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纳米材料/工业陶瓷 |
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特种陶瓷材料市场空间日益扩大 |
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| http://cn.newmaker.com
11/26/2010 12:41:00 PM
佳工机电网
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11月16日，第八届中国国际航空航天博览会在珠海举行，作为中国最大规模的航空航天展会，受到全世界的巨大关注，这不仅是展示我国航空航天的最新成果，更是反映我国在此领域的真实水平，歼十、轰六H、C919等一大批代表我国在这一领域水平的新产品得到了展示。但鲜为人知的是，陶瓷行业也与此密切相关，其中特种陶瓷更是广泛的应用于这些航空航天器材中。
在本次航展上，特种陶瓷应用分别涉及到直升机用防弹装甲陶瓷、飞机刹车盘材料、卫星电池用陶瓷隔膜材料、红外隐身/伪装、陶瓷轴承、导弹用陶瓷天线罩材料等，特种陶瓷凭借其独特的优势在这一领域得到广泛应用，随着航空航天产业的不断发展，未来特种陶瓷产品还将更多的进入这一领域。
特种陶瓷发展概况
新材料是发展高新技术的物质基础，也是改造传统产业的必备条件，因此材料科学被列为对世纪六大高科技领域之一。特种陶瓷是新材料的一个组成部分，由于它具有其他材料所没有的各种优良性能，耐高温、高强度、重量轻、耐磨、耐腐蚀、优异的电、磁、声、光等物理特点，它在国民中的能源、电子、航空航天、机械、汽车、冶金、和生物等各方面都有广阔的应用前景，成为各工业技术特别是尖端技术中不可缺少的关键材料，在国防现代化建设中，武器装备的发展也离不开特种陶瓷材料。除此之外，在当今世界各国把环境保护作为重要的问题来考虑时，以环境保护、生活优化为背景的环境净化功能陶瓷的研究与开发也必然对改善人类生存环境，实施可持续发展战略起到积极的推动作用。
特种陶瓷作为一种新材料，近十几年来得到了迅速的发展。我国的特种陶瓷是五六十年代为支撑我国“两弹一星”的研制而发展起来的。经过几十年的发展，功能陶瓷已形成了一个行业，主要生产陶瓷基片、陶瓷电容器、陶瓷滤波器、压电陶瓷、敏感陶瓷、磁性陶瓷、绝缘瓷等等。
我国特陶企业集中分布在北京、上海、天津、江苏、山东、浙江、福建、广东等沿海城市和地区以及华中部分城市地区，西南西北等偏远地区以原军工三线企业为主。在特陶种类上，我国几乎对所有特种陶瓷材料都进行着研究、开发和生产。在尖端高技术陶瓷的理论研究和实验水平处于世界先进行列，高温超导陶瓷就是一例。
特种陶瓷在航空航天中的应用研究主要集中在火箭喷嘴的耐热材料，太空飞船的隔热瓦，复合工程陶瓷材料以及宇宙飞船的观察窗涂层等，尤其是对具有轻质耐热耐烧蚀高熔点高强度的陶瓷纤维的研制开发较为关注。
氧化铝陶瓷和碳化硼陶瓷
武装直升机在设计中重点强调战场生存力考虑，在座椅和直升机的关键部位采用了陶瓷复合材料轻质装甲材料，涉及到的特种陶瓷主要是氧化铝陶瓷和碳化硼陶瓷。
氧化铝陶瓷是一种以氧化铝为主体的材料，具有良好的绝缘性、不燃、不锈、坚固不易损坏，同时有着与其它有机材料和金属材料同样的优良性质，它还有很好的耐化学腐蚀性和熔融金属性，在硬度上也与刚玉相同，耐磨性与超硬的合金相匹敌。
碳化硼俗称人造金刚石，是一种有很高硬度的硼化物。由于碳化硼是一种比碳化硅或碳化钨还要硬的固体，在很久以前它已经作为一种粗砂研磨材料。由于它本身熔点高，不易铸成人工制品，但是通过高温熔炼粉末，它可以加工成简单的形状。在军火工业中可用作制造枪炮喷咀。碳化硼较元素硼容易制造而且价格相对便宜，其最大的用途就是在军事工业中。碳化硼还可以作为军舰和直升机的陶瓷涂层，其重量轻并且有抵抗穿甲弹穿透热压涂层成整体防层的能力。还可用于硬质合金宝石等硬质材料的磨削、研磨、钻孔及抛光、金属硼化物的制造及治炼硼钢、硼合金和特殊焊接等。
陶瓷轴承
陶瓷轴承是在航空航天产业中使用较为广泛的一种产品，具有耐高温、耐寒、耐磨、耐腐蚀、抗磁电绝缘、高转速等特性。陶瓷轴承针对航空航天工业中恶劣环境下的调整、重载、低温、无润滑工况而开发，是新材料、新工艺、新结构的完美结合。
红外功能陶瓷材料
红外伪装隐身技术是通过采用红外功能陶瓷材料来降低或改变目标的红外辐射特征以实现目标的红外低可探测性的技术。这种材料具有改变红外辐射特性的能力，在大气窗口波段内具有低红外发射率，在红外视场下，将目标红外特性同周围环境背景融合，实现与红外地形匹配，最大限度地减少目标红外特征信号，降低敌方兵器的发现和识别概率(特别有利于对抗红外成像制导武器)。
石英陶瓷
作为本届航展上的明星“歼十、枭龙”等战斗机，它们所携带的导弹均选用石英陶瓷天线罩材料，同时地地导弹也涉及到石英纤维增强陶瓷复合材料。
天线罩是导弹前端的重要组成部件，对材料体系的要求极为严格，陶瓷材料因其优异的性能成为国内外研究的热点。石英陶瓷具有突出的抗热冲击性能、低介电常数和低损耗角正切、低膨胀系数，介电常数对频率与温度十分稳定，制造工艺成熟，成本适中等优点。但同时它也存在一些确定，如温强度相对较低，对于高速大过载导弹天线罩的应用极为不利;含10%左右的气孔，易吸潮，引起天线罩电性能的降低;抗雨蚀能力和耐高温能力差，必须采用防护措施等。
碳/碳复合材料
飞机使用的刹车盘是直接关系到飞机起降安全性的关键部件，对其质量稳定性和可控性的要求及其苛刻，本次航展中涉及到碳/碳复合材料刹车盘。
碳/碳复合材料是以碳(或石墨)纤维及其织物为增强材料，以碳(或石墨)为基体，通过加工处理和碳化处理制成的全碳质复合材料。碳/碳复合材料具有密度低，亲和力极强、耐高温，抗腐蚀和热冲击性能好的特性。
据相关媒体报道，在嫦娥二号中就使用了这种材料，为嫦娥二号的“体重”瘦下去300克，为奔月奠定了更好的条件。
陶瓷隔膜材料
卫星电池要求寿命达到15年，为了达到长寿命必须使用陶瓷隔膜材料。
陶瓷隔膜是采用优质陶土，瓷土和稀土等复合材料经真空细密混合成型，然后高温烧结而成，能耐强酸、强碱，在铬酸槽液中不溶解。
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