結構陶瓷：極端環(huán)境領(lǐng)域最具潛質(zhì)的優(yōu)質(zhì)材料
結構陶瓷憑借其優(yōu)異的力學(xué)性能及熱學(xué)性能成為陶瓷材料的重要分支，約占整個(gè)陶瓷市場(chǎng)的30%左右。
近二十年來(lái)，國家重大工程和尖端技術(shù)對陶瓷材料及其制備技術(shù)也提出了更高的要求和挑戰： 例如航天工業(yè)火箭發(fā)射中液氫液氧渦輪泵用的氮化硅陶瓷軸承在低溫極端條件下無(wú)滑狀態(tài)下高速運轉，要求陶瓷抽承強度高、初性好、耐磨損、表面加工精度高;核電站主泵用的大尺寸陶瓷密封環(huán)需要長(cháng)壽命高可靠性，特別是地球衛星拍攝地面目標的對地監測使用的碳化硅陶瓷反射鏡，除了高彈性模量、低熱膨脹系數和輕量化，要求高精度超鏡面和大尺寸，這對大尺寸結構陶瓷材料的成型技術(shù)、燒結技術(shù)、加工技術(shù)都是一個(gè)挑戰;而光通訊中的光纖連接器陶瓷插芯，其內孔為 125 微米，并且要求極高的表面光潔度與尺寸精度及同心度。
力學(xué)性能方面，高熔點(diǎn)及使用溫度范圍廣奠定了陶瓷材料在結構領(lǐng)域中的應用基礎。
有機材料大多是分子鍵結合，金屬材料則以金屬鍵結合為主，陶瓷材料主要以離子鍵及共價(jià)鍵結合，因而陶瓷材料熔點(diǎn)相較最高。同時(shí)陶瓷材料在承受載荷的長(cháng)期使用溫度也均穩定在 1000℃以上，相較金屬材料中，當前使用溫度最高的為高溫合金，其使用溫度為 1200℃以下，承受載荷情況時(shí)使用溫度在 1000℃以上。
陶瓷耐高溫特性：
相比有機材料及金屬材料，陶瓷材料具有更高的熔點(diǎn)
陶瓷耐高溫特性：
絕大多數金屬使用溫度低于1000℃， 但大部分陶瓷材料使用溫度均在1000℃以上。
此外，高強度及耐磨性能使得陶瓷材料在結構領(lǐng)域選材中脫穎而出。 相較有機材料及金屬材料，在相同密度、比剛度及成本情況下，陶瓷材料的強度最強，因而決定了陶瓷材料可以更好適用于更加苛刻的環(huán)境中，此外，經(jīng)中南工大粉末冶金研究所測定，陶瓷材料耐磨性相當于錳鋼的 266 倍，高鉻鑄鐵的 171.5 倍。
陶瓷材料高強度特性：
相同密度情況下，陶瓷材料強度最高。
陶瓷材料高強度特性：
陶瓷材料兼具高強度及高比剛度雙重特性
陶瓷材料高強度特性：
相同成本情況下，陶瓷材料強度最高
陶瓷材料耐磨性能：
耐磨性相當于錳鋼的 266 倍，高鉻鑄鐵的 171.5 倍
陶瓷材料耐磨特性：
相比有機材料及金屬材料，陶瓷材料具有更高的彈性模量
熱學(xué)性能方面，良好的導熱性能、熱膨脹性能及抗熱震性使得陶瓷材料在許多應用領(lǐng)域有著(zhù)金屬等其它材料不可替代的地位。
相比于有機材料，陶瓷材料及金屬材料的導熱性能更好，但在高溫情況下，陶瓷材料的熱膨脹系數及熱應力斷裂抵抗因子低于金屬材料，意味著(zhù)陶瓷材料在高溫情況下可以經(jīng)受住較大的熱沖擊，是極端環(huán)境中最佳材料。
陶瓷材料熱學(xué)特性：
相比有機材料及金屬材料，陶瓷材料具有更高的熱導率
陶瓷材料熱學(xué)特性：
陶瓷材料擁有優(yōu)異的熱膨脹系數
陶瓷材料熱學(xué)特性：
陶瓷材料擁有優(yōu)良的抗熱沖擊斷裂性能
陶瓷材料缺點(diǎn)：
相較金屬材料，陶瓷材料較脆
結構陶瓷材料的致命弱點(diǎn)是脆性。
目前結構陶瓷材料的研究及開(kāi)發(fā)已從原先傾向于單相和高純度的特點(diǎn)向多相復合的發(fā)向發(fā)展，其中包括纖維（或者晶須）補強的陶瓷基復合材料、自補強陶瓷材料及納米復相陶瓷等等，使得結構陶瓷材料性能得到了極大的改觀(guān)。
陶瓷材料缺點(diǎn)：
斷裂韌性較其他材料小，表征為脆性
聲明：文章內容轉自材料科學(xué)與工程技術(shù)，如有侵權，請聯(lián)系小編刪除，謝謝!