Ceramic+MaterialsWord格式.docx

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其他材料类包括金属和聚合物（聚合物）。

两种或两种以上的材料结合在一起产生一个新的材料，其性能将不通过传统的方法得到的组合称为复合（复合材料）。

实例的材料包括钢筋混凝土（增强），半钢子午线轮胎（加固），玻璃纤维和碳纤维增强塑料（俗称玻璃纤维树脂（树脂））用于船，网球拍，滑雪板，与赛车。

Ceramicscanbedefinedasinorganic,non-metallicmaterialsthataretypicallyproducedusingclaysandothermineralsfromtheearthorchemicallyprocessedpowders.Ceramicsaretypicallycrystallineinnatureandarecompoundsformedbetweenmetallicandnon-metallicelementssuchasaluminiumandoxygen（alumina,Al2O3）,siliconandnitrogen（siliconnitride,Si3N4）andsiliconandcarbon（siliconcarbide,SiC）.Glassisoftenconsideredasubset（子集）ofceramics.Glassissomewhatdifferentfromceramicsinthatitisamorphous（非晶的）,orhasnolongrangecrystallineorder.

陶瓷是无机非金属材料，通常是用粘土和其他矿物从地球或化学处理的粉末。

陶瓷的性质通常是晶体和化合物的金属和非金属元素如铝和氧之间形成（氧化铝，氧化铝），硅和氮（氮化硅，氮化硅）和硅碳（碳化硅，碳化硅）。

玻璃通常被认为是一个子集（子集）陶瓷。

玻璃是有所不同的，它是从陶瓷晶（非晶的），或没有长期的结晶顺序。

Mostpeople,whentheyhearthewordceramics,thinkofart,dinnerware（餐具）,pottery,tiles,brickandtoilets.Theabovementionedproductsarecommonlyreferredtoastraditionalorsilicate-basedceramics.Whilethesetraditionalproductshavebeen,andcontinuetobe,importanttosociety,anewclassofceramicshasemergedthatmostpeopleareunawareof.Theseadvancedortechnicalceramicsarebeingusedforapplicationssuchasspaceshuttle（航天器）tile,enginecomponents,artificialbonesandteeth,computersandotherelectroniccomponents,andcuttingtools,justtonameafew.

大多数人，当他们听到这个词想到艺术，陶瓷，餐具（餐具），陶瓷，瓷砖，砖和厕所。

上述产品通常被称为传统或硅基陶瓷。

而这些传统产品已经，并继续，重要的社会，一个新的类陶瓷已经出现，大部分人都不知道。

这些先进技术陶瓷被用于应用程序如航天飞机（航天器）瓦，发动机部件，人工骨骼和牙齿，电脑和其他电子元件，和切割工具，只是仅举几例。

1.AdvancedCeramics

1。

先进陶瓷

Advancedceramics,alsoknownasengineeringortechnicalceramicsrefertomaterialswhichexhibitsuperiormechanicalproperties,corrosion/oxidationresistance,andthermal,electrical,opticalormagneticproperties.Advancedceramicsaregenerallybrokendownintothefollowingsegments:

structuralceramics;

electricalandelectronicceramics;

ceramicscoatings;

chemicalprocessing（化工）&

amp;

environmentalceramics.

先进陶瓷，也被称为工程或技术陶瓷是指具有优越的机械性能的材料，耐腐蚀、耐氧化，热，电，光，磁特性。

先进陶瓷一般分为以下几个部分：

结构陶瓷；

电子陶瓷；

陶瓷涂层；

化学处理（化工）环保陶瓷。

Structuralceramicsincludeapplicationssuchasindustrialwearparts（耐磨件）,bio-ceramics（生物陶瓷）,cuttingtools,andenginecomponents.Electronicceramics,whichhasthelargestshareoftheadvancedceramicmarket,includescapacitors（电容器）,insulators（绝缘体）,substrates（基片）,integratedcircuitspackages（集成电路封装）,piezoelectrics（压电体）,magnets（磁体）andsuperconductors.Ceramiccoatingsfindapplicationsunderchemicalprocessingandenvironmentalceramicsincludefilters（过滤器）,membranes（膜片）,catalysts,andcatalystsupports（催化剂载体）.

结构陶瓷的应用包括如工业耐磨零件（耐磨件），生物陶瓷（生物陶瓷），切削工具，和发动机部件。

电子陶瓷，具有先进的陶瓷市场的最大份额，包括电容器（电容器），绝缘体（绝缘体），基板（基片），集成电路封装（集成电路封装），压电材料（压电体），磁铁（磁体）和超导体。

陶瓷涂层，发现化学处理和环境下陶瓷材料的应用包括过滤器（过滤器），膜（膜片），催化剂，催化剂载体（催化剂载体）。

Thebeginningoftheadvancedceramicserahasbeensaidtohavestartedapproximately50yearsagowiththeexpandinguseofchemicallypreparedpowders.Forexample,theBayer（拜耳）processfortheproductionofaluminapowdersinitiallygrewfromsparkplug（火花塞）production.Whilethesepowderswouldbeconsideredrelativelylowgradebytoday’sstandards,theyweremorepureandofferedmorecontroloverthecomposition,microstructure,andcrystalstructureoverminerals-basedceramics.

先进的陶瓷时代开始一直在说大约50年前开始的扩大使用化学制备粉末。

例如，拜耳（拜耳）对氧化铝生产过程从最初的火花塞（火花塞）生产的增长。

而这些粉末会被认为是相对较低的等级按今天的标准来看，他们更纯净，提供了更多的控制的组成，微观结构和晶体结构，在矿物基陶瓷。

Today,themarketforadvancedceramicsislargeandgrowingastheycontinuetoreplacemoretraditionalmaterialsinmanyapplicationswhileprovidingtheonlymaterialsolutioninotherapplications.Inmanycases,ceramicsareusedwithothermaterialstomakeuponlypartofanoverallsystem.Thisisespeciallytrueintheelectronicsfield.

今天，先进陶瓷市场越来越庞大，因为他们继续取代传统材料在许多应用中，而在其他应用程序提供的材料解决方案。

在许多情况下，陶瓷是用其他材料只占整体系统的一部分。

这是在电子领域尤其如此。

Thefuturesuccessofboththetraditionaladvancedceramicmarketsanddevelopingnon-traditionalU.S.marketsdependsonfactorssuchasincreasingthequalityandreliabilityofthefinishedproducts,improvingthecost/benefitratio（成本效益比）ofceramiccomponents,increasingappliedresearchanddevelopment,increasedsupplyofdomestic,high-qualityrawmaterials,andovercomingdesignerandend-userreluctancetouseceramics.

既有传统的陶瓷市场和发展的非传统的美国市场未来的成功取决于诸如提高最终产品的质量和可靠性的因素，提高成本/效益比（成本效益比）陶瓷元件，增加应用的研究与开发，国内供应增加，优质的原材料，并克服设计师和最终用户不愿使用陶瓷。

Improvementsareoccurringhowever,inareassuchaspowderprocessing,shapeforming,non-destructiveevaluation（非破坏性检测）,machining,standardization（标准化）andthedevelopmentofamaterialspropertydatabase（数据库）.Inordertoreducemanufacturingexpenses,researchersarelookingtowardinnovation（创新）,“near-net-shape（近净尺寸）”formingmethodssuchasgel-casting（胶铸）,freeze-casting（冰冻铸法）,injectionmolding,andrapidprototyping（原型制造）.Thesemethodswillreducemachiningcost,whichcanbeasmuchas50%ofthetotalmanufacturingcost.

改进的发生但是，在诸如粉加工，成形，无损评价（非破坏性检测），加工，标准化（标准化）和材料性能数据库的发展（数据库）。

为了降低制造费用，研究人员正在向创新（创新），“近净成形（近净尺寸）”的方法，如凝胶注模成型（胶铸），冷冻铸造（冰冻铸法），注射成型，快速成型（原型制造）。

这种方法会降低加工成本，可高达50%的总制造成本。

Advancedstructuralceramicsareceramicmaterialsthatdemonstrateenhancedmechanicalpropertiesunderdemandingconditions.Becausetheyserveasstructuralmembers,oftenbeingsubjectedtomechanicalloading,theyaregiventhenamestructuralceramics.Ordinarily,forstructuralapplicationsceramicstendtobeexpensivereplacementsforothermaterials,suchasmetals,polymers,andcomposites.Forespeciallyerosive,corrosive,orhightemperatureenvironment,however,theymaybethematerialofthechoice.Thisisbecausethestrongchemicalbondinginceramics.

先进的结构陶瓷是表现出苛刻的条件下增强的机械性能的陶瓷材料。

因为它们作为结构构件，往往受到机械加载，它们被赋予名称结构陶瓷。

通常，在结构应用陶瓷往往是昂贵的替代其他材料，如金属，聚合物，和复合材料。

对于特别侵蚀性，腐蚀性或高温环境中，但是，它们可能是首选材料。

这是因为，在陶瓷的强化学键。

Chemicalbondsmakethemexceptionallyrobust（坚固）indemandingsituations.Forexample,someadvancedceramicsdisplaysuperiorwearresistance,makingthemidealfortribological（wear）applicationssuchasmineralprocessingequipment.Othersarechemicallyinertandthereforeareusedasbonereplacementsinthehighlycorrosiveenvironmentofthehumanbody.Highbondstrengthsalsomakeceramicsthermochemicallyinert（热化学惰性）,thispropertyshowspromisingareasofapplicationinenginesforautomobiles,aerospacevehicles（航空航天器）,andpowergenerators（电力发电机）.

化学键使他们非常强大（坚固）在要求较高的场合。

例如，一些先进陶瓷显示效果出众的耐磨性，使它们非常适合摩擦（穿）的应用，如选矿设备。

其它的是化学惰性的，因此，被用作骨替代在人体内的高腐蚀性环境中。

高粘结强度也使陶瓷热化学惰性（热化学惰性），此属性会显示应用程序的引擎汽车，航空航天器有前途的领域（航空航天器），以及发电机（电力发电机）

Anumberoftechnologicalbarriershavetobesurmountedinordertomakeadvancedstructuralceramicsaneverydayreality.Themostsignificantchallengesaretheinherentflawsensitivity（固有的裂纹敏感性）,orbrittleness,ofceramicsandthevariability（变化性）oftheirmechanicalproperties.

一些技术障碍必须克服以先进结构陶瓷的现实生活。

最重要的挑战是固有的缺陷灵敏度（固有的裂纹敏感性），或脆性，陶瓷和变异性（变化性）的力学性能。

Amongthestrategiesforachievingceramicswithimprovedmechanicalproperties,especiallytoughness,someinvolvetheengineeringofmicrostructuresthateitherresistthepropagationofcracksorabsorbenergyduringthecrackpropagationprocess.Bothgoalscanbeachievedsimultaneouslyinmicrostructureswithfibrousorinterlocked（联锁的）grains.Inceramicsproducedwithsuchmicrostructures,cracksaredeflected（偏离）fromastraightpath,leadingtoadramaticincreaseincracklength,atthesametimeparticlesbehindtheadvancingcracktipbridgethecrack,tendingtoholditclosed.Crackdeflectionandcrackbridgingalsooccurinwhisker（晶须）reinforcedfracturesurfaceareaandmuchgreaterenergyabsorption.

在策略和改进的机械性能，特别是韧性达到陶瓷，一些涉及结构工程抗裂纹或裂纹扩展过程中吸收能量。

双方的目标是可以同时实现的微观结构与纤维或互锁（联锁的）颗粒。

在这样的组织生产陶瓷，裂纹偏转（偏离）从直线路径，导致裂纹长度显著增加，在裂纹尖端裂纹桥接同时颗粒，倾向于把它关闭。

裂纹偏转和桥联也发生在晶须（晶须）钢筋断口面积和更高的能量吸收。

Anothermechanismthatcanleadtoincreasedfracturetoughnessinceramicsismicrocracking,whichoccursinsinglephasepolycrystallineceramicswhosegrainsareanisotropic（各向异性，thatis,whosemechanicalpropertiesvarywithdirection）orinintentionallybiphasic（双相）polycrystallinemicrostructures.Inthesematerialstinymicrocracksopenuptoeithersideofthemaincrackpathaheadoftheadvancingcracktip.Thisphenomenonhastwoeffects.First,theenergythatgoesintotheopeningofthesubsidiary（附属的）cracksincreasestheenergyneededforpropagationofthemaincrack.Second,asthemaincrackpropagates,microcracksopeningupinthewake（尾随）orprocessoneadjacenttothemaincrackbutbehindthecrackfrontresultinanincreaseinvolume,whichtendstoclosethemaincrack.Theresistancetopropagationthusincreasesthefartherthecrackpropagates.

另一种机制，可以使陶瓷断裂韧性的增加是微裂纹，它发生在单相多晶陶瓷的晶粒各向异性（各向异性，即，其力学性质随方向）或故意双相（双相）多晶结构。

在这些材料中微裂纹开放的主裂纹路径的两侧，在裂纹尖端。

这种现象有两方面的影响。

第一，能源进入子开（附属的）裂缝增加的主裂纹扩展所需要的能量。

其次，作为主要的裂纹，裂