海南
陶瓷是陶器和瓷器的总称。早在公元前8000年前的新石器时代,我们的祖先就发明了陶器。到了距今约2000年前的东汉时期,成熟的瓷器也登上了历史舞台。
現如今,科学技术迅猛发展,更多新型陶瓷材料以其高韧性、高抗弯强度、高耐磨性、突出的隔热性能、接近钢的热膨胀系数等优点被广泛应用于各行各业。让我们来认识一些陶瓷家族中的“新成员”吧!
通常情况下,陶瓷不导电,是良好的绝缘体。但是,当某些氧化物陶瓷加热时,处于原子外层的电子可以获得足够的能量,从而能够克服原子核对它的吸引力,成为可以自由运动的电子。这种陶瓷就变成导电陶瓷。
电焊工人工作时,要不断地把面罩举起放下,十分不便。有一种能透光、耐高温的护目镜,能根据光线的强弱自动进行调节。有了这种护目镜,电焊工人操作起来就十分方便了,而且这种护目镜在核试验等特种工作中也得到广泛的使用。制作这种护目镜镜片的材料就是利用陶瓷材料的光学性质研发出的透明陶瓷。
压电陶瓷是一种能够将机械能和电能相互转化的陶瓷材料。这种材料在机械应力作用下,引起内部正负电荷中心相对位移而发生极化,导致材料两端表面出现符号相反的束缚电荷及压电效应,具有敏感的特性,被广泛地应用于电子、航空航天、生物等高科技领域。
泡沫陶瓷是一种具有高温特性的多孔材料。其孔径从纳米级到微米级不等,气孔率在20%~95%之间,使用温度为常温至1600℃。它具有气孔率高、比表面积大、抗热震、耐高温、耐化学腐蚀等特点以及良好的机械强度和过滤吸附性能,广泛应用于热交换材料、布气材料等领域。
近年来,在我们的生活中也能够见到各种各样的新型陶瓷。如,用陶瓷菜刀切食物,不会在食物上留下令人讨厌的铁腥味,所以它特别适合用来切可直接生吃的食物和熟食;陶瓷剪刀的锋利程度也不亚于钢制剪刀,可以用来裁剪纸张、绸布等,并且由于它不会带磁性,因此特别适宜于剪接录音磁带和录像磁带。
陶瓷牙齿具有与天然牙齿相近的光泽和色调,因而比金属或塑料牙齿更加美观。陶瓷的化学性质稳定,所以制成的牙齿也不会生锈或诱发过敏。另外,由于它不易被细菌附着,陶瓷牙齿在种植后也很少引发炎症。
陶瓷关节非常耐磨,几乎可以伴随患者一生,即便陶瓷关节发生磨损,掉落的颗粒还可被人体兼容,不会引起骨溶解和假体周围的骨质疏松。
陶瓷抹布反复使用也不会发出臭味,而且在十分潮湿的情况下也不会发霉,因为经过24小时后,99.5%以上的细菌都会自行死亡。陶瓷防火布则无毒、无害,对环境没有不良影响,也不会像石棉材料那样有纤维被吸入人体的危害,所以,陶瓷防火布可以代替石棉,应用于防火、保温等领域。
陶瓷火花塞可将高压电引入燃烧室,并在顶端放电产生火花,点燃气缸中的可燃混合气体。陶瓷刹车盘是由陶瓷纤维、少量的金属、胶粘剂组成并在1700℃高温下制成的特种陶瓷。相比其他材料,在使用时,陶瓷刹车盘可降低噪音,且在连续刹车的高温下不易产生形变,造成的磨损也很小。
还有一种新型陶瓷:它的硬度几乎像金刚石,强度像钢,重量却轻得像铝。把这种陶瓷设置在两块钢板中间,可以消减穿甲弹的金属射流,使它不能烧穿陶瓷后面的第二层钢板。这样能有效地保护坦克装甲,减少人员的伤亡。
目前,许多科研人员还在共同研发更多的超轻、耐用、耐高温、耐火、耐腐蚀的陶瓷材料,能适应剧烈温度、极端高温的变化,有望用于未来航天器的隔热保护。
古老的陶瓷工艺和新兴的科学技术的结合,正在为人类创造福音。新型陶瓷材料在未来的岁月中还会有更为广阔的发展前景。