简述工程陶瓷材料的发展崛起

发布时间：2012/4/18 0:21:17

工程陶瓷是近年来迅速发展起来的工程材料，由于它具有高强度、高硬度、耐高温、耐腐蚀、低密度、低膨胀系数等特殊功能，因而在能源技术，航空航天技术、计算机技术、海洋技术开发、汽车制造和石油化工等部门中的应用日益显示出其广阔的发展前景。烧结成型的陶瓷坯料必须通过机械加工才能应用，因为对其精度要求很高，公差范围很小，要达到这种要求，只有金刚石砂轮才能够胜任。

　　日前，发达国家虽然研究开发了精细陶瓷材料的金刚石刀具的切削加工方法，但对机床刚度要求高，至今还未完全实用化。尽管金刚石砂轮价格高、修整较困难、磨削效率较低，生产中仍广泛采用磨削加工方法。

　　金刚石砂轮磨削陶瓷既是陶瓷加工方面引人注目的一个方向，也是磨削领域的一个新动向，而磨削表面质量是磨削加工的重要内容之一。工程陶瓷做为结构件时，其合格的加工公差和表面粗糙度是至关重要的。虽然材料本身性能和缺陷对强度有决定性影响，但良好的加工表面质量可使表面缺陷减少到*小程度，对零件间配合的可靠性、摩擦与磨损、接触刚度与接触强度等许多方面都有重要作用。粗糙度越大，抗弯度越小，因此，表面粗糙度一直是衡量零件质量的指标之一。试验表明，在一定加工条件下陶瓷表面也会发生塑性变形，这说明陶瓷材料是有可能通过机械加工方法获得可靠的表面质量。

　　据日本专家预测，以新陶瓷材料为代表的新材料的加工技术将成为下一代工业的基础技术。因此，以陶瓷、硅片等为代表的磨削加工已逐渐成为各国磨削工业界研究的重点。现已出现了很多专用配备或可以选用的金刚石砂轮磨床。

　　在磨削工程陶瓷研究方面，日本今年来开发了许多新型金刚石砂轮，例如，铸铁结合剂金刚石砂轮，亦称CIB-D砂轮，这种砂轮可高效率地磨削陶瓷，特别是加工高密度氧化铝和氧化硅时，利用加工中心就像切削加工金属那样，进行三维体加工，表面光洁度可达数微米，高密度金刚石砂轮用于磨削Si4N3垫压件平面可获得Z达15mm3/min的磨损率。

　　可见，工程陶瓷的机械加工是金刚石工具的一个重要市场。1991年世界市场上工程陶瓷的价值为125亿美元，其中电陶瓷或电子陶瓷只有15%需用金刚石工具。

　　工程陶瓷的使用主要集中在：美国48亿美元，日本42亿美元。用于加工陶瓷金刚石工具的消耗，美国为4990万美元，日本为3600万美元，欧洲和其他国家为2700万美元（其中德国约占一半）。

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