功能陶瓷调研

2016-10-7,功能陶瓷材料,1、透明陶瓷,3、发光陶瓷,2、多孔陶瓷,透明陶瓷,。,无机透明材料,玻璃,单晶,空间各向同性,力学性能和电学性能较差,透明陶瓷的透明机理,当物质的电子吸收光子全部的能量，从价带跃迁至导电时，光子将被吸收，该物质对所照射的光是不透明的；反之，如果不能实现从价带向导带的跃迁，电子将被束缚，不能被光子激发，光子可以透过，此时该物质对所照射的光是透明的。,透明机理,陶瓷材料的相组成、晶体结构，晶界，气孔率和表面光洁度等都是影响其透明性的主要因素。透明陶瓷主要选用高对称性的立方晶系材料,样品吸收系数,气孔率气孔与多晶本身的折射率相差很大造成入射光的强烈散射气孔的折射率非常低（约1.0），这些气孔在光线传播的过程中，会使光线发生多次反射，从而大大降低材料的透明度普通陶瓷即使具有高的密度,往往也不是透明的,这是因为其中有很多闭口气孔,陶瓷体中闭口气孔率从0.25%变为0.85%时,透过率降低33%。,透明陶瓷的影响因素,透明陶瓷的种类和应用,氧化铝透明陶瓷,特点：对可见光和红外光具有良好的透过率,优点：耐热性好，耐腐蚀性强，电绝缘好，电导率高,透明陶瓷的种类和应用,透明陶瓷的种类和应用,YAG激光透明陶瓷,激光透明陶瓷具有很多单晶和玻璃激光材料所不具备的优点。同单晶相比，透明陶瓷具有以下优势：（1）具有与单晶相似的物理化学性质、光谱特性和激光性能。激光性能与单晶相似甚至更优，而在机械性能方面，多晶陶瓷比单晶也有一定幅度的提高。（2）容易制备出大尺寸的激光透明陶瓷，且形状容易控制。（3）制备周期短，生产成本低。陶瓷材料烧结工艺简单，制备周期为数天，而单晶生长技术性强，生长周期为数十天，通常需要昂贵的铂金或铱坩锅，生产成本很高。（4）可以实现高浓度掺杂，光学均匀性好。（5）可制备出多层和多功能的激光透明陶瓷同激光玻璃材料（以钕玻璃为例）相比，透明陶瓷激光材料（以Nd:YAG透明陶瓷为例）的热导率高，有利于热量的散发；熔点高，可以承受更高的辐射功率；单色性好；可以实现连续的激光输出。,透明陶瓷的种类和应用,AION透明陶瓷,104MPa,透光范围为0.20.6um,集中于军工方面透明装甲，曲面板取代防弹玻璃用于军车和战斗机的防护。,响尾蛇导弹头部整流罩透红外陶瓷,头部有红外探测器外部的整流罩要有足够强度能透过红外线确保导弹能跟踪敌机辐射的红外线,其它透明陶瓷,其它透明陶瓷,多孔陶瓷,多孔陶瓷1、概述2、表征多孔陶瓷材料特性参数3、多孔陶瓷的应用,概述,多孔陶瓷是一种经高温烧成、体内具有大量彼此相通并与材料表面也相贯通的孔道结构的陶瓷材料。多孔陶瓷的种类很多，几乎目前研制及生产的所有陶瓷均可以通过适当的工艺制成多孔体。,根据成孔方法和孔隙结构，多孔陶瓷可分为三类：粒状陶瓷；泡沫陶瓷；蜂窝陶瓷。,多孔陶瓷材料的特性化学稳定性好；通过材质的选择和工艺控制，可制成适用于各种腐蚀环境的多孔陶瓷；具有良好的机械强度和刚度；在气压、液压或其他应力负载下，多孔陶瓷的孔道形状和尺寸不会发生变化；耐热性好，用耐高温陶瓷制成的多孔陶瓷可过滤熔融钢水或高温燃气；具有高度开口、内连的气孔；,特性,多孔陶瓷的应用,多孔陶瓷的应用,1在金属熔体过滤净化技术中的应用2作催化剂载体3降低噪声4用于布气,因为泡沫陶瓷和蜂窝陶瓷等多孔陶瓷材料具有过滤面积大、过滤效率高的特点，因此，在金属熔体过滤净化技术中，泡沫陶瓷作为一种新型高效过滤器，得到人们的重视。,金属熔体过滤净化技术,一些金属熔体在浇注过程中，会产生大量的夹杂物，而且部分微小夹杂物呈悬浮状分布于液态合金中；,采用泡沫陶瓷进行过滤净化，不仅能有效去除合金中的夹杂物和杂质，消除铸造缺陷，而且可大幅度提高合金的力学性能。,作催化剂载体由于多孔陶瓷具有良好的吸附能力和活性，被覆催化剂后，反应流体通过多孔陶瓷孔道后，将大大提高转换效率和反应速度。,用泡沫陶瓷和蜂窝陶瓷被覆贵金属或稀土金属催化剂后，可用于汽车的尾气处理，使层气中的CO、CmHn化合物转化为CO2，并能使捕获的炭粒在较低的温度下起燃，使净