傳統陶瓷到特種陶瓷材料的之間轉變

　　在一個(gè)相當長(cháng)的歷史時(shí)期，陶瓷只是滿(mǎn)足人們日常生活的需要和達官貴人的享受。長(cháng)時(shí)間的封建王朝把科學(xué)技術(shù)視為異端邪說(shuō)，總的來(lái)說(shuō)陶瓷工業(yè)停留在匠人傳授的水平，沒(méi)有上升成為一門(mén)科學(xué)。進(jìn)入20世紀，特別是二次世界大戰之后，為滿(mǎn)足電子、電氣、熱機，以及隨后的能源、空間、自控、傳感、激光、通訊、計算機等高新技術(shù)飛速發(fā)展的需要，人們 迅速用傳統陶瓷的基本原理和工藝制備出了一系列新型的特種陶瓷材料并應用于現代技術(shù)中。為區別于原有的“陶瓷”，人們使用著(zhù)各種名稱(chēng)去稱(chēng)呼這新發(fā)展起來(lái)一 類(lèi)陶瓷，如先進(jìn)陶瓷(AdvancedCeramic)，精細陶瓷(FineCeram—ic)，工程陶瓷(EngineeringCeramic)，新 型陶瓷(NewCeramic)，近代陶瓷(ModemCeramic)，高技術(shù)陶瓷(HighTechnologyCeram—ic)，高性能陶瓷 (HighPerformanceCeramic)，工業(yè)陶瓷(IndustryCeramic)，以及特種陶瓷(SpecialCe．ramic)等。 它們中的一些也許在含意上有細微的差別，但總的來(lái)說(shuō)是一致或十分相近的。

　　特種陶瓷材料的精確定義尚需由有關(guān)學(xué)術(shù)機構和科學(xué)家們去討論，通常認為，特種陶瓷材料是一類(lèi)“采用高度精選的原料。具有能精確控制的化學(xué)組成，按照便于控制的制造技術(shù)加工的：便于進(jìn)行結構設計，并具有優(yōu)異特性的陶瓷。因此特種陶瓷材料和傳統陶瓷主要有以下區別：

　　1)在原料上，突破了傳統陶瓷以粘土為主要原料的界線(xiàn)，代之以“高度精選的原料”。

　　2)在成分上，傳統陶瓷的組成由粘土的組成決定，所以不同產(chǎn)地的陶瓷有不同的質(zhì)地。特種陶瓷材料的原料一般是純化合物，因此其成分由人T配比而不是由原料的產(chǎn)地決定。

　　3)在制備工藝上，突破了傳統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，保護氣氛燒結，熱壓，熱等靜壓等先進(jìn)手段。

　　4)在性能上，特種陶瓷材料具有不同的特殊性能和功能，如高強度、高硬度、耐腐蝕、導電、絕緣，以及在磁、電、光、聲、生物工程各方面具有的特殊功能。

　　20世紀70年代掀起了一股世界性的特種“陶瓷熱”1971年美國率先推出“脆性材料計劃”旨在研究渦輪發(fā)動(dòng)機零件。裝有104個(gè)陶瓷零件的示范渦輪發(fā)動(dòng)機試驗表明：渦輪進(jìn)口溫度提高200℃，功率提高30％，燃料消耗降低7％。1979年美國能源部(DOE)進(jìn)一步提出了先進(jìn)的燃氣輪機(Advancedlgasturbine，簡(jiǎn)稱(chēng)AGT)計劃。研制成功的AGTl00和AGTl01發(fā)動(dòng)機，渦輪人溫度分別達到1288℃和137l℃。在實(shí)驗室單機室溫試驗時(shí)已達到lO萬(wàn)r／mjn的水平。德國1974年開(kāi)始實(shí)施德國科學(xué)部（BMET)資助的國家計劃。1980年底進(jìn)行室溫試驗，轉速6．5萬(wàn)r／min。1350℃時(shí)，轉速5萬(wàn)r／min。在“奔馳2000”汽車(chē)上運行了’724km。日本政府1978年制定了“月光計劃”，包括磁流體發(fā)電、先進(jìn)燃氣輪機、先進(jìn)電池和儲能系統等項目。1981年日本又制定了下一代業(yè)基礎技術(shù)發(fā)展計劃”，特種陶瓷材料是其中重要項目之一。1984年制成的全陶瓷發(fā)動(dòng)機，其熱效率達48％，節約燃料50％，輸出功率提高30％，質(zhì)量減輕30％。

　　1983年美國能源部為了支持當時(shí)正在進(jìn)行的陶瓷發(fā)動(dòng)機及部件的研究和開(kāi)發(fā)，制定了“特種陶瓷材料技術(shù)計劃”(1996年改為“發(fā)動(dòng)機系統材料計劃”)經(jīng)過(guò)10年的研究，美能源部認為結構陶瓷的可靠性問(wèn)題已經(jīng)解決，主要是昂貴的價(jià)格阻礙了它的商品應用。為此，1993年又開(kāi)始了一個(gè)為期5年的“熱機用低成本陶瓷計劃。

　　其他一些國家，如英國、瑞典等都相繼參加了這場(chǎng)競爭。我國緊跟世界步伐，1986年開(kāi)始實(shí)施“先進(jìn)結構陶瓷與絕熱發(fā)動(dòng)機”的5年計劃。20世紀80年代末，一臺無(wú)冷卻六缸陶瓷柴油發(fā)動(dòng)機大客車(chē)運行了15000千米。隨后，兩種沙漠車(chē)，EQ2060和WT(?5400或U1300，在1995年進(jìn)行了行車(chē)實(shí)驗，分別跑了l萬(wàn)余千米和1100小時(shí)使我國成為世界上少數幾個(gè)進(jìn)行陶瓷發(fā)動(dòng)機行車(chē)試驗的國家之一。
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