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２００２年第６期（第６３期）佛山陶瓷

综述与评述

高性能陶瓷材料的发展现状及展望

曾令可王慧张海文张明程小苏

（华南理工大学材料学院广州５１０６４０）

摘要本文着重评述了高性能结构陶瓷和高性能功能陶瓷的研究应用现状，并对纳米陶瓷及未来高性能陶瓷的设

计、发展前景做了展望：

关键词高性能陶瓷，结卡句陶瓷，功能陶瓷，纳米陶瓷

１前言陶瓷发展。

人类进入２１世纪，信息、能源、材料被誉为科学的三大２高性能陶瓷的分类

支柱：材料是人类生产和生活的物质基础，是人类进步与

人类文明的标志。随着空间技术、光电技术、红外技术、传高性能陶瓷可以分为结构陶瓷和功能陶瓷两大类，结

感技术、能源技术等新技术的出现、发展，要求材料必须有构陶瓷是以利用力学和热学性能为主的材料，又可称为高

耐高温、抗腐蚀、耐磨等优越的性能，才能在比较苛刻的环温结构陶瓷；功能陶瓷是以利用电、磁、光、铁电、压电等性

境中使用。传统材料难以满足要求，开发和有效利用高性能及其耦合为主的材料。随着科学技术的发展，新材料的

能材料已经成为材料科学发展的必然趋势。无机非金属材不断出现，结构陶瓷与功能陶瓷的界限也逐渐淡化，有些

料是三大材料之一，而陶瓷材料是无机非金属材料的重要材料同时具备优越的结构性能与优良的功能。从材料体系

员：由于陶瓷材料具有高强度、高硬度、耐腐蚀、耐高温来分可以分为：机械材料、电磁材料、半导体材料、光学材

一

等特征，成为新材料的发展中心，受到广泛关注。料、热学材料、生物化学材料］。

高性能陶瓷（ｈｉｇｈｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｃｅｒａｍｉｃｓ），又称特种２．１机械材料

陶瓷（ｓｐｅｃｉａｌｃｅｒａｍｉｃｓ），通常认为是采用高度精选的原作为机械材料的高性能陶瓷，它们具有耐磨性、切削

料，具有精确控制的化学组成，按照便于控制的制造技术性、高强度、自润滑性。这类陶瓷材料的应用主要是用作磨

加工的，便于结构设计，并具有优越特性的陶瓷。高性能料、砂轮、刀具、发动机部件、固体润滑剂等。这类材料可以

陶瓷在许多方面突破了传统陶瓷的范畴，原料从原来的天分为氧化物陶瓷材料与非氧化物陶瓷材料，氧化物陶瓷材

然矿物到人工合成超细、高纯度的原料；陶瓷内部结构由料如ＡＩ２０。、ＺｒＯ。有很好的耐磨性，使它们成为良好的磨料

硅一氧四面体为基体发展到以锆一氧、铍一氧、钛氧、碳及砂轮的材料；ＡＩ￣Ｏ３－ＴｉＣ被用作刀具材料，而陶瓷纤维常

硅、氮一硅等多面体为基体；工艺从手工作坊到高自动被用到复合材料中。非氧化物陶瓷材料如Ｂｃ、金刚石等是

化、高新烧结技术等新工艺；而其应用也从传统的生活和优良的砂轮及轴承材料；ｓｉ＃、ＳｉＣ是陶瓷发动机的优选材

艺术中的应用发展到被广泛应用于电子、信息、航天、能料；Ｃ、ＭｏＳｉ：被应用于固体润滑剂及脱模剂。

源、军事、生物医学等行业中。我国从２Ｏ世纪五十年代开２．２电磁材料

始着手研究高性能陶瓷，由氧化物陶瓷发展到氧化钙、氮高性能陶瓷材料由于具有绝缘性、介电性、导电性、压

化硅、碳化硅陶瓷；为改善陶瓷材料的脆性，研究纤维补强电性、磁性等优良的性能而在电磁材料领域中得到广泛应

陶瓷基复合材料、ＺｒＯ相变增韧陶瓷，由微米陶瓷向纳米用。例如Ａ０３、１ＢｅＯ。、ＭｇＯ—ＳｉＯ、Ａ１Ｎ、ＢＮ等利用其绝缘的特性