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陶瓷能替代钢铁吗?

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陶瓷能替代钢铁吗?

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    2016-09-04 20:59:42
  •   长久以来,金属一直是材料王国的霸主,尤其是钢铁,应用范围极为广泛。钢铁材料有许多优点,然而它也存在着不少缺陷,如不耐腐蚀、不耐高温、不够坚硬、不能绝热等。有趣的是,钢铁等金属的短处,反过来恰恰是陶瓷这种非金属材料的长处。难道一碰就碎、一敲就断的陶瓷能代替钢铁吗?材料科学家分析了普通陶瓷的成分以后,认为它的一种主要原料,即含杂质较多的黏土,是普通陶瓷容易碎裂的根源。
      所以,科学家将砂子、淀粉和氧化锆三种原料按一定比例混合,放进温度为1400°C、充有氮气的炉子内烧上7小时,最后制成一种银灰色的氮化硅陶瓷。这种色彩悦目的高技术陶瓷,密度和铝差不多,能耐受1500°C以上高温,韧性很好,硬度尤其惊人,只有用金刚石才能把它割断。
      以后,碳化硅、氧化锆、碳化钛、增韧氧化铝等几种新陶瓷材料又相继问世了。成分不同的高技术陶瓷,各有各的用处。氧化锆陶瓷特别耐磨损、耐腐蚀、耐高温,用它制造的发动机汽缸,不需要冷却系统,能使燃油在汽缸内燃烧后产生的热能,最大限度地转换成汽车所需的动力。
      另外,这种新型汽缸硬度大,不易磨损,并且也不受燃油分解形成的酸性气体腐蚀。因此,这种高技术陶瓷汽车发动机的使用寿命长,功率大,制造成本低,可以节省大量金属材料和30%的油耗量。更有趣的是,用含锆的高技术陶瓷制作切削刀具,刀体一旦受到外力冲击而产生裂缝时,它会自动膨胀,将裂缝弥合起来。
      氧化锆陶瓷剪刀,刀口久用不钝,不锈不裂,被称为永不报废的“长命剪刀”。高新技术的发展,可以使陶瓷“变”得比钢铁还硬,也可以叫它像铜、铝等有色金属那样有延展性和可塑性。把氧化钛陶瓷研磨成极其细微的细晶粒,加上粘结剂,在高温下熔烧成板材。只要将板材加热到180°c,就可以对它碾压,结果就能得到一块呈波浪形的陶瓷板。
      另一种氟化钙陶瓷,甚至只需加热到80°C,便呈现出挤压变形的特性。用高技术陶瓷替代钢铁,其实只是展现了它全副本领的一小部分。作为一种未来的“万能材料”,高技术陶瓷的潜力实际上是无止境的。

    杨***

    2016-09-04 20:59:42

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