普通陶瓷的利弊及可持续发展对策研究

本科课程论文题 目 普通陶瓷的利弊及可持续发展对策研究 学 院 工程技术学院 专 业 机械设计制造及其自动化 年 级 5班 学 号 _XXXXXXXXXXXXXXX 姓 名 XXXX 指 导 教 师 XXXXX 成 绩 _ 2012年 10月 29日 普通陶瓷的利弊及可持续发展对策研究XXX摘要：本文通过对普通陶瓷利弊的分析，阐述了普通陶瓷在人们生活中的作用以及其对我们的影响，同时对普通陶瓷提出可持续发展的必要性及其带来的美好未来。关键词：普通陶瓷 环保 可持续发展1 前言陶瓷在人们生活中各个领域都有越来越广泛的使用，陶瓷属于无机非金属材料，而什么是无机非金属材料呢？广义地讲，除有机物金属之外的几乎所有材料，都可以称作无机非金属材料。其中常使用的就有玻璃陶瓷、陶瓷、无极玻璃等。这些都是生活中不可缺少的部分，所以掌握陶瓷的利弊将有助于我们对其用途的分析以及新材料的研发有这重要的启示作用。2 陶瓷的利弊 陶瓷有很多优点同时也有很多缺点，掌握他的优点与缺点将有助于我们的美好生活。2.1 陶瓷的优点2.1.1 陶瓷的热性能 陶瓷材料的熔点很高，一般在2000以上，而且有很好的高温强度。童年故事具有高温抗蠕变能力。陶瓷的热性能主要包括热容、热膨胀、导热率绿和热稳定性等能力。 热容是指改变材料温度时所需的热量。陶瓷的热容随温度升高而增加，达到一定温度后与温度无关。热膨胀是指材料体积或长度随温度升高而增大的现象。热膨胀系数和温度的关系和热容相似。陶瓷的线膨胀系数一般为（/K）左右。导热性是指在一定温度梯度下，热量在材料中传递的速率。陶瓷的热传导主要靠原字的热震动来完成。所以它的热导性比金属差得多。 所以陶瓷是一种很有前途的高温材料，在生活中，利用这个优点我们常把它用来制作绝热手套等。2.1.2 陶瓷的电性能 陶瓷是传统的绝缘材料。这是因为离子晶体中没有金属那样可以自由移动的电子，几乎所有的电子都受各种离子的强烈束缚作用。只有当温度升高到熔点附近时，离子热震动加强，才表现出一定的导电能力。 在生活中，已经有科研人员将其改进，用在了半导体材料上面。2.1.3 陶瓷的化学性能 陶瓷的组织结构非常稳定。在离子晶体中，金属原子被周围的非金属元素所包围，屏蔽于非金属原子的间隙中，形成非常稳定的化学结构。所以通常情况下不可能同介质中的氧气发生作用，不但室温下不会氧化，即使1000以上的高温也不会氧化。一般情况下，陶瓷对酸、碱、盐等腐蚀介质具有较强的抗腐蚀能力，也能抵抗熔融的有色金属的侵蚀。 所以陶瓷大多数用来做为盛装酸、碱、盐等腐蚀介质的容器。2.1.4 陶瓷的耐磨性 耐磨醒指材料抵抗机械磨损的能力。一些耐磨陶瓷具备极好的耐磨性，根据相关机构的研究和测定，耐磨陶瓷的耐磨性高于锰钢266倍，是高铬铸铁的171.5倍，能够适应多种高磨损环境，在同等工作条件下，耐磨陶瓷的工作寿命能够达到普通耐磨材料的十倍以上。 所以有人就利用这个优点来将陶瓷改进并做成磨盘的设备。2.1.5 陶瓷的原料丰富，价格低 陶瓷材料的成份主要是氧化硅、氧化铝、氧化钾、氧化钠、氧化钙、氧化镁、氧化铁、氧化钛等。常见的陶瓷原料有粘土、石英、钾钠长石等。这些原料都相当的低廉，随处可得所以大大的减少了原来的成本，使得陶瓷的价格相对其他材料来说低了很多，这也是陶瓷材料和其他非金属材料竞争的一把利器2.2 陶瓷的缺点2.2.1 陶瓷的热稳定性差 陶瓷的热稳定性指材料在温度急剧变化是抵抗破坏的能力。普通陶瓷的热稳定性为220，而且大多数陶瓷布耐温度的急剧变化，所以普通陶瓷不能够在温差大的恶劣环境中工作，这就限制了其在工业上的用途。2.2.2 陶瓷的耐冲击性差、易碎 陶瓷内部主要以共价键结合，由于共价键强度高，能量大，要断键是很难的，所以陶瓷内部能形成稳定的晶格结构，位错的滑移也很困难。物体的断裂过程是：弹性形变，塑性形变，最后产生断裂。 在陶瓷受到较大的冲击力时，位错很难滑移，弹性形变和塑性形变很难发生，所以就瞬间断裂。而在高分子材料中，也是以共价键结合，但是它是链状结构，但链与链之间的结合力并不是共价键，这些键的键能小，在受到冲击力时，链断裂，可以产生相对滑移，就可以弹性形变，塑性形变，再到断裂，所以高分子材料不表现脆性，而陶瓷表现出脆性。导致其耐冲击能力相当的差，一些陶瓷遇到较小的冲击也会很容易破碎。 在生活中，由于陶瓷的脆性很大，为了安全，限制了陶瓷不能作比较高级的容器，一般只做家里的饭碗等。2.2.3 陶瓷成型后加工难度大 由于陶瓷的热性能、耐磨性、化学性能都比较好，同时不耐冲击、易碎等特点导致了陶瓷的加工难度太高，这也就提高了加工成本，这是大家都不想看到的结果。所以陶瓷材料一般用于结构不是太复杂的陶瓷产品上，以降低成本。2.2.4 废旧陶瓷不易回收处理 面对废旧陶瓷的回收就要联想到利益与成本的问题。废旧陶瓷主要包括两方面，一是已经失去使用价值的破旧陶瓷，这些随意丢弃的废旧陶瓷处理，不仅占用了大量土地填埋，由于很难降解，对环境和生态也造成了严重的危害。而一些被回收的废旧陶瓷只经过简单的修补就再次流入社会，生产商从中活的高额的回报，而同时对消费者造成不可估量的伤害，所以对废旧陶瓷的处理已经迫在眉睫了，迫切的需要一些措施来避免这些现象的发生。大力发展可持续发展来保护环境。2.3 陶瓷的现状及发展趋势 由于陶瓷的特性，和现在技术的进步以及对传统陶瓷的改进，使得陶瓷不但在日常生活、建筑领域有不能替代的地位，而且在高新技术领域和建设文明社会的领域也有新的发展，充分地确立了既传统、古老而又现代化的地位。陶瓷工业已步入现代工业的行列，可以将现代化的工业生产模式应用于陶瓷生产，达到相当高的综合技术经济指标。使得陶瓷这种材料大范围推广，因此在我过出现了大量的陶瓷产品生产厂商以及研究所、情报站等比如三山、唐山、博山、佛山、崛起，川陶争雄;重要产区、唐山、邯郸、淄博、宜兴、佛山、景德镇、醴陵、德化、湛江、潮州、大埔、北流。 由于时代的快速进步导致了人们对材料的要求更加严格和多样化，所以陶瓷业的学术水平、技术工艺水平、综合技术经济指标等不断地在动态中得到发展和提高。人们以更客观全面的眼光来审视每项技术、装备的进步。科学家、学者不断的提出新的理论来改进陶瓷的诸多缺点。如今已经出现了很多颠覆人们思想的新型陶瓷材料，比如用陶瓷做的发动机。这种材料已经被用于工业中的发动机，这种发动机轻盈，功率强劲，无需冷却，而且节省燃料，有害废气极少。陶瓷发动机可以提高发动机的工作温度，从而大大提高效率。例如，对内燃机而言，目前作为其制造材料的镍基耐热合金，工作温度在1000左右。而采用陶瓷材料，则可以将工作温度提高到1300，使发动机效率提高30%左右。由于工作温度高，可使燃料燃烧充分，所排废气中的有害成分大为降低，这不仅降低了能源消耗，而且减少了环境污染。 陶瓷的热传导性比金属低，这使发动机的热量不易散发，节省能源。陶瓷具有较高的高温强度和热传导性，可延长发动机的使用寿命。还有一种现在呗广泛应用的产品就是陶瓷刀，陶瓷刀具有耐磨、高密度、高硬度、无毛细孔、不会藏污纳垢、非金属铸造不会生锈、切食物无金属味残留、轻薄锐利、易拿易切、清洗容易等优点，具有许多金属制刀具无法取代的特性。由于陶瓷无缝隙、无毛孔、无磁性、无辐射、表面光滑净洁，不会粘结细菌与异物，特有的非金属性有效抵抗细菌滋生，更不会成为细菌的温床，食物处理起来特别的卫生干净，非常适合切食可直接食用的食物。 这些都是现在用的比较广泛的新型陶瓷材料，不仅提高了我们的生活质量同时也节约了不少的能源，而目前科学家还在继续研究，可见陶瓷材料的未来多么的光明。面对这么一个富有潜力的材料要是我国不加紧对其的研究，就必然落后于其他国家，导致我国在技术上始终受制于人。所以对陶瓷新材料的研究已经是迫在眉睫了，掌握了这门技术就是掌握了未来的经济命脉。同时现在的陶瓷正往高科技，低能耗，环保化，可持续发展化发展。 它将成为未来的环保和可持续发展的象征。2.4 总结 如今的陶瓷已经是颠覆了人们的传统思维，人们在以往根本不敢想象陶瓷可以切菜、做发动机，而今这已经变成了事实了，所以只有想不到没有做不到。目前陶瓷新材料大部分还只在工业上有所作为，比如氧化铝陶瓷、氮化硅陶瓷、碳化硅陶瓷、氮化硼陶瓷、氧化酶陶瓷、氧化铍陶瓷等。所以学者以及科