在前面几个关于陶瓷的问题中,我们已经了解了陶瓷的历史和功能陶瓷的有关知识。在这里,我们进一步来介绍最新的陶瓷材料。
普通的陶瓷制品往往有许多细微裂纹,当受到外力作用时,细微裂纹会不断扩展,并汇集成粗大裂纹,最后碎裂。针对陶瓷的这一弊端,科学家们研究出了防止细微裂纹扩展的有效方法,制成了难以打碎的“韧性”陶瓷。
目前,韧性陶瓷的制作和生产方法主要有两种:一种是在陶瓷原料中添加少量的氧化钇、氧化镁和氧化钙等粉末,经过高温烧制后形成晶体结构,当受到外力作用时,由于晶体形态的变化使陶瓷体积也变大,从而填补了原先存在的裂纹。另外一种方法是先将陶瓷制成纤维状,经过烧制后,形成纤维补强陶瓷。遭受外力作用的时候,陶瓷纤维一方面可以阻止裂纹扩展,另一方面还起缓冲作用,增强陶瓷韧性。
经过特殊处理的韧性陶瓷,还有强度大、硬度高、不怕化学腐蚀等优点。如果用它来做菜刀、剪刀、锯、斧头等日用工具,其坚硬程度可与钢铁制品相媲美,而且不会生锈,更适合切生吃食物和熟食。另外,韧性陶瓷还可以用于制造防弹盔甲、人造骨骼、人造关节和手表外壳等。
日本、美国、德国等一些发达国家还采用韧性陶瓷替代金属材料来制造发动机,这种发动机体积小、重量轻、热效率高,用同样的燃料可以使汽车多跑30%的路程,是一种高效的节能发动机。