结构陶瓷和功能陶瓷
发布时间：
2025-03-26
结构陶瓷和功能陶瓷是陶瓷材料的两大重要分支，二者的主要区别在于应用侧重点不同。
一、结构陶瓷
1、定义：结构陶瓷是指主要利用其机械、热、化学等性能工作的一大类新型陶瓷材料，具有耐高温、耐冲刷、耐腐蚀、高硬度、高强度、低蠕变速率等优异性能。
2、分类：
（1）氧化物陶瓷：如氧化铝陶瓷、氧化锆陶瓷等。氧化铝陶瓷硬度高、耐磨、耐高温，可制作坩埚、高温炉管、刚玉磨球机等；氧化锆陶瓷硬度更高、抗冲击能力强。
（2）氮化物陶瓷：如氮化硅陶瓷、氮化铝陶瓷等。氮化硅陶瓷强度高、硬度高、耐高温、耐化学腐蚀，可用于制造轴承、汽轮机叶片等；氮化铝陶瓷热导率高、介电性能好，可用于电子基板材料。
（3）碳化物陶瓷：如碳化硅陶瓷、碳化硼陶瓷等。碳化硅陶瓷密度小、硬度极高、耐腐蚀，可用于机械密封环、永久性模具等。
3、应用领域：
（1）航空航天领域：用于制造宇宙飞船的隔热瓦、发动机部件等，因其能承受高温和温度急变、强度高、重量轻。
（2）机械工程领域：用于制造密封件、刀具、轴承、模具等，利用其高硬度、耐磨性。
（3）汽车领域：用于发动机部件、刹车系统和排气系统，如氮化硅陶瓷可用于制造高性能的发动机部件。
（4）医疗领域：如氧化锆陶瓷可用于制造人工关节、牙科修复等，因其生物相容性好、机械强度高。
二、功能陶瓷
1、定义：功能陶瓷是指在应用过程中主要利用其非力学性能的高科技陶瓷，具有电、磁、光、声、热、化学、生物等多种功能。
2、分类：
（1）电功能陶瓷：如导电陶瓷、半导体陶瓷、介电陶瓷、绝缘陶瓷等，可用于制作电容器、电阻器、电子器件等。
（2）磁性陶瓷：主要是铁氧体陶瓷，具有涡流损失小的优点，可用于雷达技术、通信技术等。
（3）光学功能陶瓷：如固体激光材料、光导纤维、光储存材料等。
（4）敏感陶瓷：如热敏陶瓷、气敏陶瓷、湿敏陶瓷等，可用于制造各种传感器。
3、应用领域：
（1）电子信息领域：用于制造电子元器件，如超小型、大容量陶瓷叠层电容器等。
（2）能源领域：如太阳能光转换陶瓷可用于太阳能的转换和储存。
（3）医疗领域：可用于制造生物传感器、生物芯片等。
（4）国防军工领域：如高温超导陶瓷可用于制造高性能的电子器件和武器装备。
三、典型材料对比
四、关键性能对比
五、发展趋势
1、结构陶瓷
（1）增韧技术：纳米复合、纤维增强（如SiC/SiC复合材料）
（2）3D打印：复杂形状陶瓷件制造（如光固化成型）
（3）轻量化：用于航空、汽车（如Si₃N₄替代金属）
2、功能陶瓷
（1）微型化：MLCC更薄层、更高容量（5G需求）
（2）多功能集成：如自供电传感器（压电+传感）
（3）环保材料：无铅压电陶瓷（替代PZT）
六、总结
结构陶瓷 适用于高强度、耐高温、耐磨损场景，如发动机、刀具、装甲。
功能陶瓷 侧重于电、磁、光、声等特殊性能，如电容器、传感器、超导材料。
两者在高端制造、新能源、半导体等领域均有重要应用，未来技术突破将推动更广泛的使用。
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