金属陶瓷的介绍

2024-05-05 09:15

1. 金属陶瓷的介绍

金属陶瓷英文单词cermet或ceramet是由ceramic(陶瓷)和metal(金属)结合构成的。金属陶瓷是一种复合材料,它的定义在不同时期略有不同,如,有的定义为由陶瓷和金属组成的一种材料,或由粉末冶金方法制成的陶瓷与金属的复合材料。《辞海》定义为:由金属和陶瓷原料制成的材料,兼有金属和陶瓷的某些优点,如前者的韧性和抗弯性,后者的耐高温、高强度和抗氧化性能等。美国ASTM专业委员会定义为:一种由金属或合金与一种或多种陶瓷相组成的非均质的复合材料,其中后者约占15%~85%体积分数,同时在制备的温度下,金属和陶瓷相之问的溶解度相当小。从狭义的角度定义的金属陶瓷是指复合材料中金属和陶瓷相在三维空间上都存在界面的一类材料。

金属陶瓷的介绍

2. 金属陶瓷是什么

为了使陶瓷既耐高温又不容易破碎,人们在制作陶瓷的粘土里加了些金属粉,制成了金属陶瓷。
由一种或几种陶瓷相与金属相或合金所组成的复合材料。广义的金属陶瓷还包括难熔化合物合金、硬质合金、金属粘结的金刚石工具材料。金属陶瓷中的陶瓷相是具有高熔点 、高硬度的氧化物或难熔化合物,金属相主要是过渡元素(铁、钴、镍、铬、钨、钼等)及其合金。金属陶瓷既具有金属的韧性、高导热性和良好的热稳定性,又具有陶瓷的耐高温 、耐腐蚀和耐磨损等特性。根据各组成相所占百分比不同,金属陶瓷分为以陶瓷为基质和以金属为基质两类。

陶瓷基金属陶瓷主要有:①氧化物基金属陶瓷。以氧化铝、氧化锆、氧化镁、氧化铍等为基体,与金属钨、铬或钴复合而成,具有耐高温、抗化学腐蚀、导热性好、机械强度高等特点,可用作导弹喷管衬套、熔炼金属的坩埚和金属切削刀具。②碳化物基金属陶瓷。以碳化钛、碳化硅、碳化钨等为基体,与金属钴、镍、铬、钨、钼等金属复合而成,具有高硬度、高耐磨性、耐高温等特点,用于制造切削刀具 、高温轴承、密封环、捡丝模套及透平叶片。③氮化物基金属陶瓷。以氮化钛、氮化硼、氮化硅和氮化钽为基体,具有超硬性、抗热振性和良好的高温蠕变性,应用较少。

金属基金属陶瓷是在金属基体中加入氧化物细粉制得 ,又称弥散增强材料 。主要有烧结铝(铝-氧化铝) 、烧结铍(铍-氧化铍)、TD镍(镍-氧化钍)等。烧结铝中的氧化铝含量约5%~15%,与合金铝比,其高温强度高、密度小、易加工、耐腐蚀、导热性好。常用于制造飞机和导弹的结构件、发动机活塞、化工机械零件等。

3. 什么是金属陶瓷?

当今时代是一个高科技飞速发展的时代,人们习惯了快节奏的生活,以至一些交通工具也在向着提高速度的方面发展。高速列车、气垫船、超音速飞机等,都是这些高科技发展的产物,为人类的生活提供了极为便利的条件。
目前,世界上最快的超音速客机为音速的3倍,而在军事上应用的超音速战斗机,最高速度可为音速的8倍。这些飞机速度的提高一是减少了阻力,二是增强了发动机的性能。我们知道,飞行器的高速运动均是由自身所携带的燃料燃烧产生的巨大热能,进而转化为动能的,因此该发动机的性能优劣,直接关系到飞行器的飞行性能。这在汽车、火车、轮船上也是同样的。
据专家们测定,当飞行器高速飞行时,其发动机喷出的热量高达5000℃以上,我们知道,太阳表面的温度也不过6000℃左右。什么物质能够在这种高温下不被融化呢?钢铁是远远达不到了,合金钢与之也有一定的距离,于是人们想到陶瓷,陶瓷在这些材料中,耐高温的能力是最强的了,但是陶瓷却有一个致命的弱点,就是太脆弱了,它能耐得起高温,却耐受不了高压。
科学家们在努力研究中终于发现,当在陶瓷中加入一些金属细粉,生产出的陶瓷不但具有极高的耐高温性能,而且大大提高了陶瓷的韧性。这种陶瓷与金属的混合物,就是当今在航空动力学研究中极为受宠的金属陶瓷。
金属陶瓷是由金属和陶瓷原料制成的,既有金属的优点,也有陶瓷的特性,由于其具有较高的韧性、高硬度、高抗氧化性,因而在火箭、高速飞行器中倍受推崇。最常用于制造金属陶瓷的金属原料为铁、镍、钴等最常用的陶瓷原料为氧化物,硅化物、硼化物、碳化物和氮化物等。金属陶瓷的生产也较为简单,烧制方法同陶瓷一样,只是将金属粉末物质混入陶瓷土中,根据要求制作出不同形状的东西。
我们有过这种感觉,当你将酒精涂在手上,不一会感到特别凉爽,如果有人发高烧而采用药物降温无效时,我们会想到用酒精来擦浴全身,其目的就是为了散热。金属陶瓷也是这个道理,在火箭的发动机达到最高转数时,产生大量的热,这种高温则使陶瓷中的金属物质挥发了,从而陶瓷的温度也随之下降。待陶瓷中的金属完全挥发掉后,这一部分的发动机则已完成了其工作使命,随着控制指令而脱离火箭,同时下一级火箭的发动机被点燃,新的工作程序又开始了。我们通常所说的多级火箭,就是根据这个原理制造的。
另外金属陶瓷具有极高的抗腐蚀性。因而在原子应堆中,能够抵抗液态金属钠的侵蚀,成为原子反应正常进行的保护神。
金属陶瓷虽然存在于世才30来年,但是由于其自身的极特殊的性能,格外受到人们的重视,尤其是在航空、航天领域,金属陶瓷真可谓少年老成。然而,科学家们更为感兴趣的不仅是它的优秀品质,而是它们这种优秀品质的来源。有人推测陶瓷中加入金属后表现出的特性,不能单单用金属在高温下挥发降温来解释,在金属陶瓷的制作中,其本身是否已经发生了使之变成具有这种特性的新物质,那么这种陶瓷与金属到底发生了哪些反应,我们尚无法判断。而对于那种单纯金属挥发的解释,也有一定的可疑之处,这些还有待于今后的研究方能证实。

什么是金属陶瓷?

4. 金属陶瓷有哪些

1.陶瓷基金属陶瓷主要有:
①氧化物基金属陶瓷。以氧化铝、氧化锆、氧化镁、氧化铍等为基体,与金属钨、铬或钴复合而成,具有耐高温、抗化学腐蚀、导热性好、机械强度高等特点,可用作导弹喷管衬套、熔炼金属的坩埚和金属切削刀具。
②碳化物基金属陶瓷。以碳化钛、碳化硅、碳化钨等为基体,与金属钴、镍、铬、钨、钼等金属复合而成,具有高硬度、高耐磨性、耐高温等特点,用于制造切削刀具 、高温轴承、密封环、捡丝模套及透平叶片。
③氮化物基金属陶瓷。以氮化钛、氮化硼、氮化硅和氮化钽为基体,具有超硬性、抗热振性和良好的高温蠕变性,应用较少。
④硼化物基金属陶瓷。以硼化钛、硼化钽、硼化钒、硼化铬、硼化锆、硼化钨、硼化钼、硼化铌、硼化铪等为基体,与部分金属材料复合而成。
⑤硅化物基金属陶瓷。以硅化锰、硅化铁、硅化钴、硅化镍、硅化钛、硅化锆、硅化铌、硅化钒、硅化铌、硅化钽、硅化钼、硅化钨、硅化钡等为基体,与部分或微量金属材料复合而成。其中硅化钼金属陶瓷在工业中得到广泛地应用。
2.金属基金属陶瓷是在金属基体中加入氧化物细粉制得 ,又称弥散增强材料 。主要有烧结铝(铝-氧化铝) 、烧结铍(铍-氧化铍)、TD镍(镍-氧化钍)等。烧结铝中的氧化铝含量约5%~15%,与合金铝比,其高温强度高、密度小、易加工、耐腐蚀、导热性好。常用于制造飞机和导弹的结构件、发动机活塞、化工机械零件等。

5. 金属陶瓷的应用

为了满足电器对触头材料提出的各种复杂的,甚至是矛盾的要求,发展了金属陶瓷材料。它是两相金属的机械混合物,每相金属各相保留原有的物理性能。两相金属中一相为难熔相,它的硬度高、熔点高,在高温和冲击作用下不变形,在电弧作用下不熔化,因此这相金属在材料中起骨架作用。这类金属有钨、钼、金属氧化物等。另一相金属为载流相,它主要起导电和导热作用。这类金属银、铜等。载流相金属熔点都比较低,在电弧高温作用下熔成液体,保留在难熔相金属骨架构成的空隙中,防止了熔化金属的大量喷溅,使触头电磨损大大减小。以下介绍几种常用的金属陶瓷材料:(1)银-氧化镉 这种材料具有良好的耐电磨损、抗熔焊和接触电阻低而稳定的特点。它被广泛应用于中等功率的电器中。这种材料具有这些优良性能的原因是:1)在电弧作用下氧化镉分解,从固态升华成气态(分解温度约900℃),产生剧烈蒸发,起着吹弧作用,并清洁触头表面;2)氧化镉分解时吸收大量的热,有利于电弧的冷却与熄灭;3)弥散的氧化镉微粒能增加熔融材料的粘度,减少金属的飞溅损耗;4)镉蒸汽一部分重新与氧结合形成固态氧化镉,沉积在触头表面,组织触头的焊接。氧化镉含量在12%~15%时可以得到最佳性能。如果在银-氧化镉中添加一些微量元素,例如硅、铝、钙等能进一步细化晶粒,提高耐电磨损性能。(2)银-钨 这种材料具有银、钨各自的优点。随着钨含量的增加,耐电弧磨损和抗熔焊性能提高,但导电性下降。低压开关常用含钨30%~40%的材料,高压开关用含钨60%~80%的材料。银-钨的缺点是接触电阻随触头开闭次数的增加而增大,严重者可达到初始值的十倍以上,因在分断过程中,触头表面会产生三氧化钨(WO3)或钨酸银(Ag2WO4)膜,这种膜不导电,使接触电阻剧增。(3)铜-钨 这种材料性能与银-钨相似,但比银-钨更容易氧化,形成钨酸铜(CuWO4)膜,使接触电阻剧增。它不宜作空气开关触头,但可以作油开关触头。(4)银-石墨 它的导电性好,接触电阻小,抗熔焊性能很好,缺点是电磨损大。一般石墨含量不超过5%。(5)银-铁 有好的导电、导热、耐电磨损等性能,用于中、小电流接触器中比纯银触头的电寿命成倍提高。主要缺点是在大气中易生锈斑。

金属陶瓷的应用

6. 金属陶瓷是什么

为了使陶瓷既耐高温又不容易破碎,人们在制作陶瓷的粘土里加了些金属粉,制成了金属陶瓷。
由一种或几种陶瓷相与金属相或合金所组成的复合材料。广义的金属陶瓷还包括难熔化合物合金、硬质合金、金属粘结的金刚石工具材料。金属陶瓷中的陶瓷相是具有高熔点
、高硬度的氧化物或难熔化合物,金属相主要是过渡元素(铁、钴、镍、铬、钨、钼等)及其合金。金属陶瓷既具有金属的韧性、高导热性和良好的热稳定性,又具有陶瓷的耐高温
、耐腐蚀和耐磨损等特性。根据各组成相所占百分比不同,金属陶瓷分为以陶瓷为基质和以金属为基质两类。
陶瓷基金属陶瓷主要有:①氧化物基金属陶瓷。以氧化铝、氧化锆、氧化镁、氧化铍等为基体,与金属钨、铬或钴复合而成,具有耐高温、抗化学腐蚀、导热性好、机械强度高等特点,可用作导弹喷管衬套、熔炼金属的坩埚和金属切削刀具。②碳化物基金属陶瓷。以碳化钛、碳化硅、碳化钨等为基体,与金属钴、镍、铬、钨、钼等金属复合而成,具有高硬度、高耐磨性、耐高温等特点,用于制造切削刀具
、高温轴承、密封环、捡丝模套及透平叶片。③氮化物基金属陶瓷。以氮化钛、氮化硼、氮化硅和氮化钽为基体,具有超硬性、抗热振性和良好的高温蠕变性,应用较少。
金属基金属陶瓷是在金属基体中加入氧化物细粉制得
,又称弥散增强材料
。主要有烧结铝(铝-氧化铝)
、烧结铍(铍-氧化铍)、TD镍(镍-氧化钍)等。烧结铝中的氧化铝含量约5%~15%,与合金铝比,其高温强度高、密度小、易加工、耐腐蚀、导热性好。常用于制造飞机和导弹的结构件、发动机活塞、化工机械零件等。

7. 金属陶瓷是什么

你好,楼长
金属陶瓷由一种或几种
陶瓷
(相)与
金属
(相)或
合金
所组成的
复合材料
。高熔点
高硬度的
氧化物
or难熔的陶瓷和金属
过渡元素
(铁钴镍铬钨钼等)及其合金构成,具有金属的
韧性
、高
导热性
和良好的
热稳定性
,又具有陶瓷的耐高温
、耐腐蚀和耐磨损等
特性
。最重要是非常耐高温,我们知道太阳
表面
的温度是6000摄氏度吧,它能耐5000度以上吧
所以它常用于制造飞机,导弹的
结构件
、
发动机
活塞
、
化工
机械零件
等。

金属陶瓷是什么

8. 陶瓷的组成有哪些

陶瓷的组成:晶相、玻璃相、气相。
晶相:陶瓷显微结构中由晶体构成的部分。在陶瓷显微结构中可以是由一种晶体(单相)或不同类型的晶体(多相)组成。其中含量多者称为主晶相,含量少的称次级晶相或第二晶相。陶瓷材料的性能和主晶相的种类、数量、分布及缺陷状况等密切有关。陶瓷材料的晶体主要是单一氧化物(如Al2O3,MgO)和复合氧化物(如尖晶石MgO·Al2O3,锆钛酸铅Pb(Zr,Ti)O3)。此外,非氧化物陶瓷材料中还有碳化物、氮化物、硼化物、硅化物等相应组分的晶体存在。 
玻璃相:它存在于晶粒与晶粒之间,起着胶黏作用。
气相:是指陶瓷中的气孔,它是在陶瓷生产过程中形成并被保留下来的。气孔的存在降低了陶瓷的密度,能吸收震动,并进一步降低了导热系数。但也导致陶瓷强度下降,介电损耗增大,绝缘性降低。
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