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硅酸盐材料的最新发展探索与展望.doc

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文档介绍:硅酸盐材料的最新发展探索与展望
摘要:本文探讨了硅酸盐材料的的最新进展,从性能、应用等方面进行了概括,并对硅酸盐材料的前景做出了展望。
关键词:硅酸盐材料发展探索展望
一、陶瓷与硅酸盐材料
陶瓷在中国拥有悠久的历史,不论从功能上,还是审美艺术层面,都贯穿了整个华夏名族的历史进程。进入二十一世纪以来,有陶瓷这一概念延申而来的硅酸盐材料,更是在整个人类的现代化过程中起到了无可取代的作用。
20世纪以来,硅酸盐及陶瓷领域日新月异。传统的的硅酸盐材料逐渐与新型硅酸盐材料有了明显的界限。在含义上,传统硅酸盐材料(pottery and porcelain)主要指玻璃、建筑水泥、日用陶瓷等含有硅酸盐的材料;新型硅酸盐材料(ceramics),广义上来说,即无机材料,成分上不一定包含硅酸盐。在功能上,新型硅酸盐材料涉及能源、电气、机械、冶金、航空航天等众多交叉领域,而传统的硅酸盐材料只是在原来的基础上,进一步发展,其作用领域并没有扩展得很大。在制备工艺上,传统陶瓷以矿物、岩石、粘土等为原料,制备工艺较为简单;新型陶瓷则多采用人工合成方法,形成高纯度的无机化合物,制备过程条件严苛,工艺较复杂。
二、几种硅酸盐材料的发展探索
(一)高温导热电绝缘陶瓷
随着大规模集成电路、信息技术、电子技术的迅猛发展,高导热电绝缘陶瓷也成为时下研究的热门领域。高导热电绝缘陶瓷具有很好的耐热性和高温抗氧化性,能够在较高温度,表现出相当的稳定性。由于该种陶瓷较高的红硬性,高温导热陶瓷可用于需长时间在高温环境作业的机械车刀,并且该种陶瓷热膨胀系数一般较小,因此具有良好的抗热震性,从而可以提高道具的使用寿命。在微电子工业,良好的电绝缘能力使得该种陶瓷被广泛用于各式电子器械,以提高电子系统的稳定性。如:AlN陶瓷被用于集成电路便是一个很好的例子,AlN陶瓷具有高的导热性、电绝缘性能,将AlN陶瓷应用于电路基板的封装,已经逐渐取代了有毒的BeO,成为了电路基板封装的必备材料[1]。
(二)超导陶瓷
自从1911年昂内斯发现超导现象以来,超导研究不断发展。1986年,贝德诺兹与穆勒发现LaBaCuO超导陶瓷,其临界超导温度达到了35K,开启了超导陶瓷研究的大门。超导陶瓷具有很强的磁场,可以使位于磁场中的粒子获得很大的加速,这为新型的粒子加速器提供了可能。此外,利用其强磁性制造的磁悬浮列车,时速可达400到500km/h。在冶金工业上,利用超导陶瓷的强磁性,以及其他物质的顺磁性,可以进行选矿、探矿作业。在环境保护方面,超导陶瓷的强磁性则被应用于废水处理,以达到清除废水中重金属离子、细菌、病毒等物质。在电子工程方面,运用超导陶瓷的约瑟夫效应,可以大大改善当前电子器械[2]:超导晶体管的体积将越来越小,电子计算设备的运算速度越来越快。
(三)生物活性陶瓷
一般的硅酸盐陶瓷材料为生物惰性材料。“生物活性”的概念最早由Hench教授与20世纪70年代提出,他指出硅酸盐活性陶瓷的玻璃界面经过化学反应,可以形成于骨组织的连接结构[3]。硅酸盐活性生物陶瓷具有很好的能够与骨骼系统相配的力学性能。首先,此种材料具有较低的弹性模量,以防止材料与骨骼界面界面产生的应力屏蔽现象,导致骨吸收。其次,该种材料的密度与骨骼的密度相仿,以防止密度不均带来的受力不均问题。此外,硅酸盐陶

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上传人:dfjmvg964 2015/6/30 文件大小:0 KB

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