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陶瓷
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在远古时代,我们的祖先就开始用粘土作成器皿盛装食物,后来人们发现这些器皿经火烧后,更加坚固耐用,这就是最初的陶瓷.在我国的半坡村氏族遗址中已有了精美的彩陶盆.我们的祖先对制陶技术不断加以完善,生产出图案精美、色泽鲜艳的陶器,出口世界,深受各国人民喜爱.我们中国的英文名字China,就是瓷器的意思。

陶瓷的主要原料是粘土、长石、石英石等.先把它们磨成粉,再按一定配方混匀,加工成型,然后送入窑内高温烧结即可得到陶瓷.如果在毛坯上涂上各种釉质,刻上花纹,就可烧得精美的花瓶、盆、碗等日用品。

陶瓷硬度高、耐高温、抗腐蚀,因而在工业上有广泛用途.1924年德国科学家以纯氧化铝为原料烧结出坚硬非凡的氧化铝陶瓷.这种陶瓷作成的刀具,甚至能切削硬度较高的合金钢.第二次世界大战以来,人们普遍用氧化铝陶瓷做火花塞.发动机的火花塞每秒引爆20~30 次,瞬时温度高达2500 ℃,最大工作压力达100 个大气压.在如此恶劣的条件下,氧化铝陶瓷仍能正常地长期工作.1957年,美国通用电气公司的工程师选用纯度达99.99%的氧化铝细粉作原料,烧制出半透明的陶瓷.用它制成的高压钠灯,亮度高、寿命长、清晰度高,能透过浓雾。

导弹飞行的速度是声速的5~6 倍,由于空气摩擦会使导弹头部温度高达 1000℃.为了准确命中目标,导弹头部装有自动跟踪系统,能根据目标所发出的红外射线而自动调整飞行方向.什么材料既能耐1000℃以上的高温,又能透射红外射线呢? 这就是著名的红外陶瓷.用纯净的原料通过真空热压或高温烧结,使陶瓷小晶粒迅速扩散而融合成晶莹透明的整体,就可得到能透射红外射线的透明陶瓷。

氮化硅新型陶瓷是近十几年来发展起来的一种精密陶瓷.其制作方法是: 把硅粉在1200℃高温的环境中氮化,使氮钻入硅粉坯体中,然后加工成型,再在1400℃高温下第二次氮化,即得氮化硅陶瓷.这种陶瓷具有足够高的强度和硬度,又有惊人的耐高温、耐腐蚀性能和抗急冷急热性能,是一种用途广泛的工程陶瓷。

碳化硅陶瓷是另一种新型精密陶瓷.它质地坚硬,可作金刚石的代用品.人们采用热压烧结法得到的碳化硅陶瓷,在1400℃的高温下,其抗弯强度每平方厘米仍达5000~6000 公斤以上,是制造高温燃气涡轮发动机的理想材料。

1880年,法国科学家发现了某些晶体的压电效应,即沿晶体的某一方向施加压力,晶体表面会出现电荷,电荷大小与压力成正比.1944年,人们首次制得钛酸钡压电陶瓷,但性能不太理想.1955年,人们制得了性能较高的锆钛酸铅压电陶瓷.用这种压电陶瓷可生产大功率的超声和水声的换能器,也可作为高灵敏度的压电测量装置,在高频通讯技术、导弹技术、地震预报和医疗上都有广泛用途.这种陶瓷也是一种透明陶瓷,加上电场后具有双折射效应,去掉电场后又变成各向同性.用它可制成立体电视眼镜,戴上这种眼镜,你就可以看到立体电视或电影,医生用这种眼镜可以通过电视看到病人体内的立体图像,便于诊断治疗。

目前陶瓷研究的方向是研制高温陶瓷,以便它能在1500℃以上的条件下工作,这在空间技术和军事技术上都有广泛用途.陶瓷研究的另一个方向是提高陶瓷的韧性,主要是陶瓷基复合材料.在现代科技的催化下,古老的陶瓷技术又开新花。

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