傳統(tǒng)陶瓷到特種陶瓷材料的之間轉(zhuǎn)變

　　在一個相當(dāng)長的歷史時(shí)期，陶瓷只是滿足人們?nèi)粘Ｉ畹男枰瓦_(dá)官貴人的享受。長時(shí)間的封建王朝把科學(xué)技術(shù)視為異端邪說，總的來說陶瓷工業(yè)停留在匠人傳授的水平，沒有上升成為一門科學(xué)。進(jìn)入20世紀(jì)，特別是二次世界大戰(zhàn)之后，為滿足電子、電氣、熱機(jī)，以及隨后的能源、空間、自控、傳感、激光、通訊、計(jì)算機(jī)等高新技術(shù)飛速發(fā)展的需要，人們 迅速用傳統(tǒng)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(yīng)用于現(xiàn)代技術(shù)中。為區(qū)別于原有的“陶瓷”，人們使用著各種名稱去稱呼這新發(fā)展起來一 類陶瓷，如先進(jìn)陶瓷(AdvancedCeramic)，精細(xì)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(xì)微的差別，但總的來說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(jī)構(gòu)和科學(xué)家們?nèi)ビ懻摚ǔＵJ(rèn)為，特種陶瓷材料是一類“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(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，并具有優(yōu)異特性的陶瓷。因此特種陶瓷材料和傳統(tǒng)陶瓷主要有以下區(qū)別：

　　1)在原料上，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)在成分上，傳統(tǒng)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(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。

　　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(qiáng)度、高硬度、耐腐蝕、導(dǎo)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(jì)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(jì)劃”旨在研究渦輪發(fā)動機(jī)零件。裝有104個陶瓷零件的示范渦輪發(fā)動機(jī)試驗(yàn)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?xì)廨啓C(jī)(Advancedlgasturbine，簡稱AGT)計(jì)劃。研制成功的AGTl00和AGTl01發(fā)動機(jī)，渦輪人溫度分別達(dá)到1288℃和137l℃。在實(shí)驗(yàn)室單機(jī)室溫試驗(yàn)時(shí)已達(dá)到lO萬r／mjn的水平。德國1974年開始實(shí)施德國科學(xué)部（BMET)資助的國家計(jì)劃。1980年底進(jìn)行室溫試驗(yàn)，轉(zhuǎn)速6．5萬r／min。1350℃時(shí)，轉(zhuǎn)速5萬r／min。在“奔馳2000”汽車上運(yùn)行了’724km。日本政府1978年制定了“月光計(jì)劃”，包括磁流體發(fā)電、先進(jìn)燃?xì)廨啓C(jī)、先進(jìn)電池和儲能系統(tǒng)等項(xiàng)目。1981年日本又制定了下一代業(yè)基礎(chǔ)技術(shù)發(fā)展計(jì)劃”，特種陶瓷材料是其中重要項(xiàng)目之一。1984年制成的全陶瓷發(fā)動機(jī)，其熱效率達(dá)48％，節(jié)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(dāng)時(shí)正在進(jìn)行的陶瓷發(fā)動機(jī)及部件的研究和開發(fā)，制定了“特種陶瓷材料技術(shù)計(jì)劃”(1996年改為“發(fā)動機(jī)系統(tǒng)材料計(jì)劃”)經(jīng)過10年的研究，美能源部認(rèn)為結(jié)構(gòu)陶瓷的可靠性問題已經(jīng)解決，主要是昂貴的價(jià)格阻礙了它的商品應(yīng)用。為此，1993年又開始了一個為期5年的“熱機(jī)用低成本陶瓷計(jì)劃。

　　其他一些國家，如英國、瑞典等都相繼參加了這場競爭。我國緊跟世界步伐，1986年開始實(shí)施“先進(jìn)結(jié)構(gòu)陶瓷與絕熱發(fā)動機(jī)”的5年計(jì)劃。20世紀(jì)80年代末，一臺無冷卻六缸陶瓷柴油發(fā)動機(jī)大客車運(yùn)行了15000千米。隨后，兩種沙漠車，EQ2060和WT(?5400或U1300，在1995年進(jìn)行了行車實(shí)驗(yàn)，分別跑了l萬余千米和1100小時(shí)使我國成為世界上少數(shù)幾個進(jìn)行陶瓷發(fā)動機(jī)行車試驗(yàn)的國家之一。
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