玻璃之家:玻璃陶瓷在特殊领域中的优势

   更新日期:2019-09-18     来源:建材之家    作者:地板之家    浏览:21    评论:0    
核心提示:玻璃陶瓷自1957年问世以来,已得到广泛的研究与开发,不论在其制备工艺上还是其它的性能上都有一个较大的突破,而且使玻璃陶瓷具有了既不同玻璃,又不同于烧结陶瓷的特点。玻璃陶瓷的种类有硅酸盐玻璃陶瓷、氮氧玻璃陶瓷、氟云母玻璃陶瓷等。由于玻璃陶瓷有独特的物理化学性能,热膨胀系数可调性、机械强度高、电绝缘性能优良、耐磨耐腐蚀及热稳定性好,作为普通型材料主要用于建筑

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玻璃之家讯:玻璃陶瓷自1957年问世以来,已得到广泛的研究与开发,不论在其制备工艺上还是其它的性能上都有一个较大的突破,而且使玻璃陶瓷具有了既不同玻璃,又不同于烧结陶瓷的特点。玻璃陶瓷的种类有硅酸盐玻璃陶瓷、氮氧玻璃陶瓷、氟云母玻璃陶瓷等。由于玻璃陶瓷有独特的物理化学性能,热膨胀系数可调性、机械强度高、电绝缘性能优良、耐磨耐腐蚀及热稳定性好,作为普通型材料主要用于建筑和生活,而作为结构材料和功能材料则用于国防尖端技术、微电子技术、生物医学等方面。生产工艺简单,成型方式灵活,传统的熔融法生产玻璃陶瓷工艺已较为成熟,研究工作已集中在寻求新的工艺,在新工艺方面。日本70年代出现了烧结玻璃陶瓷,使玻璃陶瓷的组成范围扩大,品种增加,也使其得到了更加广泛的应用。
玻璃陶瓷具有热膨胀可调节性、耐腐蚀性、良好的抗热震性、高强度、低介电损耗以及高的机械可加工等优越综合性能。广泛应用于各个领域,下面将介绍玻璃陶瓷在特殊领域中的优势。
1、低膨胀和可调节膨胀的玻璃陶瓷
(1)低膨胀玻璃陶瓷具有很高的热稳定性,使它成为制造炊具的理想材料,到目前为止它还是玻璃陶瓷最大的应用领域。
(2)低膨胀或零膨胀玻璃陶瓷对温度变化特别不敏感,这类材料适合用于随要求温度改变,而尺寸稳定的应用中。
(3)玻璃陶瓷有膨胀系数可以在很大范围内使它能和多种金属封接而成为焊料。
2、透射电磁波的玻璃陶瓷
电磁波谱包含相当宽的频率范围,玻璃陶瓷对此范围有很多部分波的传输,具有相当大的潜力。
3、用于微电子技术的玻璃陶瓷
(1)大面积设备元件和组件玻璃陶瓷已由GEC Alsthom开发,其线膨胀特性与硅等匹配。
(2)对高散热材料,新型陶瓷如氮化铝,有更高的热导率(约150W/mk)和类似于硅的热膨胀系数,但价格昂贵。
(3)在较高频率的应用中,氧化铝相对高的介电常数(微波频率下约10)在电路设计中,成了问题,较低介电常数材料是必要的。
4、耐火玻璃陶瓷
玻璃陶瓷的耐高温能力大多数比烧结陶瓷如:Al2O3、ZrO2、SiC、Si3N4差,以等离子或弧焙能获得更高的温度,但这些技术仅限于有限的组成,已经证实镁铝硅酸盐类材料和钡硅酸盐类能经受超过1000℃的温度,然而在这方面做的最大改进是在选择的组分中引入氮。
5、生物医学应用中的玻璃陶瓷
(1)玻璃陶瓷在这个领域的优点是生物活性。用Na2O-CaO-P2O5-SiO2,系统玻璃陶瓷已取得类似于人臂和腿骨的强度,其中主晶相是Ca2P2O5和Na2Ca3Si6O16平均晶粒尺寸约为20μm。硅的存在增大骨矿化速度并有利于骨骼发育。
(2)玻璃陶瓷材料在生物医学这一领域中应用最有优势,组成有用于金属牙弥补术的钾铝硅酸盐;用粉末工艺制的并着色成与天然齿相称的锂钙铝硅酸盐;用“失蜡”石膏铸法成型的云母玻璃陶瓷;用于薄饰板的非整体齿冠的磷硅酸盐等。
6、可机械加工的玻璃陶瓷
可机械加工的玻璃陶瓷是70年代初期发展起来具有不同一般的综合性能的新型材料,通过机械加工成尺寸非常精确和样式多样的制品,加工后不需任何处理便可使用。
近代玻璃陶瓷制备方法主要有浇注法、烧结法,前者需在原料中加入晶核剂,促使其微晶化,使用于较大块体的制品;后者主要利用玻璃末粒子表面的成核作用而析晶。在其特殊应用方面,优于一般玻璃或陶瓷的应用。玻璃陶瓷具有内容丰富、涉及面广及特殊领域中应用的优势,有待于进一步的研究和开发,寻找新的应用领域。
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