新时代陶瓷的兴旺家族

陶瓷有过自己的光辉历史，代表着人类灿烂的文化。人们离不开陶瓷制品，缸盆瓶罐盘盏碟碗为生活所必需，在工业、建筑、卫生、化工、电器等各个方面，陶瓷制品大派用场。以上这些，基本都属于传统陶瓷。随着科学技术的进步，科学家们进一步研究了它的质地，确认它们的化学组成可以说都是硅酸盐类，所以统称硅酸盐陶瓷。它以价廉物美、耐用、卫生，受到人类祖祖辈辈的喜爱。但是它性脆易碎，人们使用起来也时常为之担心。人们探求着改善它的性能，并且期冀不断扩大它的应用领域。今天，陶瓷家族确实兴旺起来了，它已经不断衍生出一大批优秀的后代——新型结构陶瓷和高性能陶瓷，也叫特种陶瓷，它们不但克服了原有的许多弊端，并且具备了新的特性。这是一支生机勃勃的大军，在许多新的领域中，它们各自大显身手，开拓着日新月异的新局面，充分显示出了陶瓷新家族的巨大生命力。

特种陶瓷的应用，正引起人们的极大兴趣，陶瓷是人类最早的发明，如今作为新材料科学，成为工业化国家研究的主要课题之一，并且取得了许多辉煌的成果。特种陶瓷产品已经广泛地应用于机械、电子、宇航、能源、医学、生化等领域，像细胞那样分布到现代科学和工程技术肌体的各个方面。它神通广大，威力超凡，仿佛就像着了魔法似的变换神奇。

本性稳定的陶瓷可以成为特别敏感的材料。最常用的有气敏、热敏，以及同时检测两个或两个以上参数的多功能传感器，即气体传感器、湿度传感器及温度传感器等。比如，点燃驱蚊器和电冰箱内所用温度传感器，就是陶瓷制品。人所共知，陶瓷本是良好的绝缘材料，但不同结构的陶瓷却可以成为导体或半导体。现在已经有了利用材料内的质子移动而呈现良好导电性的质子电瓷材料。

又如具有高温高强度、耐磨损、耐腐蚀，以及吸收性能好和精度高的精密陶瓷，早已在精密机械和化工等领域取代了金属材料和高分子材料。人们用精密陶瓷做成了能与高强度合金媲美的陶瓷刀剪斧锯，做成比不锈钢硬五倍的手表壳、切削刀具、防弹盔甲。通过在氧化锆内添加钙、钇、铝等氧化物，改变了陶瓷固有的脆性，可以制成具有超塑性的高强度氧化锆材料。这种超塑性高强度材料可适用于像金属那样冲压、锻造、挤压成形等加工，而成品仍保持有陶瓷的优良特性。用氧化钇部分稳定的氧化锆材料已用于制造永不生锈的弹簧和发动机。

在电子工业和军事尖端工业中，具有电、磁、光、声等能量转换和信息传递的品种繁多性格迥异的陶瓷新秀，正在显露其各自的神通。诸如透明陶瓷、半透明陶瓷、压电陶瓷、电容器陶瓷、磁性陶瓷、绝缘性陶瓷、电感性陶瓷、热电性陶瓷、半导体陶瓷等，在当代电光源及电子技术的众多领域，都得到了广泛的应用。用陶瓷制作的激光材料，可取得接近单晶材料的优异特性。

生物陶瓷是人类健康的朋友，可用作人造骨骼、牙齿、齿根、关节、心瓣、血管、眼等。在整形外科和牙科等医学领域中，医用陶瓷展露头角，已正式用于临床。在增加陶瓷的韧性后，发挥其与人体的相容性，是其他任何材料所不能比拟的。外层坚硬、里面有微孔而疏松的人工骨，便于人的骨髓与体液长入。多孔陶瓷还能慢慢被人体吸收取代而变成真骨。

说起医用陶瓷，已经不是人们司空见惯的煎药砂锅。利用压电陶瓷受压后能产生电流这个特性，制成了自动显示数字的血压计、脉搏计、超声诊断设备的探头。利用超声波强超声的发热和破坏作用，治疗肾结石、胆结石和风瘫等疾病，以及做成人工心脏调搏器和盲人助视器。把铁氧体陶瓷制成磁片，贴到患者穴位上，通电之后产生磁场，进行磁疗。

近年在工程陶瓷的领域中，还涌现出一支引人瞩目的新秀——赛隆(sialon)，即硅基陶瓷。硅基陶瓷主要由氮化硅及氧化铝或氧化钇、碳化钛等组成。具有密度低、强度高、化学性能稳定及抗震性能良好的特征，并具有显著的耐磨性及可铸性。人们称它为轻似铝、强如钢、硬若金刚石的新型陶瓷。有的采用氮化钛为添加剂，开发成可放电加工的导电性赛隆陶瓷。有的耐热冲击性赛隆用做铣削工具，完全胜任大进给条件下用于铸铁高速切削及超合金等难切削材料的加工。在切削负载或切削速度每分钟高于300米时，比涂层硬质合金和热压复合陶瓷使用寿命还长。用赛隆作为汽车发动机推杆运行6万里，磨损不到1微米，与传统的发动机相比，陶瓷发动机的功率提高了40%，而耗油却降低了50%。

用于结构材料的陶瓷可望用于其它领域。在原子能发电和常规发电领域中，陶瓷可作为燃汽轮机、核聚变炉、核燃料电池的屏蔽材料或结构材料，甚至是核燃料。在太空和宇宙航行事业中，用它制成航天器壳体。陶瓷航天器能够经受穿越大气层时所产生的摄氏几千度的高温，这绝非普通材料所能比拟。喷涂空间飞行物体的外部，可以迷惑敌方雷达之类的探测器;“硬化”太空站外壳，可以防止各种武器的攻击。

种类繁多的多孔陶瓷的用途更为广泛。不同材质不同制作方法的多孔陶瓷，用于液体过滤、气体过滤，可净化流体，滤去细菌，可以用于电池电解隔膜材料，吸声消声材料，湿敏、热敏、气敏元件，流体接触功能材料。仅流体接触功能材料，就可以做成泡沫陶瓷、蜂窝状和薄壁波纹状陶瓷，可用于金属熔体过滤，贵金属催化剂载体，柴油机碳烟过滤，隔热材料，换热器。用微孔陶瓷做成的滤棒和过滤器早已进入人们的生活。而以陶瓷材料修建住宅，据日本一家公司使用证明，它比木造住宅还要经济。这种人造无机质木材，是以经高温加工而成的高纯度二氧化硅和石灰作主要原料的，同时混入塑料、玻璃纤维而成。它同时具有天然木材和人造木材的双重特性。既克服了木材的易燃、易变形、易腐烂等缺点，又具有与木材相同的加工性和保存力，重量也轻。锯刨砍凿均可。一种大尺寸的轻型陶瓷混凝土板已经问世。重量只有普通混凝土板的一半，可支撑高应力负荷。

特种陶瓷的各种优异性能，使每个品种都能够得以身兼数任。如新型碳纤维复合陶瓷，不仅可以用做火箭尾喷管、导弹发射管，也用来制作能正常生长肌肉的人造骨骼和普通日用品、氮化硅不仅可做发动机，也用来做运动鞋钉、登山杖杖尖。一种保温热碟已经在中国北京、西南、华东等地市场出售。这种保温热碟，用P.T.C.发热半导体陶瓷做成，可使咖啡、牛奶、茶等热饮料保持在摄氏50度，热而不烫，可以随时饮用，元件不老化，能自控，热效率高、节电、安全。

中国的陶瓷工业是古老的。中国的传统工匠们正在发现，出自他们新一代同行手中的陶瓷制品，不仅仅在餐桌上、茶几上、厨房里、卫生间、内外墙壁、地面上有着广泛的应用，而那些陶瓷制品的新秀，正迅速地进入世界现代生活的各个领域。中国的现代工业特种陶瓷业正在跻身于世界新陶瓷之林。许多新生的陶瓷品种，将作为人类社会最有价值的发明，伴随人们走向未来。