓷材料按化學(xué)組成可分為氧化物陶瓷、氮化物陶瓷、碳化物陶瓷等。此外，為了改善陶瓷的性能，有時要在陶瓷基體中添加各種纖維、晶須、超細(xì)微粒等，這樣就構(gòu)成了多種陶瓷基復(fù)合材料。3.2按所需特性分類

根據(jù)所需的特性不同，特種陶瓷材料可作為機(jī)械材料、耐熱材料、化學(xué)材料、光學(xué)材料、電氣材料和生物醫(yī)學(xué)材料，在不同的領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用。3.3按性能用途分類

特種陶瓷根據(jù)性能及用途的不同可分為結(jié)構(gòu)材料用陶瓷(主要是用于耐磨損、高強(qiáng)度、耐熱、耐熱沖擊、高剛性、低熱膨脹性和隔熱等結(jié)構(gòu)陶瓷材料)和功能陶瓷(包括電磁功能、光電功能和生物—化學(xué)功能等陶瓷制品和材料，另外還有核陶瓷材料和其他功能材料等)兩大類。特種陶瓷的制作工藝

特種陶瓷的制作過程大致為：原料粉體的調(diào)整—成型—燒結(jié)—加工—成品

（1）精細(xì)陶瓷粉體的制備有機(jī)械法（滾動球磨、振動球磨、攪動球磨、氣流粉碎等）和合成法（固相合成法、液相合成法、氣相合成法）等（2）精細(xì)陶瓷的成型有注漿法、壓制法何和塑法等。（3）精細(xì)陶瓷的燒結(jié)是指生坯在高溫加熱時發(fā)生的一系列物理化學(xué)變化，并使生坯體積收縮，強(qiáng)度、密度增加，最終形成致密、堅硬的具有某種顯微結(jié)構(gòu)燒結(jié)體的過程。

5特種陶瓷的應(yīng)用

特種陶瓷由于擁有眾多優(yōu)異性能，因而用途廣泛。

（1）耐熱性能優(yōu)良的特種陶瓷可望作為超高溫材料用于原子能有關(guān)的高溫結(jié)構(gòu)材料、高溫電極材料等；

（2）隔熱性優(yōu)良的特種陶瓷可作為新的高溫隔熱材料，用于高溫加熱爐、熱處理爐、高溫反應(yīng)容器、核反應(yīng)堆等；

（3）導(dǎo)熱性優(yōu)良的特種陶瓷極有希望用作內(nèi)部裝有大規(guī)模集成電路和超大規(guī)模集成電路電子器件的散熱片；

（4）耐磨性優(yōu)良的硬質(zhì)特種陶瓷用途廣泛，目前的工作主要是集中在軸承、切削刀具方面；（5）高強(qiáng)度的陶瓷可用于燃?xì)廨啓C(jī)的燃燒器、葉片、渦輪、套管等；在加工機(jī)械上可用于機(jī)床身、軸承、燃燒噴嘴等。目前，這方面的工作開展得較多，許多國家如美國、日本、德國等都投入了大量的人力和物力；

（6）具有潤滑性的陶瓷如六方晶型氮化硼極為引人注目，目前國外正在加緊研究；（7）生物陶瓷方面目前正在進(jìn)行將氧化鋁、磷石炭等用作人工牙齒、人工骨、人工關(guān)節(jié)等研究，這方面的應(yīng)用引起人們極大關(guān)注；

（8）一些具有其他特殊用途的功能性新型陶瓷（如遠(yuǎn)紅外陶瓷等）也已開始在工業(yè)及民用領(lǐng)域發(fā)揮其獨到的作用。

6今后特種陶瓷發(fā)展的重點

隨著利技的不斷發(fā)展，材料利學(xué)將快速前進(jìn)，高性能陶瓷的應(yīng)用范圍在不斷擴(kuò)大，發(fā)展前景十分看好。展望未來，今后特種陶瓷發(fā)展的重點將是:（1）納米陶瓷材料，包括納米超細(xì)粉原料的制備；（2）高性能陶瓷的特殊生產(chǎn)工藝，包括成型,燒結(jié)等；（3）發(fā)動機(jī)及其它熱結(jié)構(gòu)用陶瓷材料的研制；（4）功能陶瓷材料的小型化、多功能化；（5）生物陶瓷材料的開發(fā)與應(yīng)用。

總結(jié) 隨著材料學(xué)的發(fā)展，陶瓷技術(shù)的發(fā)展，特種陶瓷的地位在逐步提高，在科技高度發(fā)達(dá)的今天，我們應(yīng)在在現(xiàn)有優(yōu)勢的基礎(chǔ)上，集中力量，將國際研究前沿和國家重大需求有效地結(jié)合起來，謀求長遠(yuǎn)發(fā)展。同時，建立完善的研究開發(fā)體系，發(fā)揮團(tuán)隊作用。先進(jìn)陶瓷往往具有明確的應(yīng)用前景和目標(biāo)產(chǎn)品，因此，應(yīng)建立起完整的研發(fā)體系，確保研究、開發(fā)和應(yīng)用的連續(xù)性，利用好資源優(yōu)勢，迎合國際國內(nèi)市場。高性能陶瓷材料技術(shù)作為材料利學(xué)的高新技術(shù)，一直以來得到了迅速的發(fā)展，并取得了巨大的成功?？梢韵嘈牛弘S著利學(xué)技術(shù)的發(fā)展，高性能陶瓷技術(shù)的不斷開發(fā)、研究，此項技術(shù)一定能為人類新的文明做出卓越的貢獻(xiàn)。

參考文獻(xiàn)：

[1]百度百科：特種陶瓷，http://baike.baidu.com/view/283565.htm [2]周玉．陶瓷材料學(xué)．科學(xué)出版社，2004 [3]曹茂盛．李大勇．陶瓷材料導(dǎo)論．哈爾濱工程大學(xué)出版社，2005 [4]畢見強(qiáng)．特種陶瓷工藝與性能．哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社，2008

第三篇：新型陶瓷材料的應(yīng)用與發(fā)展（本站推薦）

新型陶瓷材料的應(yīng)用與發(fā)展

姓名： 穆會平 班級： 1001班

專業(yè)： 環(huán)境科學(xué) 學(xué)號： 20101887

新型陶瓷材料的應(yīng)用與發(fā)展

摘要：本文首先簡單介紹了傳統(tǒng)陶瓷材料向現(xiàn)代新型陶瓷材料轉(zhuǎn)變的過程，新型陶瓷材料克服了傳統(tǒng)陶瓷本身內(nèi)部的缺陷，故使其性能大大提高，擴(kuò)大了應(yīng)用領(lǐng)域。然后論述了新型陶瓷材料分為結(jié)構(gòu)陶瓷和功能陶瓷，以及它們耐高溫、生物相容性能、電磁性、質(zhì)量輕等特性及各自的應(yīng)用領(lǐng)域，重點討論了新型陶瓷材料在航空航天、軍事、生物工程、電子工業(yè)等的應(yīng)用，最后簡單說明了新型陶瓷材料的近況和發(fā)展趨勢。

關(guān)鍵字：新型陶瓷 材料 應(yīng)用 發(fā)展

引言：在當(dāng)今科技高度發(fā)展的工業(yè)社會,每一項工業(yè)化的成就都與材料科學(xué)、材料的制造及實際使用有著密不可分的關(guān)聯(lián),它使得某些新的科學(xué)設(shè)想、構(gòu)思及生產(chǎn)過程得以實現(xiàn)。離開了材料科學(xué)與材料工業(yè),世界上的許多科學(xué)創(chuàng)造和發(fā)明都是難以實現(xiàn)或達(dá)到的。陶瓷材料是繼金屬材料,非金屬高分子材料之后人們所關(guān)注的無機(jī)非金屬材料中最重要的一種，因為它同時兼有金屬和高分子材料兩者的共同優(yōu)點,此外在不斷的改性過程中,已使它的易碎裂的性能有了很大的改善。因此,它的應(yīng)用領(lǐng)域和各類產(chǎn)品都有一個十分明顯的提高。

1.傳統(tǒng)陶瓷材料到新型陶瓷材料的演變

陶瓷一詞(Ceramics)來源于古希臘Keramos 一詞,意為地球之神。傳統(tǒng)的陶瓷材料含意很廣泛,它主要指鋁、硅的氮化物,碳化物,玻璃及硅酸鹽類。雖然傳統(tǒng)陶瓷具有一定的耐化學(xué)腐蝕特性和較高的電阻率、熔點高,可耐高溫,硬度高,耐磨損,化學(xué)穩(wěn)定性高,不腐蝕等優(yōu)點。但它也存在著塑料變形能力差,易發(fā)生脆性破壞和不易加工成型等缺點,這些原因大大地限制了在工業(yè)的應(yīng)用范圍，特別是在機(jī)械工業(yè)上的應(yīng)用。而在電器上的應(yīng)用也主要局限在高壓電瓷瓶及其絕緣體部件等少數(shù)幾個方面。

為此人們開展對傳統(tǒng)的陶瓷材料進(jìn)行改性研究和有關(guān)材料的人工合成開發(fā),現(xiàn)代合成技術(shù)已經(jīng)能夠通過物理蒸發(fā)濺射(Vapor processing)溶液法(Aqueous precipitation)溶膠—凝膠技術(shù)(Solgel-technology)及其它先進(jìn)技術(shù)改造傳統(tǒng)陶瓷或人工合成極少缺陷的陶瓷材料,其中較為重要的有Si3N4 ,A12O3 等。合成的陶瓷材料與傳統(tǒng)陶瓷材料相比，它的性能大大提高,與其它材料相比,在同樣強(qiáng)度下這些材料具有良好的化學(xué)、熱、機(jī)械及摩擦學(xué)(tribology)特性。它質(zhì)輕,可以耐高溫,硬度高,抗壓強(qiáng)度有時超過金屬及合金,具有較強(qiáng)的抗磨性和化學(xué)隋性、電及熱的絕緣性都相當(dāng)好,特別是由于采用純凈材料,消除了缺陷(eliminate-defects), 它的易脆性(brittleness)得到了極大的改善,因此其應(yīng)用,特在現(xiàn)代機(jī)械業(yè)的應(yīng)用日益廣泛。目前巳有大量的新型陶瓷材料被用于工業(yè)高溫抗磨器件、機(jī)械基礎(chǔ)元器件,除此之外,電子及電信行業(yè),生物醫(yī)療器件乃至于陶瓷記憶材料,超導(dǎo)陶瓷等應(yīng)用都與新型陶瓷材料的研制與開發(fā)有關(guān)。

2.新型陶瓷材料特性與分類

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（Structural ceramics）（或工程陶瓷）和功能陶瓷（Functional ceramics），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，各種超為基數(shù)和符合技術(shù)的運用，材料性能和功能相互交叉滲透，確切分類已經(jīng)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，通過對材料結(jié)構(gòu)性能的設(shè)計，新型陶瓷材料的各種特性得到了充分的體現(xiàn)。表1 列出來目前被人們所占我和利用的新型材料的主要特性

表1 新型陶瓷的主要特性

分類

功能陶瓷 領(lǐng)域 電子陶瓷

光電陶瓷 光陶瓷 磁性陶瓷 生物陶瓷 化學(xué)陶瓷

特性

高絕緣性、鐵電介電性、壓電性、熱電性、電子放射性、半導(dǎo)性、傳感型、離子電導(dǎo)性

熒光性、偏振光性、光電性

透光性、光反射性、反射紅外性、導(dǎo)光性 軟磁性、硬磁性 骨親和性、生物相融性 載體性、催化性、化學(xué)吸附性

結(jié)構(gòu)陶瓷 熱學(xué)功能 機(jī)械功能

傳熱性、絕熱性、耐高溫性、耐腐蝕性

耐磨性、高強(qiáng)度性、超硬性、潤滑性、非膨脹性、收縮性

[1]3.新型陶瓷的應(yīng)用與發(fā)展

新型陶瓷是新型無機(jī)非金屬材料, 也稱先進(jìn)陶瓷、高性能陶瓷、高技術(shù)陶瓷、精細(xì)陶瓷, 為什么能得到高速發(fā)展, 歸納起來有四方面原因：①具有優(yōu)良的物理力學(xué)性能、高強(qiáng)、高硬、耐磨、耐腐蝕、耐高溫、抗熱震而且在熱、光、聲、電、磁、化學(xué)、生物等方面具有卓越的功能, 某些性能遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過現(xiàn)代優(yōu)質(zhì)合金和高分子材料, 因而登上新材料革命的主角地位, 滿足現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)和經(jīng)濟(jì)建設(shè)的需要。② 其原料取于礦土或經(jīng)合成而得, 蘊藏量十分豐富。③ 產(chǎn)品附加值相當(dāng)高, 而且未來市場仍將持續(xù)擴(kuò)展。④ 應(yīng)用十分廣泛, 幾乎可以滲透到各行各業(yè)。3.1市場需求

據(jù)美國陶瓷工業(yè)部門統(tǒng)計，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23%，精細(xì)陶瓷為48億美元，占先進(jìn)陶瓷24%。全球精細(xì)陶瓷超億美元的生產(chǎn)廠有22家，超過2000萬美元的生產(chǎn)廠有54家，超過1000萬美元的生產(chǎn)廠有66家，超過100萬美元的生產(chǎn)廠有102家。其中前10家的總產(chǎn)值達(dá)146億美元，占80%。表2列出了1996年加拿大陶瓷季刊公布的世界先進(jìn)陶瓷需求量，表3列出了日本精細(xì)陶瓷工業(yè)市場預(yù)測情況。

表2 世界新型陶瓷需求

類別

世界需求量（百萬美元）1994 2000

年增長率/% 2000/1994 電子陶瓷結(jié)構(gòu)陶瓷

陶瓷涂料 陶瓷基復(fù)合材料

合計

表3 日本新型陶瓷工業(yè)市場預(yù)測情況（單位：10億日元）應(yīng)用領(lǐng)域

1993

1997

2000

2005

[5] [3]

886 3 968

200 16 754

580 6 610

280 25 370

6.7 8.9 5.8 7.2

平均增長率（%）

電磁應(yīng)用 光學(xué)應(yīng)用 機(jī)械應(yīng)用 高溫及高溫機(jī)械 化學(xué)與生物 商業(yè)與文化 其他 合計

944 119 294 107 118 59 114 1 755 040.9 119.7 271.0 87.4 79.9212 2 787 935 540 742 190 226 91 329 4 052

6.2 13.5 8.0 4.9 5.6 3.7 9.2 7.2

3.2應(yīng)用領(lǐng)域

功能陶瓷主要在絕緣、電磁、介電以經(jīng)濟(jì)光學(xué)等方面得到廣泛應(yīng)用；結(jié)構(gòu)陶瓷除了耐低膨脹、耐磨、耐腐蝕外，還有重量輕、高彈性、低膨脹、電絕緣性等特性。因而在很多領(lǐng)域得到應(yīng)用應(yīng)該是以陶瓷燃?xì)廨啓C(jī)為代表的耐高溫陶瓷部件陶瓷廣泛用于道具及模具等耐磨零件，這方面的應(yīng)用主要是利用陶瓷的高硬度、低磨耗性、低摩擦系數(shù)等特性。另一方面，陶瓷材料具有其他材料所沒有的高剛性、重量輕、耐蝕性等特性，從而被有效地應(yīng)用在精密測量儀器和精密機(jī)床等上面。另外，因為陶瓷材料具有很好的化學(xué)穩(wěn)定性和耐腐蝕性，在生物工程以及醫(yī)療等方面也得到廣泛的應(yīng)用。下面將分幾方面來介紹新型陶瓷材料的應(yīng)用領(lǐng)域。

1)航空航天材料:陶瓷基復(fù)合材料（Ceramic Matrix Composites）

當(dāng)前耐高溫材料已經(jīng)成為航天先進(jìn)材料中的由此岸優(yōu)先發(fā)展方向，材料在高溫下的應(yīng)用對航天技術(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笤絹碓礁?，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，是最具有希望代替金屬材料用于熱端部件的候選材料。為此世界各國開展對陶瓷發(fā)動機(jī)的研究工作。美、歐、日等越來越多的人體渦輪機(jī)設(shè)計者們開始用陶瓷基復(fù)合材料來制作旋轉(zhuǎn)件和固定件。當(dāng)前對高溫結(jié)構(gòu)陶瓷的研究主要集中于Sic、Si3N4、Al2O3和ZrO2等，尤其以Si3N4高溫結(jié)構(gòu)陶瓷最引人注目。這類陶瓷的綜合性能較突出，它們有良好的高溫強(qiáng)度，已經(jīng)在航空渦輪發(fā)動機(jī)等方面得到了應(yīng)用，非常適用于制作航天發(fā)動機(jī)渦輪轉(zhuǎn)子葉片等高溫受力部件。2)陶瓷軸承（Ceramic Bearing）

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法比擬的優(yōu)異性能，近十多年來，在國計民生的各個領(lǐng)域得到日益廣泛的應(yīng)用。在航空航天、核工業(yè)、高速機(jī)床等高溫、高速、耐腐蝕、真空、無磁、無摩擦的特殊環(huán)境下，陶瓷軸承的作用正在被人們逐漸地認(rèn)識。陶瓷軸承突出的效果是大幅度地提高了軸承的使用壽命和極限速度，為發(fā)展高速和超高速、高精密機(jī)床提供了基礎(chǔ)零部件。除此以外，在高溫、腐蝕、絕緣、真空等行業(yè)的應(yīng)用也已經(jīng)取得了良好的效果，可在高溫、強(qiáng)酸、強(qiáng)堿等一些高腐蝕性介質(zhì)中長期穩(wěn)定地工作。近來，與半導(dǎo)體制造裝置和計算機(jī)的CD-ROM及其硬盤與信息工業(yè)相關(guān)的陶瓷軸承需求量不斷增加。當(dāng)今世界上著名的軸承企業(yè)無一不在開發(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)實力的一個重要標(biāo)志。

3)生物工程領(lǐng)域：生物陶瓷（Biological Ceramic Material）

由于生物陶瓷材料的無毒、無害，具有良好的生物活性和生物相溶性，且硬度高，楊氏模量與人體骨相近，故可作為骨骼、牙床、心臟瓣膜等的修補(bǔ)材料或替代材料使用。生物陶瓷材料又分生物性惰性陶瓷材料和生物性活性陶瓷材料。

生物性惰性陶瓷材料：如多晶氧化鋁具有耐腐蝕、耐磨、熱膨脹系數(shù)小等特點，且可通過高溫消毒，常用于大塊或小塊骨的修補(bǔ)或承重骨的缺損修復(fù)。單晶氧化鋁，除具有多晶氧化鋁特性外，還具有生物相溶性好的特點，常用于制成人工骨螺釘，強(qiáng)度比金屬材料制成的工骨螺釘更高。同時氧化鋁單晶可以加工成各種尺寸小、強(qiáng)度大的牙根，它與人體蛋白質(zhì)有良好的親合性能，結(jié)合力強(qiáng)。因此有利于牙齦粘膜材料的附著。

生物性活性陶瓷材料：將含磷酸和鈣的活性玻璃，置入生物體內(nèi)，使之與生物體內(nèi)的液體發(fā)生反應(yīng)，然后有生物組織成長起骨原纖維組織，在生物玻璃表面與生物組織之間形成結(jié)合層。羥基磷灰石，它具有與人體硬組織（骨和牙）的無機(jī)質(zhì)相同的物質(zhì)組成，可用于牙槽、骨缺損、腦外科修補(bǔ)、填充等。

4)軍事應(yīng)用：特種陶瓷（Special Ceramics）

[2]

[4]

[4] 軍事應(yīng)用中的特種陶瓷主要指的是氧化鋁和碳化硼。在現(xiàn)代軍事中，無論是海陸空或其他兵種的現(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，用比例纖維和B4C復(fù)合材料制成的0.6cm厚的B4C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。特種陶瓷實在導(dǎo)彈控制系統(tǒng)中也有用途，在雷達(dá)天線上加裝一個氣動天線罩，可協(xié)調(diào)機(jī)械、熱力、電氣系統(tǒng)、的功能，保證導(dǎo)彈正常運行。還有，火箭上需要的特殊高溫材料，很多也是用金屬陶瓷制成的。美國對國防用嵌入式輕質(zhì)陶瓷裝甲的需求近幾年有了很大的增長，9.11事件后，配合全世界的反恐怖主義活動，防彈服的需求成倍增長。

5)電子工業(yè)領(lǐng)域：氮化鋁陶瓷（Aluminum Nitride Ceramic即AIN)

氮化鋁具有良好的高溫抗蝕性，它對許多金屬表現(xiàn)良好的抗蝕力，可與鋁、銅、鎳、鉬、鎢以及許多鐵質(zhì)合金和超合金在高溫下共存，也能在某些化合物，如砷化鎵的融鹽中穩(wěn)定存在。它可以應(yīng)用到電子工業(yè)方面，做基片材料，AIN的導(dǎo)熱率是Al2O3的5-10 倍，更適合大規(guī)模集成電路要求。AIN 陶瓷的綜合性能良好，非常適用于電子工業(yè)。同時氮化鋁陶瓷材料在高溫耐蝕和復(fù)合材料方面也有很好的應(yīng)用。

在高溫耐蝕方面的應(yīng)用：AIN陶瓷具有良好的高溫耐蝕性，它能與許多金屬在高溫下共存。因此是優(yōu)良的坩堝材料，也可用作腐蝕性物質(zhì)的容器和處理器。

在復(fù)合材料方面的應(yīng)用：可以通過復(fù)合相陶瓷的途徑，拓展它在其它方面的應(yīng)用。如：加入TICP、SICP顆粒和SICW晶須以提高其強(qiáng)度和韌性。[6][6]4.新型陶瓷材料研究近況和發(fā)展趨勢

現(xiàn)代各國不僅在新型陶瓷的應(yīng)用方面取得了一定的成就，但同時也不斷大力地開展新陶瓷的研究和開發(fā)，下面列舉的幾個方面是近年來比較著名的研究領(lǐng)域： 4.1納米復(fù)合陶瓷（Nanocomposite Ceramics）

Al2O3-Sic納米復(fù)合陶瓷的抗彎強(qiáng)度比三氧化二鋁單體提高近三倍。納米復(fù)合材料不僅在常溫下具有很高的強(qiáng)度，其高溫強(qiáng)度性能也明顯提高。近來，雙向納米復(fù)合陶瓷和納米壓電復(fù)合陶瓷是引人注目的新方向。

4.2梯度功能材料（Functionally Graded Material，F(xiàn)GM）

梯度功能材料它不同于傳統(tǒng)的復(fù)合材料，其成分或結(jié)構(gòu)在材料的一面向另一面逐漸變化。FGM材料的就開發(fā)哦在研究和開發(fā)熱障涂層材料為主的高溫耐熱材料、刀具材料、熱點轉(zhuǎn)換材料等方面取得了進(jìn)展，在FGM研發(fā)工藝中等離子體噴射法（Plasma Spraying）、氣象沉積法（CVD）、粉末冶金法（PM）具有較明顯的優(yōu)勢，得到廣泛的利用。4.3 synergy 陶瓷

synergy陶瓷是指在同一材料里實現(xiàn)多種性能的共存或互補(bǔ)的高性能復(fù)合陶瓷，從廣義上來看，synergy陶瓷的概念與結(jié)構(gòu)和功能一體化比較接近。日本名古屋工業(yè)技術(shù)研究所和日本驚喜陶瓷中心（JFCC）是開展synergy陶瓷開發(fā)的基地，并取得了重大研究成果，如兼有高

[8]強(qiáng)度（1400MPa）、高韌性（12MPa）和高熱傳導(dǎo)性（120W/mk）的強(qiáng)韌性Si3N4陶瓷。

還有很多新的領(lǐng)域如：陶瓷涂層、金屬-陶瓷、陶瓷膜材料、仿生層狀復(fù)合材料等各國均積極在研究，尋求新的突破。發(fā)展趨勢：

在各種新材料中, 新型陶瓷是近年來發(fā)展很快的一種, 其中功能陶瓷, 特別是電子功能陶瓷的發(fā)展速度快于結(jié)構(gòu)陶瓷。目前研究與開發(fā)的重點已出現(xiàn)向結(jié)構(gòu)陶瓷和復(fù)合陶瓷逐步轉(zhuǎn)移的趨勢, 預(yù)測以后, 這種轉(zhuǎn)移將有明顯增強(qiáng)。21 世紀(jì)將是一個以各種復(fù)合材料為主的時代。當(dāng)前的研究工作主要是為下世紀(jì)的技術(shù)突破作準(zhǔn)備。無論是氧化物陶瓷, 還是非氧化物陶瓷一, 都存在向小型化、薄膜化、集體化、高功能、多功能發(fā)展的趨勢。有逐步重視關(guān)鍵基礎(chǔ)技術(shù)研究的傾向,目的是實現(xiàn)陶瓷材料性能測試與評價技術(shù)的實用化。在材料體系中, 成分全新的新品種不多, 絕大多數(shù)是通過改換元素、添加元素和改善工藝等途徑來實現(xiàn)性能的最佳化。因此, 技術(shù)方面的更新不斷出現(xiàn)。由于陶瓷的制造需要系列專門技術(shù), 各道生產(chǎn)工序都影響材料的最終性能, 因此近幾年國外公司有實行從原料準(zhǔn)備到成品加工一體化生產(chǎn)的傾向

[7]5.結(jié)束語

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。國防工業(yè)和軍用技術(shù)歷來是新材料、新技術(shù)的主要推動和應(yīng)用者，在武器和軍用技術(shù)的發(fā)展上，新型陶瓷材料及一期為基礎(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在發(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)境及提高我國國際競爭力所不可缺少的物質(zhì)條件。隨著新世紀(jì)的到來和技術(shù)的不斷進(jìn)步，會對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)、新的材料體系不斷創(chuàng)新，使其對人類社會的進(jìn)步作出更大的貢獻(xiàn)。

參考文獻(xiàn)：

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第四篇：新型建筑材料的發(fā)展和應(yīng)用

新型建筑材料的發(fā)展和應(yīng)用

內(nèi)容摘要

隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和人民生活水平的提高,新型建筑材料的應(yīng)用相當(dāng)廣泛,大至國家體育館,小到民用住宅。本論文首先概述了新型建筑材料對于當(dāng)今社會的意義,發(fā)展新型節(jié)能建材的意義,其次分類闡述了新型建筑材料行業(yè)的種類和現(xiàn)狀,介紹了新型墻體材料、保溫隔熱材料、防水密封材料、裝飾裝修材料等與傳統(tǒng)建筑材料的區(qū)別之處,闡述了新型建材的實際應(yīng)用以及未來的發(fā)展趨勢。

關(guān)鍵詞 新型材料 發(fā)展及應(yīng)用 應(yīng)用及建議

一、概述

用可持續(xù)發(fā)展的產(chǎn)業(yè)代替?zhèn)鹘y(tǒng)產(chǎn)業(yè),解決資源和能源短缺、水源危機(jī)、生態(tài)破壞和環(huán)境污染等一系列問題。在這種大環(huán)境的影響下,新型建筑材料應(yīng)用而出,層出不窮。而新型建筑材料不同于傳統(tǒng)的建筑材料,最大的優(yōu)點就是可持續(xù)發(fā)展的綠色產(chǎn)業(yè)。是基于傳統(tǒng)建材磚瓦、灰砂石等卻又不同于傳統(tǒng)建材的建筑材料新品種,所包括的品種和門類很多。

新型建材擁有材質(zhì)輕、強(qiáng)度高、節(jié)能、保溫、節(jié)土、裝飾等特殊特性。采用新型建材不但使房屋功能大大改善,還可以使建筑物內(nèi)外更具現(xiàn)代氣息,滿足人們的審美要求,根據(jù)不同的功能,有的新型建材可以顯著減輕建筑物自重,為推廣輕型建筑結(jié)構(gòu)創(chuàng)造了條件,有的新型建筑材料可以減少施工成本,作為節(jié)能首選。新型建筑材料推動了建筑施工技術(shù)現(xiàn)代化,大大加快了建房速度。

新型建材的性能和功用各不相同,生產(chǎn)新型建材產(chǎn)品的原材料及工藝方法也各不相同。就其發(fā)展情況而言,有的品種重在樣式,樣式種類層出不窮,如裝飾裝修材料,有的品種重在功能,如保溫材料,有的則通過深加工衍生出多個品種,如新型建筑板材等。

二、幾種新型建筑材料的發(fā)展及應(yīng)用

2．１ 新型墻體材料

我國新型墻體 材料發(fā)展較快，新型墻體材料品種較多，主要包括磚、塊、板，如粘土空心磚、摻廢料的粘土磚、非粘土磚、建筑砌塊、加氣混凝土、輕質(zhì)板材，復(fù)合板材等。墻體材料的生產(chǎn)工藝采用現(xiàn)代技術(shù)，并將鋼鐵的耐磨技術(shù)移植到墻材生產(chǎn)設(shè)備中；生產(chǎn)向大規(guī)模、集約型方向發(fā)展；生產(chǎn)方法自動化程度更高，普遍采用電腦控制生產(chǎn)全過程。

要想新型墻體 材料占墻材總量的比例上升，重點是建設(shè)上 檔次、上水平、上規(guī)模的主導(dǎo)產(chǎn)品生產(chǎn)線?？招拇u重點發(fā)展利用 廢渣的摻加量、高空洞率、高保溫性能、高弧度的承重多孔磚、外墻飾面的清水墻磚混凝土砌塊，重點發(fā)展雙排孔或多排孔的 保溫承重砌塊、外墻飾面砌塊。重點發(fā)展機(jī)械化擠壓式生產(chǎn)的 輕質(zhì)多孔條板、外墻復(fù)合保溫或帶飾面的裝配式板材，并配合 建設(shè)部門推廣應(yīng)用輕鋼結(jié)構(gòu)體系，發(fā)展各種裝配式條板。

2．２防水密封材料 防水材料是建筑業(yè)及其它有關(guān)行業(yè)所需要的重要功能材料，是建筑材料工業(yè)的一個重要組成部分。隨著高層建筑的快速發(fā)展，對防水材料提出了高質(zhì)量的防水密封要求。防水材料已擺脫了紙?zhí)ビ蜌忠唤y(tǒng)天下的落后局面，目前擁有包括瀝青油氈（含改性瀝青油氈）、合成高分子防水卷材、建筑防水涂料、密封材料、堵漏和剛性防水材料等五大類產(chǎn)品。１９９５年新型防水卷材產(chǎn)量４２００萬平方米，約占防水卷材產(chǎn)量的５％，我國防水材料基本上形成了品種門類齊全，產(chǎn)品規(guī)格、檔 次配套、工藝裝備開發(fā)已初具規(guī)模的防水材料工業(yè)體系，國外 有的品種我們基本都有。

2．３高分子化學(xué)建材

國外高分子化學(xué)建材發(fā)展迅猛，發(fā)達(dá)國家化學(xué)建材產(chǎn)值已 超過水泥。隨著現(xiàn)代高層建筑的興起，對建筑涂料的耐候性要求越來越高，高耐候性涂料樹脂的研究開發(fā)成為當(dāng)今世界尤其是發(fā)達(dá)國家涂料研究的活躍領(lǐng)域。目前，最活躍的領(lǐng)域是含氟樹脂和有機(jī)硅改性樹脂的研究。建筑防水密封材料在國外競爭激烈，產(chǎn)品更新快，向高分子樹脂和高分子改性瀝青為基料的方向發(fā)展；瀝青油氈胎基向玻纖胎基、化纖胎基或樹脂薄膜胎基方向發(fā)展；屋面防水構(gòu)造由多層向單層、雙層方向發(fā)展；施工技術(shù)由熱熔粘結(jié)向常溫、自粘、機(jī)械固定等方向發(fā)展。

2．４保溫隔熱材料

國外礦棉和玻璃棉在建筑節(jié)能領(lǐng)域的應(yīng)用率超過５０％；泡沫塑料超過４０％；硅酸鈣和膨脹珍珠巖為５％左右。礦棉及其制品使用先進(jìn)的擺錘技術(shù)。玻璃棉及其制品生產(chǎn)工藝采用一窯多線、一線多頭、一頭單一產(chǎn)品，提高了生產(chǎn)效率。廢水、廢物回收處理，循環(huán)使用，達(dá)到零排放，采用碎玻璃作為主要原料。泡沫塑料制品在建筑和工業(yè)保溫領(lǐng)域應(yīng)用以聚氨酯泡沫塑料和聚苯乙烯泡沫塑料為主。產(chǎn)品向輕質(zhì)化、高強(qiáng)度、更長使用年限和更低的導(dǎo)熱系數(shù)發(fā)展。

墻體是房屋建筑圍護(hù)結(jié)果中的主要組成部分，也是室內(nèi)外 熱量交換的主要途徑。所以研制高效保溫墻體材料、設(shè)計合理的墻體結(jié)構(gòu)形式是節(jié)能減耗的關(guān)鍵。節(jié)能墻體按其材料及組成方式可分單一材料節(jié)能墻體、復(fù)合節(jié)能墻體和采用新型節(jié)能復(fù)合墻板。單一材料節(jié)能墻體采用空心粘土磚、加氣混凝土氣塊、普通混凝土氣塊以及以粉煤灰、煤矸石、浮石等混凝土空心小 砌塊等砌體材料，采用保溫砂漿作為砌體膠凝材料。復(fù)合節(jié)能 墻體是由保溫隔熱材料與傳統(tǒng)的如實心粘土磚、混凝土等墻體 材料或空心磚、空心砌塊等新型墻體材料復(fù)合而成的墻體。而 新型節(jié)能復(fù)合墻板目前主要品種有：鋼絲網(wǎng)巖棉夾芯復(fù)合板（簡稱ＧＹ板）；ＧＲＣ夾芯復(fù)合板；鋼板巖棉夾芯復(fù)合板；硅鈣板、保溫層、石膏板復(fù)合板材等等。2．５復(fù)合材料

以納米材料改性塑料，可使塑料的聚集態(tài)及結(jié)晶形態(tài)發(fā)生改變，從而使之具有新的性能，在克服傳統(tǒng)材料剛性與韌性難以相容這一矛盾的同時，大大提高了材料的綜合性能?？傮w上看，復(fù)合材料就是將現(xiàn)有的植物、礦物及塑料等材料有機(jī)結(jié)合，使之展現(xiàn)出更優(yōu)異的理化性能。在建筑和公共設(shè)施領(lǐng)域中廣泛應(yīng)用。如陰井蓋、纖維增強(qiáng)樹脂筋，混凝土結(jié)構(gòu)修補(bǔ)材料、透明天棚、建筑模板等。復(fù)合材料將向著價廉、適用、耐久、成型方便、投資少、材料本身兼容性好、工藝合理，并能盡可能回收利 用，以減少環(huán)境壓力的方向發(fā)展。

2．６新型建筑裝飾材料

隨著社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平、人民生活水平的提高和居住條件改善，人們越來越追求舒適、美觀、清潔的居住環(huán)境。從而對建筑裝飾裝修材料、景觀材料的品種、質(zhì)量要求愈高。在不斷地探索和研究中，一大批具有良好裝飾性、高效保溫性、節(jié)能性、健康性的裝飾材料應(yīng)運而生：如利用透明玻璃與塑料進(jìn)行組合，能抑制對流傳熱的透明隔熱材料，隨溫度改變顏色的新型涂料，自動調(diào)節(jié)室內(nèi)濕度的新型墻體材料等。我國建筑裝飾裝修材料的發(fā)展，雖然起步較晚，但起點較高，１９９５年我國裝飾裝修材料年產(chǎn)值約為４００億元。１９９１～１９９５ 年，我國裝飾裝修材料年遞增速度３０％。１９９６年主要產(chǎn)品產(chǎn)量為：壁紙、墻布２．１億平方米，塑料地板３６００萬平方米，建筑涂料６５萬噸，塑料管道９萬噸，塑料門窗近１０００萬平方米，化纖地毯４５０萬平方米。目前三星級的賓館裝飾裝修基本做到自已生產(chǎn)，四至五星級賓館的裝飾裝修有３０％～４０％可以做到自給。將來建筑裝飾材料應(yīng)重點發(fā)展丙烯酸類乳膠、高檔發(fā)展內(nèi)外墻涂料、復(fù)合仿木地板等一些適銷對路產(chǎn)品，朝著功能化、高檔化、無害化方向發(fā)展，做到新穎、美觀、實用、方便。

三、新型建材的應(yīng)用及建議

隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和人民生活水平的提高，新型建筑材料的 應(yīng)用相當(dāng)廣泛，大至國家體育館，小到民用住宅。為此，對新型 建材提出一些建議：

（１）結(jié)合各地的實際情況，選擇一批有基礎(chǔ)的城市和有實力的新型建材及制品生產(chǎn)企業(yè)進(jìn)行重點發(fā)展，使之形成生產(chǎn)規(guī) 模大、配套能力強(qiáng)的大型建材及制品企業(yè)集團(tuán)和生產(chǎn)基地。結(jié)合住宅產(chǎn)業(yè)化試點工作，在北京、上海、天津等一批城市發(fā)展新 型建材及制品，使之形成各具特色，具有自己的主導(dǎo)產(chǎn)品和合理的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，有一定規(guī)模和配套能力的新材料基地，對全國其他大中城市起到示范作用。

（２）結(jié)合不同地區(qū)、不同建筑類型，以新型墻體材料為重點，瞄準(zhǔn)有市場前景的新產(chǎn)品、新技術(shù)，盡可能少用天然資源，降低能耗并大量使用廢棄物作原料；盡量采用不污染環(huán)境的生產(chǎn)技術(shù)；盡量做到產(chǎn)品不僅不損害人體健康，而應(yīng)有利于人體健康；加強(qiáng)多功能、社會效益好的產(chǎn)品開發(fā)。

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第五篇：淺談新型建筑材料的發(fā)展及應(yīng)用

摘要:隨著社會經(jīng)濟(jì)與科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，人民的生活水平快速提高，因此對許多消費性應(yīng)用材料要求越來越高，特別是對建筑材料的要求更為突出，新型建筑材料品種眾多，形式各異，引領(lǐng)著現(xiàn)代建筑技術(shù)創(chuàng)新潮流的發(fā)展和改善。新型建筑材料集經(jīng)濟(jì)實用、時尚環(huán)保為一體，充分滿足廣大人們?nèi)罕姷慕ㄖb飾審美要求。在城市化進(jìn)程快速發(fā)展的大背景下新型建筑材料愈發(fā)顯示出與時俱進(jìn)的優(yōu)勢，相比傳統(tǒng)的建材，大大提高了建筑的速度，實現(xiàn)輕型建筑，減少了建筑物不必要的重荷，充分體現(xiàn)了現(xiàn)代建筑的高科技、低成本理念。

隨著時代的不斷發(fā)展，新型建筑材料應(yīng)運而生并在技術(shù)上不斷創(chuàng)新，主要的新型建筑材料有：新型墻體材料、保溫隔熱材料、防水密封材料以及裝飾裝修材料等。本文主要針對新型建筑材料的發(fā)展進(jìn)行全面的綜述分析，并針對各種新型建筑材料進(jìn)行應(yīng)用及發(fā)展改善分析，進(jìn)而全方位結(jié)合市場需求以及新型建筑材料的技術(shù)創(chuàng)新發(fā)展對新型建筑材料的未來發(fā)展趨勢進(jìn)行多維度評析。關(guān)鍵詞：新型建筑材料；發(fā)展；應(yīng)用；研究； 第一章 緒論 1．研究背景和意義 1.1論文的研究背景

隨著社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平、人民生活水平的提高和居住條件改善，人們越來越追求舒適、美觀、清潔的居住環(huán)境。從而對建筑裝飾裝修材料、景觀材料的品種、質(zhì)量要求愈高。在不斷地探索和研究中，一大批具有良好裝飾性、高效保溫性、節(jié)能性、健經(jīng)營權(quán)的企業(yè)利用代理特權(quán)坐收代理費大開方便之門。

新型建筑材料是在傳統(tǒng)建筑材料基礎(chǔ)上產(chǎn)生的新一代建筑材料，主要包括新型墻體材料、保溫隔熱材料、防水密封材料和裝飾裝修材料。我國新型建材工業(yè)是伴隨著改革開放的不斷深入而發(fā)展起來的，從l979-l998年是我國新型建材發(fā)展的重要歷史時期。經(jīng)過20年的發(fā)展，我國新型建材工業(yè)基本完成了從無到有、從小到大的發(fā)展過程，在全國范圍內(nèi)形成了一個新興的行業(yè)，成為建材工業(yè)中重要產(chǎn)品門類和新的經(jīng)濟(jì)增長點。經(jīng)濟(jì)建設(shè)的迅速發(fā)展和人民生活水平的不斷提高，給新型建材的發(fā)展提供了良好的機(jī)遇和廣闊的市場。目前，全國新型建材企業(yè)星羅棋布，在市場需求的帶動下，已經(jīng)形成了全國范圍的建材流通網(wǎng)；大部分國外產(chǎn)品我國已能生產(chǎn)，三星賓館所需的新型建筑材料國內(nèi)已能自給；不同檔次、不同花色品種裝飾裝修材料的發(fā)展，為改善我國城鄉(xiāng)人民居住條件、改變城市面貌提供了材料保證。我國已形成了新型建材科研、設(shè)計、教育、生產(chǎn)、施工、流通的專業(yè)隊伍。但是，一種現(xiàn)代新型的建筑材料應(yīng)該具備怎樣的特性才能讓人們感覺更舒適，才能適合時代的要求呢?只有充分考慮了以下這些因素才能讓新型材料得到有效發(fā)展。1.2論文的研究意義

建筑材料是一切建筑工程的物質(zhì)基礎(chǔ)，建筑材料工業(yè)是國民經(jīng)濟(jì)的重要基礎(chǔ)工業(yè)之一，它用量大，經(jīng)濟(jì)性強(qiáng)，直接影響工程的總造價。一般住宅類建筑工程的材料費用約占到總造價的50%~60%，要想順利發(fā)展建筑業(yè)，研究并使用節(jié)約能源的新型建材有其獨到的經(jīng)濟(jì)意義。新型建材功能多樣化、科技含量高、發(fā)展推廣速度快、與環(huán)境協(xié)調(diào)性強(qiáng)，日益得到社會各界的重視，再結(jié)合市場和社會需求逐步增多，各類新型建材都呈現(xiàn)出良好迅猛的發(fā)展勢態(tài)，在將來會有越來越多的新型建材被研發(fā)和使用，為我國國民經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展增添新動力。2．研究方法和思路

1）采用文獻(xiàn)研究法根據(jù)新型建筑材料的發(fā)展及應(yīng)用方向進(jìn)行研究目，通過調(diào)查最新有關(guān)新型建筑材料方面的文獻(xiàn)來獲得資料，從而全面地、正確地了解掌握新型建筑材料的發(fā)展?fàn)顩r，有效地為文章提供依據(jù)。2）采用定量分析法，通過定量分析法進(jìn)一步深入研究新型建筑材料的具體實際，精確化地揭示新型建筑材料的發(fā)展規(guī)律，把握其發(fā)展內(nèi)部本質(zhì)，綜合預(yù)測新型建筑材料的發(fā)展趨勢。3．新型建筑材料概況

新型建筑材料是在傳統(tǒng)建筑材料基礎(chǔ)上產(chǎn)生的新一代建筑材料，主要包括新型墻體材料、保溫隔熱材料、防水密封材料和裝飾裝修材料。我國新型建材工業(yè)是伴隨著改革開放的不斷深入而發(fā)展起來的，從1979年到2008年是我國新型建材發(fā)展的重要歷史時期。經(jīng)過30年的發(fā)展，我國新型建材工業(yè)基本完成了從無到有、從小到大的發(fā)展過程，在全國范圍內(nèi)形成了一個新興的行業(yè)，成為建材工業(yè)中重要產(chǎn)品門類和新的經(jīng)濟(jì)增長點。經(jīng)濟(jì)建設(shè)的迅速發(fā)展和人民生活水平的不斷提高，給新型建材的發(fā)展提供了良好的機(jī)遇和廣闊的市場。目前，全國新型建材企業(yè)星羅棋布，在市場需求的帶動下，已經(jīng)形成了全國范圍的新型建材流通網(wǎng)；大部分國外產(chǎn)品我國已能生產(chǎn)，星級賓館所需的新型建筑材料國內(nèi)已能自給；不同檔次、不同花色品種裝飾裝修材料的發(fā)展，為改善我國城鄉(xiāng)人民居住條件、改變城市面貌提供了材料保證。我國已經(jīng)形成了新型建材科研、設(shè)計、教育、生產(chǎn)、施工、流通的專業(yè)隊伍。3.1新型建材行業(yè)發(fā)展重點

新型建材將成為中國第十五計劃期間，新型墻體材料占墻體總量的比例將由“十五”末期的25％增長至35％。重點是建設(shè)上檔次、上水平、規(guī)模的主導(dǎo)產(chǎn)品生產(chǎn)線。空心磚重點發(fā)展利用廢渣的摻加量、高空洞率、高保溫性能、高強(qiáng)度的承重多孔磚、外墻飾面的清水墻磚；混凝土砌塊重點發(fā)展雙排孔或多排孔的保溫承重砌塊、外墻飾面砌塊，重點發(fā)展機(jī)械化(擠壓式)生產(chǎn)的輕質(zhì)多孔條板、孔墻復(fù)合保溫或帶飾面的裝配式板材，并配合建設(shè)部門推廣應(yīng)用輕鋼結(jié)構(gòu)體系，發(fā)展各種裝配式條板，朝著功能化、高檔化、無害化方向發(fā)展，做到新穎、美觀、實用、方便。

3.2新型建筑材料概述

新型建筑材料及其制品工業(yè)是建立在技術(shù)進(jìn)步、保護(hù)環(huán)境和資源綜合利用基礎(chǔ)上的新興產(chǎn)業(yè)。一般來說，新型建筑材料應(yīng)具有以下特點：

1）復(fù)合化。隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，人們對材料的要求越來越高，單一材料往往難以滿足要求。因此，利用符合技術(shù)制備的復(fù)合材料應(yīng)運而生。所為復(fù)合技術(shù)是將有機(jī)與有機(jī)。有機(jī)與無機(jī)、無機(jī)與無機(jī)材料，在一定條件下，按適當(dāng)?shù)谋壤龔?fù)合。然后，經(jīng)過一定的工藝條件有效地將集中材料的優(yōu)良性能結(jié)合起來，從而得到性能優(yōu)良的復(fù)合材料。據(jù)專家預(yù)測，21世紀(jì)復(fù)合材料的比例將達(dá)到50%以上。

2）多功能化。隨著人民生活水平的提高和建筑技術(shù)的發(fā)展，對材料功能的要求將越來越高，要求新型材料從單一功能向多功能方向發(fā)展。即要求材料不僅要滿足一般的使用要求，還要求兼具呼吸、電磁屏蔽、防菌、滅菌、抗靜電、防射線、防水、防霉、防火、自潔、智能等功能。

3）節(jié)能化、綠色化。隨著我國墻體材料革新和建筑節(jié)能力度的逐步加大，建筑保溫、防水、裝飾裝修標(biāo)準(zhǔn)的提高及居住條件的改善，對新型建筑材料的需求不僅僅是數(shù)量的增加，更重要的是質(zhì)量的提高，即參評質(zhì)量與檔次的提高及產(chǎn)品的更新?lián)Q代。隨著人們生活水平和文化素質(zhì)的提高以及自我保護(hù)意識的增強(qiáng)，人們對材料功能的要求日益提高，要求材料不但具有良好的使用功能，還要求材料無毒、對人體健康無害、對環(huán)境不會產(chǎn)生不良影響，即新型建筑材料應(yīng)是所謂的“生態(tài)建筑材料”或“綠色建筑材料”。

4）輕質(zhì)高強(qiáng)化。輕質(zhì)主要是指材料多孔、體積密度小。如空心磚、加氣混凝土砌塊輕質(zhì)材料的使用，可大大減輕建筑物的自重，滿足建筑向空間發(fā)展的要求。高強(qiáng)主要是指材料的強(qiáng)度不小于60mpa。高強(qiáng)材料在承重結(jié)構(gòu)中的應(yīng)用，可以減小材料截面面積提高建筑物的穩(wěn)定性及靈活性。

5）工業(yè)化生產(chǎn)。工業(yè)化生產(chǎn)主要是指應(yīng)用先進(jìn)施工技術(shù)，采用工業(yè)化生產(chǎn)方式，產(chǎn)品規(guī)范化、系列化。這樣，材料才能具有巨大市場潛力和良好發(fā)展情景，如涂料、防水卷材、塑料地板等建筑材料的生產(chǎn)。1．新型建筑材料產(chǎn)品技術(shù)更新預(yù)測

建筑材料也有向細(xì)微發(fā)展的趨勢,隨著納米技術(shù)和納米材料的進(jìn)一步發(fā)展和研究,國外和國內(nèi)利用納米材料研究開發(fā)和應(yīng)用的建筑材料,目前主要是納米tio2光催化生態(tài)建材。包括空氣凈化建材、抗菌滅菌建材、除臭和表面自潔建材等。隨著人類智能化的發(fā)展,智能化材料也被人們重視和研發(fā)。所謂智能化材料,即材料本身具有自我診斷和預(yù)告破壞、自我調(diào)節(jié)和自我修復(fù)的功能,以及可重復(fù)利用性。這類材料當(dāng)內(nèi)部發(fā)生某種異常變化時,能將材料的內(nèi)部狀況,例如位移、變形、開裂等情況反映出來, 以便在破壞前采取有效措施；同時,智能化材料能夠根據(jù)內(nèi)部的承載能力及外部作用情況進(jìn)行自我調(diào)整,例如吸濕、放濕材料,可根據(jù)環(huán)境的濕度自動吸收或放出水分,能保持環(huán)境濕度平衡；自動調(diào)光玻璃,根據(jù)外部光線的強(qiáng)弱,調(diào)整進(jìn)光量,滿足室內(nèi)的采光和健康性要求。智能化材料還具有類似于生物的自我生長、新陳代謝的功能,對破壞或受到傷害的部位進(jìn)行自我修復(fù)。當(dāng)建筑物解體的時候,材料本身還可重復(fù)使用,減少建筑垃圾。這類材料的研究開發(fā)目前處于起步階段,關(guān)于自我診斷、預(yù)告破壞和自我調(diào)節(jié)等功能已有初步成果。2．新型建筑材料發(fā)展重點及發(fā)展方向

生態(tài)建筑材料也在研究之中,生態(tài)建筑材料的概念來自于生態(tài)環(huán)境材料。生態(tài)環(huán)境材料的主要特征是節(jié)約資源和能源；減少環(huán)境污染,避免溫室效應(yīng)與臭氧層的破壞；容易回收和循環(huán)利用。作為生態(tài)環(huán)境材料一個重要分支,按其含義生態(tài)建筑材料應(yīng)指在材料的生產(chǎn)、使用、廢棄和再生循環(huán)過程中以與生態(tài)環(huán)境相協(xié)調(diào),滿足最少資源和能源消耗,最小或無環(huán)境污染,最佳使用性能,最高循環(huán)再利用率要求設(shè)計生產(chǎn)的建筑材料。

為了實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的目標(biāo)，將建筑材料對環(huán)境造成的負(fù)荷控制在最小限度之內(nèi)，需要開發(fā)研究環(huán)保型建筑材料。例如利用工業(yè)廢料(粉煤灰、礦渣、煤矸石等)可生產(chǎn)水泥、砌塊等材料；利用廢棄的泡沫塑料生產(chǎn)保溫墻體板材；利用廢棄的玻璃生產(chǎn)貼面材料等：既可以減少固體廢渣的堆存量，減輕環(huán)境污染，又可節(jié)省自然界中的原材料，對環(huán)保和地球資源的保護(hù)具有積極的作用。免燒水泥可以節(jié)省水泥生產(chǎn)所消耗的能量。高流態(tài)、自密實免振混凝土、在施工中不需振搗，既可節(jié)省施工能耗，又能減輕噪音。建筑材料也有向細(xì)微發(fā)展的趨勢，隨著納密技術(shù)和納米材料的進(jìn)一步發(fā)展和研究，國外和國內(nèi)利用納米材料研究開發(fā)和應(yīng)用的建筑材料，目前主要是納米tio：光催化生態(tài)建材。利用納米的氧化分解能力和超薪水作用可制成改善生活環(huán)境，提高人們生活質(zhì)量的生態(tài)建筑材料，包括空氣凈化建材、抗菌滅菌建材、除臭和表面自潔建材等。3．拓寬新型建筑材料的應(yīng)用領(lǐng)域預(yù)測

新型建材讓建筑實現(xiàn)自我控溫發(fā)明了一種新型建筑材料，給它設(shè)定一個溫度后放到建筑物里，建筑物就能自我調(diào)節(jié)、保持室內(nèi)溫度適宜。

這種材料叫導(dǎo)熱變相材料，它的廣泛運用將至少減少建筑物1/3的能量消耗，對于節(jié)能環(huán)保意義重大。這種新型建筑材料是寧波諾丁漢大學(xué)可持續(xù)能源技術(shù)研究中心主任喬大寬教授、副研究員蘇偉光以及博士生周彤宇共同研發(fā)的。目前，該建筑材料已在國內(nèi)申請專利，預(yù)計結(jié)果將于近期揭曉，在其他國家的專利申請工作也正在籌備之中。

第四章 擴(kuò)大新型建筑材料發(fā)展的對策與建議 1．樹立特色新型建材，重點推廣

結(jié)合各地的實際情況，選擇一批有基礎(chǔ)的城市和有實力的新型建材及制品生產(chǎn)企業(yè)集團(tuán)和基地進(jìn)行重點發(fā)展，使之形成生產(chǎn)規(guī)模大、配套能力全的大型新型建材及制品企業(yè)集團(tuán)和生產(chǎn)基地。結(jié)合住宅產(chǎn)業(yè)化試點工作，抓好北京、上海、天津等大城市發(fā)展新型建材及制品，使之形成各具特色，具有自己的主導(dǎo)產(chǎn)品和合理的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、有一定規(guī)模和配套能力的新材料基地，對全國其他大中城市起到示范作用。