第一篇：新型陶瓷材料的應用與發展（本站推薦）

新型陶瓷材料的應用與發展

姓名： 穆會平 班級： 1001班

專業： 環境科學 學號： 20101887

新型陶瓷材料的應用與發展

摘要：本文首先簡單介紹了傳統陶瓷材料向現代新型陶瓷材料轉變的過程，新型陶瓷材料克服了傳統陶瓷本身內部的缺陷，故使其性能大大提高，擴大了應用領域。然后論述了新型陶瓷材料分為結構陶瓷和功能陶瓷，以及它們耐高溫、生物相容性能、電磁性、質量輕等特性及各自的應用領域，重點討論了新型陶瓷材料在航空航天、軍事、生物工程、電子工業等的應用，最后簡單說明了新型陶瓷材料的近況和發展趨勢。

關鍵字：新型陶瓷 材料 應用 發展

引言：在當今科技高度發展的工業社會,每一項工業化的成就都與材料科學、材料的制造及實際使用有著密不可分的關聯,它使得某些新的科學設想、構思及生產過程得以實現。離開了材料科學與材料工業,世界上的許多科學創造和發明都是難以實現或達到的。陶瓷材料是繼金屬材料,非金屬高分子材料之后人們所關注的無機非金屬材料中最重要的一種，因為它同時兼有金屬和高分子材料兩者的共同優點,此外在不斷的改性過程中,已使它的易碎裂的性能有了很大的改善。因此,它的應用領域和各類產品都有一個十分明顯的提高。

1.傳統陶瓷材料到新型陶瓷材料的演變

陶瓷一詞(Ceramics)來源于古希臘Keramos 一詞,意為地球之神。傳統的陶瓷材料含意很廣泛,它主要指鋁、硅的氮化物,碳化物,玻璃及硅酸鹽類。雖然傳統陶瓷具有一定的耐化學腐蝕特性和較高的電阻率、熔點高,可耐高溫,硬度高,耐磨損,化學穩定性高,不腐蝕等優點。但它也存在著塑料變形能力差,易發生脆性破壞和不易加工成型等缺點,這些原因大大地限制了在工業的應用范圍，特別是在機械工業上的應用。而在電器上的應用也主要局限在高壓電瓷瓶及其絕緣體部件等少數幾個方面。

為此人們開展對傳統的陶瓷材料進行改性研究和有關材料的人工合成開發,現代合成技術已經能夠通過物理蒸發濺射(Vapor processing)溶液法(Aqueous precipitation)溶膠—凝膠技術(Solgel-technology)及其它先進技術改造傳統陶瓷或人工合成極少缺陷的陶瓷材料,其中較為重要的有Si3N4 ,A12O3 等。合成的陶瓷材料與傳統陶瓷材料相比，它的性能大大提高,與其它材料相比,在同樣強度下這些材料具有良好的化學、熱、機械及摩擦學(tribology)特性。它質輕,可以耐高溫,硬度高,抗壓強度有時超過金屬及合金,具有較強的抗磨性和化學隋性、電及熱的絕緣性都相當好,特別是由于采用純凈材料,消除了缺陷(eliminate-defects), 它的易脆性(brittleness)得到了極大的改善,因此其應用,特在現代機械業的應用日益廣泛。目前巳有大量的新型陶瓷材料被用于工業高溫抗磨器件、機械基礎元器件,除此之外,電子及電信行業,生物醫療器件乃至于陶瓷記憶材料,超導陶瓷等應用都與新型陶瓷材料的研制與開發有關。

2.新型陶瓷材料特性與分類

新型陶瓷材料按照人們目前的習慣可分為兩大類，即結構陶瓷（Structural ceramics）（或工程陶瓷）和功能陶瓷（Functional ceramics），將具有機械功能、熱功能和部分化學功能的陶瓷列為結構陶瓷，而將具有電、光、磁、化學和生物體特性，且具有相互轉換功能的陶瓷列為功能陶瓷。隨著科學技術的發展，各種超為基數和符合技術的運用，材料性能和功能相互交叉滲透，確切分類已經逐漸模糊和淡化。根據現代科學技術發展的需要，通過對材料結構性能的設計，新型陶瓷材料的各種特性得到了充分的體現。表1 列出來目前被人們所占我和利用的新型材料的主要特性

表1 新型陶瓷的主要特性

分類

功能陶瓷 領域 電子陶瓷

光電陶瓷 光陶瓷 磁性陶瓷 生物陶瓷 化學陶瓷

特性

高絕緣性、鐵電介電性、壓電性、熱電性、電子放射性、半導性、傳感型、離子電導性

熒光性、偏振光性、光電性

透光性、光反射性、反射紅外性、導光性 軟磁性、硬磁性 骨親和性、生物相融性 載體性、催化性、化學吸附性

結構陶瓷 熱學功能 機械功能

傳熱性、絕熱性、耐高溫性、耐腐蝕性

耐磨性、高強度性、超硬性、潤滑性、非膨脹性、收縮性

[1]3.新型陶瓷的應用與發展

新型陶瓷是新型無機非金屬材料, 也稱先進陶瓷、高性能陶瓷、高技術陶瓷、精細陶瓷, 為什么能得到高速發展, 歸納起來有四方面原因：①具有優良的物理力學性能、高強、高硬、耐磨、耐腐蝕、耐高溫、抗熱震而且在熱、光、聲、電、磁、化學、生物等方面具有卓越的功能, 某些性能遠遠超過現代優質合金和高分子材料, 因而登上新材料革命的主角地位, 滿足現代科學技術和經濟建設的需要。② 其原料取于礦土或經合成而得, 蘊藏量十分豐富。③ 產品附加值相當高, 而且未來市場仍將持續擴展。④ 應用十分廣泛, 幾乎可以滲透到各行各業。3.1市場需求

據美國陶瓷工業部門統計，1993年全球陶瓷總產值約900億美元，其中先進陶瓷為183億美元，占20%，比1992年增長23%，精細陶瓷為48億美元，占先進陶瓷24%。全球精細陶瓷超億美元的生產廠有22家，超過2000萬美元的生產廠有54家，超過1000萬美元的生產廠有66家，超過100萬美元的生產廠有102家。其中前10家的總產值達146億美元，占80%。表2列出了1996年加拿大陶瓷季刊公布的世界先進陶瓷需求量，表3列出了日本精細陶瓷工業市場預測情況。

表2 世界新型陶瓷需求

類別

世界需求量（百萬美元）1994 2000

年增長率/% 2000/1994 電子陶瓷結構陶瓷

陶瓷涂料 陶瓷基復合材料

合計

表3 日本新型陶瓷工業市場預測情況（單位：10億日元）應用領域

1993

1997

2000

2005

[5] [3]

886 3 968

200 16 754

580 6 610

280 25 370

6.7 8.9 5.8 7.2

平均增長率（%）

電磁應用 光學應用 機械應用 高溫及高溫機械 化學與生物 商業與文化 其他 合計

944 119 294 107 118 59 114 1 755 040.9 119.7 271.0 87.4 79.9212 2 787 935 540 742 190 226 91 329 4 052

6.2 13.5 8.0 4.9 5.6 3.7 9.2 7.2

3.2應用領域

功能陶瓷主要在絕緣、電磁、介電以經濟光學等方面得到廣泛應用；結構陶瓷除了耐低膨脹、耐磨、耐腐蝕外，還有重量輕、高彈性、低膨脹、電絕緣性等特性。因而在很多領域得到應用應該是以陶瓷燃氣輪機為代表的耐高溫陶瓷部件陶瓷廣泛用于道具及模具等耐磨零件，這方面的應用主要是利用陶瓷的高硬度、低磨耗性、低摩擦系數等特性。另一方面，陶瓷材料具有其他材料所沒有的高剛性、重量輕、耐蝕性等特性，從而被有效地應用在精密測量儀器和精密機床等上面。另外，因為陶瓷材料具有很好的化學穩定性和耐腐蝕性，在生物工程以及醫療等方面也得到廣泛的應用。下面將分幾方面來介紹新型陶瓷材料的應用領域。

1)航空航天材料:陶瓷基復合材料（Ceramic Matrix Composites）

當前耐高溫材料已經成為航天先進材料中的由此岸優先發展方向，材料在高溫下的應用對航天技術特別是固體火箭等領域具有極其重要的推動作用。隨著航空技術的發展氣體渦輪機燃燒室中燃氣的溫度要求越來越高，并更緊密地依賴于高溫材料的研究開發，而先進陶瓷及其陶瓷基復合材料具有耐高溫、耐磨損、耐腐蝕質量輕等優異性能，是最具有希望代替金屬材料用于熱端部件的候選材料。為此世界各國開展對陶瓷發動機的研究工作。美、歐、日等越來越多的人體渦輪機設計者們開始用陶瓷基復合材料來制作旋轉件和固定件。當前對高溫結構陶瓷的研究主要集中于Sic、Si3N4、Al2O3和ZrO2等，尤其以Si3N4高溫結構陶瓷最引人注目。這類陶瓷的綜合性能較突出，它們有良好的高溫強度，已經在航空渦輪發動機等方面得到了應用，非常適用于制作航天發動機渦輪轉子葉片等高溫受力部件。2)陶瓷軸承（Ceramic Bearing）

陶瓷軸承作為一種重要的機械基礎件，由于具有金屬軸承所無法比擬的優異性能，近十多年來，在國計民生的各個領域得到日益廣泛的應用。在航空航天、核工業、高速機床等高溫、高速、耐腐蝕、真空、無磁、無摩擦的特殊環境下，陶瓷軸承的作用正在被人們逐漸地認識。陶瓷軸承突出的效果是大幅度地提高了軸承的使用壽命和極限速度，為發展高速和超高速、高精密機床提供了基礎零部件。除此以外，在高溫、腐蝕、絕緣、真空等行業的應用也已經取得了良好的效果，可在高溫、強酸、強堿等一些高腐蝕性介質中長期穩定地工作。近來，與半導體制造裝置和計算機的CD-ROM及其硬盤與信息工業相關的陶瓷軸承需求量不斷增加。當今世界上著名的軸承企業無一不在開發、生產陶瓷軸承，而產品質量的高低，已成為衡量其企業實力的一個重要標志。

3)生物工程領域：生物陶瓷（Biological Ceramic Material）

由于生物陶瓷材料的無毒、無害，具有良好的生物活性和生物相溶性，且硬度高，楊氏模量與人體骨相近，故可作為骨骼、牙床、心臟瓣膜等的修補材料或替代材料使用。生物陶瓷材料又分生物性惰性陶瓷材料和生物性活性陶瓷材料。

生物性惰性陶瓷材料：如多晶氧化鋁具有耐腐蝕、耐磨、熱膨脹系數小等特點，且可通過高溫消毒，常用于大塊或小塊骨的修補或承重骨的缺損修復。單晶氧化鋁，除具有多晶氧化鋁特性外，還具有生物相溶性好的特點，常用于制成人工骨螺釘，強度比金屬材料制成的工骨螺釘更高。同時氧化鋁單晶可以加工成各種尺寸小、強度大的牙根，它與人體蛋白質有良好的親合性能，結合力強。因此有利于牙齦粘膜材料的附著。

生物性活性陶瓷材料：將含磷酸和鈣的活性玻璃，置入生物體內，使之與生物體內的液體發生反應，然后有生物組織成長起骨原纖維組織，在生物玻璃表面與生物組織之間形成結合層。羥基磷灰石，它具有與人體硬組織（骨和牙）的無機質相同的物質組成，可用于牙槽、骨缺損、腦外科修補、填充等。

4)軍事應用：特種陶瓷（Special Ceramics）

[2]

[4]

[4] 軍事應用中的特種陶瓷主要指的是氧化鋁和碳化硼。在現代軍事中，無論是海陸空或其他兵種的現代武器中，都有用特種陶瓷制成的部件。如B4C陶瓷可作為飛機、車輛和人員的防彈裝甲，用比例纖維和B4C復合材料制成的0.6cm厚的B4C內襯可阻擋小口徑的裝甲彈的穿透作用。另外，宇宙飛船外壁的陶瓷隔熱瓦即為玻璃纖維復合材料，具有輕質、耐熱、耐沖擊、低熱導等優良性能，是理想的軍用隔熱材料。特種陶瓷實在導彈控制系統中也有用途，在雷達天線上加裝一個氣動天線罩，可協調機械、熱力、電氣系統、的功能，保證導彈正常運行。還有，火箭上需要的特殊高溫材料，很多也是用金屬陶瓷制成的。美國對國防用嵌入式輕質陶瓷裝甲的需求近幾年有了很大的增長，9.11事件后，配合全世界的反恐怖主義活動，防彈服的需求成倍增長。

5)電子工業領域：氮化鋁陶瓷（Aluminum Nitride Ceramic即AIN)

氮化鋁具有良好的高溫抗蝕性，它對許多金屬表現良好的抗蝕力，可與鋁、銅、鎳、鉬、鎢以及許多鐵質合金和超合金在高溫下共存，也能在某些化合物，如砷化鎵的融鹽中穩定存在。它可以應用到電子工業方面，做基片材料，AIN的導熱率是Al2O3的5-10 倍，更適合大規模集成電路要求。AIN 陶瓷的綜合性能良好，非常適用于電子工業。同時氮化鋁陶瓷材料在高溫耐蝕和復合材料方面也有很好的應用。

在高溫耐蝕方面的應用：AIN陶瓷具有良好的高溫耐蝕性，它能與許多金屬在高溫下共存。因此是優良的坩堝材料，也可用作腐蝕性物質的容器和處理器。

在復合材料方面的應用：可以通過復合相陶瓷的途徑，拓展它在其它方面的應用。如：加入TICP、SICP顆粒和SICW晶須以提高其強度和韌性。[6][6]4.新型陶瓷材料研究近況和發展趨勢

現代各國不僅在新型陶瓷的應用方面取得了一定的成就，但同時也不斷大力地開展新陶瓷的研究和開發，下面列舉的幾個方面是近年來比較著名的研究領域： 4.1納米復合陶瓷（Nanocomposite Ceramics）

Al2O3-Sic納米復合陶瓷的抗彎強度比三氧化二鋁單體提高近三倍。納米復合材料不僅在常溫下具有很高的強度，其高溫強度性能也明顯提高。近來，雙向納米復合陶瓷和納米壓電復合陶瓷是引人注目的新方向。

4.2梯度功能材料（Functionally Graded Material，FGM）

梯度功能材料它不同于傳統的復合材料，其成分或結構在材料的一面向另一面逐漸變化。FGM材料的就開發哦在研究和開發熱障涂層材料為主的高溫耐熱材料、刀具材料、熱點轉換材料等方面取得了進展，在FGM研發工藝中等離子體噴射法（Plasma Spraying）、氣象沉積法（CVD）、粉末冶金法（PM）具有較明顯的優勢，得到廣泛的利用。4.3 synergy 陶瓷

synergy陶瓷是指在同一材料里實現多種性能的共存或互補的高性能復合陶瓷，從廣義上來看，synergy陶瓷的概念與結構和功能一體化比較接近。日本名古屋工業技術研究所和日本驚喜陶瓷中心（JFCC）是開展synergy陶瓷開發的基地，并取得了重大研究成果，如兼有高

[8]強度（1400MPa）、高韌性（12MPa）和高熱傳導性（120W/mk）的強韌性Si3N4陶瓷。

還有很多新的領域如：陶瓷涂層、金屬-陶瓷、陶瓷膜材料、仿生層狀復合材料等各國均積極在研究，尋求新的突破。發展趨勢：

在各種新材料中, 新型陶瓷是近年來發展很快的一種, 其中功能陶瓷, 特別是電子功能陶瓷的發展速度快于結構陶瓷。目前研究與開發的重點已出現向結構陶瓷和復合陶瓷逐步轉移的趨勢, 預測以后, 這種轉移將有明顯增強。21 世紀將是一個以各種復合材料為主的時代。當前的研究工作主要是為下世紀的技術突破作準備。無論是氧化物陶瓷, 還是非氧化物陶瓷一, 都存在向小型化、薄膜化、集體化、高功能、多功能發展的趨勢。有逐步重視關鍵基礎技術研究的傾向,目的是實現陶瓷材料性能測試與評價技術的實用化。在材料體系中, 成分全新的新品種不多, 絕大多數是通過改換元素、添加元素和改善工藝等途徑來實現性能的最佳化。因此, 技術方面的更新不斷出現。由于陶瓷的制造需要系列專門技術, 各道生產工序都影響材料的最終性能, 因此近幾年國外公司有實行從原料準備到成品加工一體化生產的傾向

[7]5.結束語

新型陶瓷材料是當今科學技術發展的物質基礎，除了作為高強、耐磨、耐腐的結構陶瓷而廣泛應用，在微電子技術、激光技術、光電子技術、光纖技術、傳感技術、超導技術和空間技術的發展中也占有十分重要的地位。國防工業和軍用技術歷來是新材料、新技術的主要推動和應用者，在武器和軍用技術的發展上，新型陶瓷材料及一期為基礎的新技術具有舉足輕重的作用。新型陶瓷材料還是建立在發展新技術產業、改造傳統工業、節約能源和保護環境及提高我國國際競爭力所不可缺少的物質條件。隨著新世紀的到來和技術的不斷進步，會對新型陶瓷材料的性能提出更加苛刻的要求，我們必須不斷地開拓進取，在新型陶瓷材料制備技術、新的材料體系不斷創新，使其對人類社會的進步作出更大的貢獻。

參考文獻：

[1] 欽征騎等“ 新型陶瓷材料手冊” 江蘇科學技術出版社，1995 [2]朱紹文，賈志杰“ 功能材料” 功能材料編輯部，2000（2）119-120 [3]曾令可，王慧，張海文等。高性能陶瓷材料的發展現狀與展望。佛山陶瓷 [J]2002,63(6):1-7 [4]王濤。展望中國陶瓷軸承的發展方向及市場前景。江蘇陶瓷[J],2002,(4)[5]李敬峰，江灣菀。新型陶瓷材料在日本的應用和研究發展動向。新材料產業[J]2003.(2):22-28 [6]蘇毅，李國斌，黃祥云等。精細陶瓷的特性、應用及發展。云南冶金[J],1998,27(3):35-339 [7]楊輝，彭紅等。層狀復合材料陶瓷強化機制。現代技術陶瓷增刊[J].1998,506-509 [8] 李德寶.納米金屬陶瓷刀具在綠色制造中的應用[ J ].現代制造工程, 2003(12): 12.[9]C.Yamagi shi，K.Niihara:Ceramics Japan，35(2000)[10]Eichner K.Evaluation of binding of new ceramic materials on new noble metal alloys.Deutsche zahn?rztliche Zeitschrift, 1977, Vol.32(12), pp.955-8

第二篇：特種陶瓷的應用與發展

特種陶瓷的應用與發展

姓名 專業 學號

摘 要: 材料是人類生產和生活的物質基礎，是人類進步與人類文明的標志。目前，在新材料世界里，陶瓷材料已與金屬材料、有機材料并稱為現代三大材料。由于陶瓷材料具有高強度、高硬度、耐腐蝕、耐高溫等特征，使之成為新材料的發展中心，受到廣泛關注。本文簡要介紹了特種陶瓷的概念、種類、制作工藝、應用和發展。

關鍵詞: 特種陶瓷 應用 發展

前言 人類進入21世紀，信息、能源、材料被譽為科學的三大支柱。材料是人類生產和生活的物質基礎，是人類進步與人類文明的標志。隨著空間技術、光電技術、紅外技術、傳感技術、能源技術等新技術的出現、發展，要求材料必須有耐高溫、抗腐蝕、耐磨等優越的性能，才能在比較苛刻的環境中使用。傳統材料難以滿足要求，開發和有效利用高性能材料己經成為材料利學發展的必然趨勢。目前，在新材料世界里，陶瓷材料已與金屬材料、有機材料并稱為現代三大材料。由于陶瓷材料具有高強度、高硬度、耐腐蝕、耐高溫等特征，使之成為新材料的發展中心，受到廣泛關注。

1特種陶瓷的概念

特種陶瓷又叫精細陶瓷、先進陶瓷、現代陶瓷、高技術陶瓷或高性能陶瓷。高性能特種陶瓷在許多方而都突破了傳統陶瓷的概念和范疇，是陶瓷發展史上的一次革命性的變化。一般認為，特種陶瓷是“采用高度精選的原材料，具有精確控制的化學組成，按照便于控制的制造技術加工成的，便于進行結構設計，并具有優異特性的陶瓷”它的出現與現代工業和高技術密切相關。近20年來由于冶金、汽車、能源、生物、航天、通信等領域的發展對新材料的需要，陶瓷材料在國內外已經逐步形成了一個新興的產業。

2特種陶瓷和傳統陶瓷的區別

現在特種陶瓷在我們的日常生活中逐漸普遍,但與傳統材料相比, 特種陶瓷又有何特點呢? 2.1材料不同

傳統陶瓷以天然礦物，如粘土、石英和長石等不加處理直接使用；而現代陶瓷則使用經人工合成的高質量粉體作起始材料，突破了傳統陶瓷以粘土為主要原料的界線，代之以“高度精選的原料”。2.2結構不同

傳統陶瓷的組成由粘土的組成決定，由于原料的不同導致傳統陶瓷材料中化學組成的復雜多樣、雜質成分和雜質相較多而不易控制，顯微結構粗劣而不夠均勻，多氣孔；先進陶瓷的化學和相組成較簡單明晰，純度高，所以顯微結構一般均勻而細密。2.3制備工藝不同

傳統陶瓷用的礦物經混合可直接用于濕法成型，如泥料的塑性成型和漿料的注漿成型，材料的燒結溫度較低，一般為900℃-1400℃，燒成后一般不需加工；而先進陶瓷一般用高純度粉體添加有機添加劑才能適合于干法或濕法成型，材料的燒結溫度較高，根據材料不同從1200℃到2200℃，燒成后一般尚需加工。在制備工藝上突破了傳統陶瓷以爐窯為主要生產手段的界限，廣泛采用諸如真空燒結、保護氣氛燒結、熱壓、熱等靜壓等先進手段。

2.4性能不同

傳統陶瓷和先進陶瓷材料性能有極大的差異，不僅后者在性能上遠優于前者，而且特種陶瓷材料還發掘出傳統陶瓷材料所沒有的性能和用途。傳統陶瓷材料一般限于日用和建筑使用，而特種陶瓷具有優良的物理力學性能，高強、高硬、耐磨、耐腐蝕、耐高溫、抗熱震，而且在熱、光、聲、電、磁、化學、生物等方面具有卓越的功能，某些性能遠遠超過現代優質合金和高分子材料。因而登上新材料革命的主角地位，在工業領域，如石油、化工、鋼鐵、電子、紡織和汽車等行業，以及很多尖端技術領域如航天、核工業和軍事工業中有著廣泛的應用價值和潛力。

3特種陶瓷的分類

特種陶瓷的分類方法多種多樣，可根據其化學組成、所需特性和性能用途等進行分類。3.1按化學組成分類

特種陶瓷材料按化學組成可分為氧化物陶瓷、氮化物陶瓷、碳化物陶瓷等。此外，為了改善陶瓷的性能，有時要在陶瓷基體中添加各種纖維、晶須、超細微粒等，這樣就構成了多種陶瓷基復合材料。3.2按所需特性分類

根據所需的特性不同，特種陶瓷材料可作為機械材料、耐熱材料、化學材料、光學材料、電氣材料和生物醫學材料，在不同的領域得到廣泛的應用。3.3按性能用途分類

特種陶瓷根據性能及用途的不同可分為結構材料用陶瓷(主要是用于耐磨損、高強度、耐熱、耐熱沖擊、高剛性、低熱膨脹性和隔熱等結構陶瓷材料)和功能陶瓷(包括電磁功能、光電功能和生物—化學功能等陶瓷制品和材料，另外還有核陶瓷材料和其他功能材料等)兩大類。特種陶瓷的制作工藝

特種陶瓷的制作過程大致為：原料粉體的調整—成型—燒結—加工—成品

（1）精細陶瓷粉體的制備有機械法（滾動球磨、振動球磨、攪動球磨、氣流粉碎等）和合成法（固相合成法、液相合成法、氣相合成法）等（2）精細陶瓷的成型有注漿法、壓制法何和塑法等。（3）精細陶瓷的燒結是指生坯在高溫加熱時發生的一系列物理化學變化，并使生坯體積收縮，強度、密度增加，最終形成致密、堅硬的具有某種顯微結構燒結體的過程。

5特種陶瓷的應用

特種陶瓷由于擁有眾多優異性能，因而用途廣泛。

（1）耐熱性能優良的特種陶瓷可望作為超高溫材料用于原子能有關的高溫結構材料、高溫電極材料等；

（2）隔熱性優良的特種陶瓷可作為新的高溫隔熱材料，用于高溫加熱爐、熱處理爐、高溫反應容器、核反應堆等；

（3）導熱性優良的特種陶瓷極有希望用作內部裝有大規模集成電路和超大規模集成電路電子器件的散熱片；

（4）耐磨性優良的硬質特種陶瓷用途廣泛，目前的工作主要是集中在軸承、切削刀具方面；（5）高強度的陶瓷可用于燃氣輪機的燃燒器、葉片、渦輪、套管等；在加工機械上可用于機床身、軸承、燃燒噴嘴等。目前，這方面的工作開展得較多，許多國家如美國、日本、德國等都投入了大量的人力和物力；

（6）具有潤滑性的陶瓷如六方晶型氮化硼極為引人注目，目前國外正在加緊研究；（7）生物陶瓷方面目前正在進行將氧化鋁、磷石炭等用作人工牙齒、人工骨、人工關節等研究，這方面的應用引起人們極大關注；

（8）一些具有其他特殊用途的功能性新型陶瓷（如遠紅外陶瓷等）也已開始在工業及民用領域發揮其獨到的作用。

6今后特種陶瓷發展的重點

隨著利技的不斷發展，材料利學將快速前進，高性能陶瓷的應用范圍在不斷擴大，發展前景十分看好。展望未來，今后特種陶瓷發展的重點將是:（1）納米陶瓷材料，包括納米超細粉原料的制備；（2）高性能陶瓷的特殊生產工藝，包括成型,燒結等；（3）發動機及其它熱結構用陶瓷材料的研制；（4）功能陶瓷材料的小型化、多功能化；（5）生物陶瓷材料的開發與應用。

總結 隨著材料學的發展，陶瓷技術的發展，特種陶瓷的地位在逐步提高，在科技高度發達的今天，我們應在在現有優勢的基礎上，集中力量，將國際研究前沿和國家重大需求有效地結合起來，謀求長遠發展。同時，建立完善的研究開發體系，發揮團隊作用。先進陶瓷往往具有明確的應用前景和目標產品，因此，應建立起完整的研發體系，確保研究、開發和應用的連續性，利用好資源優勢，迎合國際國內市場。高性能陶瓷材料技術作為材料利學的高新技術，一直以來得到了迅速的發展，并取得了巨大的成功。可以相信：隨著利學技術的發展，高性能陶瓷技術的不斷開發、研究，此項技術一定能為人類新的文明做出卓越的貢獻。

參考文獻：

[1]百度百科：特種陶瓷，http://baike.baidu.com/view/283565.htm [2]周玉．陶瓷材料學．科學出版社，2004 [3]曹茂盛．李大勇．陶瓷材料導論．哈爾濱工程大學出版社，2005 [4]畢見強．特種陶瓷工藝與性能．哈爾濱工業大學出版社，2008

第三篇：新型陶瓷材料的應用與發展

新型陶瓷材料的應用與發展

摘要：本文首先簡單介紹了傳統陶瓷材料向現代新型陶瓷材料轉變的過程，新型陶瓷材料克服了傳統陶瓷本身內部的缺陷，故使其性能大大提高，擴大了應用領域。然后論述了新型陶瓷材料分為結構陶瓷和功能陶瓷，以及它們耐高溫、生物相容性能、電磁性、質量輕等特性及各自的應用領域，重點討論了新型陶瓷材料在航空航天、軍事、生物工程、電子工業等的應用，最后簡單說明了新型陶瓷材料的近況和發展趨勢。

關鍵字：新型陶瓷 材料 應用 發展

引言：在當今科技高度發展的工業社會,每一項工業化的成就都與材料科學、材料的制造及實際使用有著密不可分的關聯,它使得某些新的科學設想、構思及生產過程得以實現。離開了材料科學與材料工業,世界上的許多科學創造和發明都是難以實現或達到的。陶瓷材料是繼金屬材料,非金屬高分子材料之后人們所關注的無機非金屬材料中最重要的一種，因為它同時兼有金屬和高分子材料兩者的共同優點,此外在不斷的改性過程中,已使它的易碎裂的性能有了很大的改善。因此,它的應用領域和各類產品都有一個十分明顯的提高。

1.傳統陶瓷材料到新型陶瓷材料的演變

陶瓷一詞(Ceramics)來源于古希臘Keramos 一詞,意為地球之神。傳統的陶瓷材料含意很廣泛,它主要指鋁、硅的氮化物,碳化物,玻璃及硅酸鹽類。雖然傳統陶瓷具有一定的耐化學腐蝕特性和較高的電阻率、熔點高,可耐高溫,硬度高,耐磨損,化學穩定性高,不腐蝕等優點。但它也存在著塑料變形能力差,易發生脆性破壞和不易加工成型等缺點,這些原因大大地限制了在工業的應用范圍，特別是在機械工業上的應用。而在電器上的應用也主要局限在高壓電瓷瓶及其絕緣體部件等少數幾個方面。

為此人們開展對傳統的陶瓷材料進行改性研究和有關材料的人工合成開發,現代合成技術已經能夠通過物理蒸發濺射(Vapor processing)溶液法(Aqueous precipitation)溶膠—凝膠技術(Solgel-technology)及其它先進技術改造傳統陶瓷或人工合成極少缺陷的陶瓷材料,其中較為重要的有Si3N4 ,A12O3 等。合成的陶瓷材料與傳統陶瓷材料相比，它的性能大大提高,與其它材料相比,在同樣強度下這些材料具有良好的化學、熱、機械及摩擦學(tribology)特性。它質輕,可以耐高溫,硬度高,抗壓強度有時超過金屬及合金,具有較強的抗磨性和化學隋性、電及熱的絕緣性都相當好,特別是由于采用純凈材料,消除了缺陷(eliminate-defects), 它的易脆性(brittleness)得到了極大的改善,因此其應用,特在現代機械業的應用日益廣泛。目前巳有大量的新型陶瓷材料被用于工業高溫抗磨器件、機械基礎元器件,除此之外,電子及電信行業,生物醫療器件乃至于陶瓷記憶材料,超導陶瓷等應用都與新型陶瓷材料的研制與開發有關。

2.新型陶瓷材料特性與分類

新型陶瓷材料按照人們目前的習慣可分為兩大類，即結構陶瓷（Structural ceramics）（或工程陶瓷）和功能陶瓷（Functional ceramics），將具有機械功能、熱功能和部分化學功能的陶瓷列為結構陶瓷，而將具有電、光、磁、化學和生物體特性，且具有相互轉換功能的陶瓷列為功能陶瓷。隨著科學技術的發展，各種超為基數和符合技術的運用，材料性能和功能相互交叉滲透，確切分類已經逐漸模糊和淡化。根據現代科學技術發展的需要，通過對材料結構性能的設計，新型陶瓷材料的各種特性得到了充分的體現。

3.新型陶瓷的應用與發展

新型陶瓷是新型無機非金屬材料, 也稱先進陶瓷、高性能陶瓷、高技術陶瓷、精細陶瓷, 為什么能得到高速發展, 歸納起來有四方面原因：①具有優良的物理力學性能、高強、高硬、耐磨、耐腐蝕、耐高溫、抗熱震而且在熱、光、聲、電、磁、化學、生物等方面具有卓越的功能, 某些性能遠遠超過現代優質合金和高分子材料, 因而登上新材料革命的主角地位, 滿足現代科學技術和經濟建設的需要。② 其原料取于礦土或經合成而得, 蘊藏量十分豐富。③ 產品附加值相當高, 而且未來市場仍將持續擴展。④ 應用十分廣泛, 幾乎可以滲透到各行各業。3.1應用領域

功能陶瓷主要在絕緣、電磁、介電以經濟光學等方面得到廣泛應用；結構陶瓷除了耐低膨脹、耐磨、耐腐蝕外，還有重量輕、高彈性、低膨脹、電絕緣性等特性。因而在很多領域得到應用應該是以陶瓷燃氣輪機為代表的耐高溫陶瓷部件陶瓷廣泛用于道具及模具等耐磨零件，這方面的應用主要是利用陶瓷的高硬度、低磨耗性、低摩擦系數等特性。另一方面，陶瓷材料具有其他材料所沒有的高剛性、重量輕、耐蝕性等特性，從而被有效地應用在精密測量儀器和精密機床等上面。另外，因為陶瓷材料具有很好的化學穩定性和耐腐蝕性，在生物工程以及醫療等方面也得到廣泛的應用。下面將分幾方面來介紹新型陶瓷材料的應用領域。

1)航空航天材料:陶瓷基復合材料（Ceramic Matrix Composites）

當前耐高溫材料已經成為航天先進材料中的由此岸優先發展方向，材料在高溫下的應用對航天技術特別是固體火箭等領域具有極其重要的推動作用。隨著航空技術的發展氣體渦輪機燃燒室中燃氣的溫度要求越來越高，并更緊密地依賴于高溫材料的研究開發，而先進陶瓷及其陶瓷基復合材料具有耐高溫、耐磨損、耐腐蝕質量輕等優異性能，是最具有希望代替金屬材料用于熱端部件的候選材料[4]

。為此世界各國開展對陶瓷發動機的研究工作。美、歐、日等越來越多的人體渦輪機設計者們開始用陶瓷基復合材料來制作旋轉件和固定件。當前對高溫結構陶瓷的研究主要集中于Sic、Si3N4、Al2O3和ZrO2等，尤其以Si3N4高溫結構陶瓷最引人注目。這類陶瓷的綜合性能較突出，它們有良好的高溫強度，已經在航空渦輪發動機等方面得到了應用，非常適用于制作航天發動機渦輪轉子葉片等高溫受力部件。

2)陶瓷軸承（Ceramic Bearing）

陶瓷軸承作為一種重要的機械基礎件，由于具有金屬軸承所無法比擬的優異性能，近十多年來，在國計民生的各個領域得到日益廣泛的應用。在航空航天、核工業、高速機床等高溫、高速、耐腐蝕、真空、無磁、無摩擦的特殊環境下，陶瓷軸承的作用正在被人們逐漸地認識。陶瓷軸承突出的效果是大幅度地提高了軸承的使用壽命和極限速度，為發展高速和超高速、高精密機床提供了基礎零部件[4]

。除此以外，在高溫、腐蝕、絕緣、真空等行業的應用也已經取得了良好的效果，可在高溫、強酸、強堿等一些高腐蝕性介質中長期穩定地工作。近來，與半導體制造裝置和計算機的CD-ROM及其硬盤與信息工業相關的陶瓷軸承需求量不斷增加。當今世界上著名的軸承企業無一不在開發、生產陶瓷軸承，而產品質量的高低，已成為衡量其企業實力的一個重要標志。

3)生物工程領域：生物陶瓷（Biological Ceramic Material）

由于生物陶瓷材料的無毒、無害，具有良好的生物活性和生物相溶性，且硬度高，楊氏模量與人體骨相近，故可作為骨骼、牙床、心臟瓣膜等的修補材料或替代材料使用。生物陶瓷材料又分生物性惰性陶瓷材料和生物性活性陶瓷材料。

生物性惰性陶瓷材料：如多晶氧化鋁具有耐腐蝕、耐磨、熱膨脹系數小等特點，且可通過高溫消毒，常用于大塊或小塊骨的修補或承重骨的缺損修復。單晶氧化鋁，除具有多晶氧化鋁特性外，還具有生物相溶性好的特點，常用于制成人工骨螺釘，強度比金屬材料制成的工骨螺釘更高。同時氧化鋁單晶可以加工成各種尺寸小、強度大的牙根，它與人體蛋白質有良好的親合性能，結合力強。因此有利于牙齦粘膜材料的附著。

生物性活性陶瓷材料：將含磷酸和鈣的活性玻璃，置入生物體內，使之與生物體內的液體發生反應，然后有生物組織成長起骨原纖維組織，在生物玻璃表面與生物組織之間形成結合層。羥基磷灰石，它具有與人體硬組織（骨和牙）的無機質相同的物質組成，可用于牙槽、骨缺損、腦外科修補、填充等[2]。

4)軍事應用：特種陶瓷（Special Ceramics）

軍事應用中的特種陶瓷主要指的是氧化鋁和碳化硼。在現代軍事中，無論是海陸空或其他兵種的現代武器中，都有用特種陶瓷制成的部件。如B4C陶瓷可作為飛機、車輛和人員的防彈裝甲，用比例纖維和B4C復合材料制成的0.6cm厚的B4C內襯可阻擋小口徑的裝甲彈的穿透作用[6]

。另外，宇宙飛船外壁的陶瓷隔熱瓦即為玻璃纖維復合材料，具有輕質、耐熱、耐沖擊、低熱導等優良性能，是理想的軍用隔熱材料。特種陶瓷實在導彈控制系統中也有用途，在雷達天線上加裝一個氣動天線罩，可協調機械、熱力、電氣系統、的功能，保證導彈正常運行。還有，火箭上需要的特殊高溫材料，很多也是用金屬陶瓷制成的。美國對國防用嵌入式輕質陶瓷裝甲的需求近幾年有了很大的增長，9.11事件后，配合全世界的反恐怖主義活動，防彈服的需求成倍增長。

5)電子工業領域：氮化鋁陶瓷（Aluminum Nitride Ceramic即AIN)

氮化鋁具有良好的高溫抗蝕性，它對許多金屬表現良好的抗蝕力，可與鋁、銅、鎳、鉬、鎢以及許多鐵質合金和超合金在高溫下共存，也能在某些化合物，如砷化鎵的融鹽中穩定存在。它可以應用到電子工業方面，做基片材料，AIN的導熱率是Al2O3的5-10 倍，更適合大規模集成電路要求[6]

。AIN 陶瓷的綜合性能良好，非常適用于電子工業。同時氮化鋁陶瓷材料在高溫耐蝕和復合材料方面也有很好的應用。

在高溫耐蝕方面的應用：AIN陶瓷具有良好的高溫耐蝕性，它能與許多金屬在高溫下共存。因此是優良的坩堝材料，也可用作腐蝕性物質的容器和處理器。

在復合材料方面的應用：可以通過復合相陶瓷的途徑，拓展它在其它方面的應用。如：加入TICP、SICP顆粒和SICW晶須以提高其強度和韌性。

4.新型陶瓷材料研究近況和發展趨勢

現代各國不僅在新型陶瓷的應用方面取得了一定的成就，但同時也不斷大力地開展新陶瓷的研究和開發，下面列舉的幾個方面是近年來比較著名的研究領域：

4.1納米復合陶瓷（Nanocomposite Ceramics）

Al2O3-Sic納米復合陶瓷的抗彎強度比三氧化二鋁單體提高近三倍。納米復合材料不僅在常溫下具有很高的強度，其高溫強度性能也明顯提高。近來，雙向納米復合陶瓷和納米壓電復合陶瓷是引人注目的新方向[8]。

4.2梯度功能材料（Functionally Graded Material，FGM）

梯度功能材料它不同于傳統的復合材料，其成分或結構在材料的一面向另一面逐漸變化。FGM材料的就開發哦在研究和開發熱障涂層材料為主的高溫耐熱材料、刀具材料、熱點轉換材料等方面取得了進展，在FGM研發工藝中等離子體噴射法（Plasma Spraying）、氣象沉積法（CVD）、粉末冶金法（PM）具有較明顯的優勢，得到廣泛的利用。

4.3 synergy 陶瓷

synergy陶瓷是指在同一材料里實現多種性能的共存或互補的高性能復合陶瓷，從廣義上來看，synergy陶瓷的概念與結構和功能一體化比較接近。日本名古屋工業技術研究所和日本驚喜陶瓷中心（JFCC）是開展synergy陶瓷開發的基地，并取得了重大研究成果，如兼有高強度（1400MPa）、高韌性（12MPa）和高熱傳導性（120W/mk）的強韌性Si[7]

3N4陶瓷。

還有很多新的領域如：陶瓷涂層、金屬-陶瓷、陶瓷膜材料、仿生層狀復合材料等各國均積極在研究，尋求新的突破。

發展趨勢： 在各種新材料中, 新型陶瓷是近年來發展很快的一種, 其中功能陶瓷, 特別是電子功能陶瓷的發展速度快于結構陶瓷。目前研究與開發的重點已出現向結構陶瓷和復合陶瓷逐步轉移的趨勢, 預測以后, 這種轉移將有明顯增強。21 世紀將是一個以各種復合材料為主的時代。當前的研究工作主要是為下世紀的技術突破作準備。無論是氧化物陶瓷, 還是非氧化物陶瓷一, 都存在向小型化、薄膜化、集體化、高功能、多功能發展的趨勢。有逐步重視關鍵基礎技術研究的傾向,目的是實現陶瓷材料性能測試與評價技術的實用化。在材料體系中, 成分全新的新品種不多, 絕大多數是通過改換元素、添加元素和改善工藝等途徑來實現性能的最佳化。因此, 技術方面的更新不斷出現。由于陶瓷的制造需要系列專門技術, 各道生產工序都影響材料的最終性能, 因此近幾年國外公司有實行從原料準備到成品加工一體化生產的傾向

5.結束語

新型陶瓷材料是當今科學技術發展的物質基礎，除了作為高強、耐磨、耐腐的結構陶瓷而廣泛應用，在微電子技術、激光技術、光電子技術、光纖技術、傳感技術、超導技術和空間技術的發展中也占有十分重要的地位。國防工業和軍用技術歷來是新材料、新技術的主要推動和應用者，在武器和軍用技術的發展上，新型陶瓷材料及一期為基礎的新技術具有舉足輕重的作用。新型陶瓷材料還是建立在發展新技術產業、改造傳統工業、節約能源和保護環境及提高我國國際競爭力所不可缺少的物質條件。隨著新世紀的到來和技術的不斷進步，會對新型陶瓷材料的性能提出更加苛刻的要求，我們必須不斷地開拓進取，在新型陶瓷材料制備技術、新的材料體系不斷創新，使其對人類社會的進步作出更大的貢獻。

第四篇：新型建筑材料的發展和應用

新型建筑材料的發展和應用

內容摘要

隨著經濟的發展和人民生活水平的提高,新型建筑材料的應用相當廣泛,大至國家體育館,小到民用住宅。本論文首先概述了新型建筑材料對于當今社會的意義,發展新型節能建材的意義,其次分類闡述了新型建筑材料行業的種類和現狀,介紹了新型墻體材料、保溫隔熱材料、防水密封材料、裝飾裝修材料等與傳統建筑材料的區別之處,闡述了新型建材的實際應用以及未來的發展趨勢。

關鍵詞 新型材料 發展及應用 應用及建議

一、概述

用可持續發展的產業代替傳統產業,解決資源和能源短缺、水源危機、生態破壞和環境污染等一系列問題。在這種大環境的影響下,新型建筑材料應用而出,層出不窮。而新型建筑材料不同于傳統的建筑材料,最大的優點就是可持續發展的綠色產業。是基于傳統建材磚瓦、灰砂石等卻又不同于傳統建材的建筑材料新品種,所包括的品種和門類很多。

新型建材擁有材質輕、強度高、節能、保溫、節土、裝飾等特殊特性。采用新型建材不但使房屋功能大大改善,還可以使建筑物內外更具現代氣息,滿足人們的審美要求,根據不同的功能,有的新型建材可以顯著減輕建筑物自重,為推廣輕型建筑結構創造了條件,有的新型建筑材料可以減少施工成本,作為節能首選。新型建筑材料推動了建筑施工技術現代化,大大加快了建房速度。

新型建材的性能和功用各不相同,生產新型建材產品的原材料及工藝方法也各不相同。就其發展情況而言,有的品種重在樣式,樣式種類層出不窮,如裝飾裝修材料,有的品種重在功能,如保溫材料,有的則通過深加工衍生出多個品種,如新型建筑板材等。

二、幾種新型建筑材料的發展及應用

2．１ 新型墻體材料

我國新型墻體 材料發展較快，新型墻體材料品種較多，主要包括磚、塊、板，如粘土空心磚、摻廢料的粘土磚、非粘土磚、建筑砌塊、加氣混凝土、輕質板材，復合板材等。墻體材料的生產工藝采用現代技術，并將鋼鐵的耐磨技術移植到墻材生產設備中；生產向大規模、集約型方向發展；生產方法自動化程度更高，普遍采用電腦控制生產全過程。

要想新型墻體 材料占墻材總量的比例上升，重點是建設上 檔次、上水平、上規模的主導產品生產線。空心磚重點發展利用 廢渣的摻加量、高空洞率、高保溫性能、高弧度的承重多孔磚、外墻飾面的清水墻磚混凝土砌塊，重點發展雙排孔或多排孔的 保溫承重砌塊、外墻飾面砌塊。重點發展機械化擠壓式生產的 輕質多孔條板、外墻復合保溫或帶飾面的裝配式板材，并配合 建設部門推廣應用輕鋼結構體系，發展各種裝配式條板。

2．２防水密封材料 防水材料是建筑業及其它有關行業所需要的重要功能材料，是建筑材料工業的一個重要組成部分。隨著高層建筑的快速發展，對防水材料提出了高質量的防水密封要求。防水材料已擺脫了紙胎油氈一統天下的落后局面，目前擁有包括瀝青油氈（含改性瀝青油氈）、合成高分子防水卷材、建筑防水涂料、密封材料、堵漏和剛性防水材料等五大類產品。１９９５年新型防水卷材產量４２００萬平方米，約占防水卷材產量的５％，我國防水材料基本上形成了品種門類齊全，產品規格、檔 次配套、工藝裝備開發已初具規模的防水材料工業體系，國外 有的品種我們基本都有。

2．３高分子化學建材

國外高分子化學建材發展迅猛，發達國家化學建材產值已 超過水泥。隨著現代高層建筑的興起，對建筑涂料的耐候性要求越來越高，高耐候性涂料樹脂的研究開發成為當今世界尤其是發達國家涂料研究的活躍領域。目前，最活躍的領域是含氟樹脂和有機硅改性樹脂的研究。建筑防水密封材料在國外競爭激烈，產品更新快，向高分子樹脂和高分子改性瀝青為基料的方向發展；瀝青油氈胎基向玻纖胎基、化纖胎基或樹脂薄膜胎基方向發展；屋面防水構造由多層向單層、雙層方向發展；施工技術由熱熔粘結向常溫、自粘、機械固定等方向發展。

2．４保溫隔熱材料

國外礦棉和玻璃棉在建筑節能領域的應用率超過５０％；泡沫塑料超過４０％；硅酸鈣和膨脹珍珠巖為５％左右。礦棉及其制品使用先進的擺錘技術。玻璃棉及其制品生產工藝采用一窯多線、一線多頭、一頭單一產品，提高了生產效率。廢水、廢物回收處理，循環使用，達到零排放，采用碎玻璃作為主要原料。泡沫塑料制品在建筑和工業保溫領域應用以聚氨酯泡沫塑料和聚苯乙烯泡沫塑料為主。產品向輕質化、高強度、更長使用年限和更低的導熱系數發展。

墻體是房屋建筑圍護結果中的主要組成部分，也是室內外 熱量交換的主要途徑。所以研制高效保溫墻體材料、設計合理的墻體結構形式是節能減耗的關鍵。節能墻體按其材料及組成方式可分單一材料節能墻體、復合節能墻體和采用新型節能復合墻板。單一材料節能墻體采用空心粘土磚、加氣混凝土氣塊、普通混凝土氣塊以及以粉煤灰、煤矸石、浮石等混凝土空心小 砌塊等砌體材料，采用保溫砂漿作為砌體膠凝材料。復合節能 墻體是由保溫隔熱材料與傳統的如實心粘土磚、混凝土等墻體 材料或空心磚、空心砌塊等新型墻體材料復合而成的墻體。而 新型節能復合墻板目前主要品種有：鋼絲網巖棉夾芯復合板（簡稱ＧＹ板）；ＧＲＣ夾芯復合板；鋼板巖棉夾芯復合板；硅鈣板、保溫層、石膏板復合板材等等。2．５復合材料

以納米材料改性塑料，可使塑料的聚集態及結晶形態發生改變，從而使之具有新的性能，在克服傳統材料剛性與韌性難以相容這一矛盾的同時，大大提高了材料的綜合性能。總體上看，復合材料就是將現有的植物、礦物及塑料等材料有機結合，使之展現出更優異的理化性能。在建筑和公共設施領域中廣泛應用。如陰井蓋、纖維增強樹脂筋，混凝土結構修補材料、透明天棚、建筑模板等。復合材料將向著價廉、適用、耐久、成型方便、投資少、材料本身兼容性好、工藝合理，并能盡可能回收利 用，以減少環境壓力的方向發展。

2．６新型建筑裝飾材料

隨著社會經濟發展水平、人民生活水平的提高和居住條件改善，人們越來越追求舒適、美觀、清潔的居住環境。從而對建筑裝飾裝修材料、景觀材料的品種、質量要求愈高。在不斷地探索和研究中，一大批具有良好裝飾性、高效保溫性、節能性、健康性的裝飾材料應運而生：如利用透明玻璃與塑料進行組合，能抑制對流傳熱的透明隔熱材料，隨溫度改變顏色的新型涂料，自動調節室內濕度的新型墻體材料等。我國建筑裝飾裝修材料的發展，雖然起步較晚，但起點較高，１９９５年我國裝飾裝修材料年產值約為４００億元。１９９１～１９９５ 年，我國裝飾裝修材料年遞增速度３０％。１９９６年主要產品產量為：壁紙、墻布２．１億平方米，塑料地板３６００萬平方米，建筑涂料６５萬噸，塑料管道９萬噸，塑料門窗近１０００萬平方米，化纖地毯４５０萬平方米。目前三星級的賓館裝飾裝修基本做到自已生產，四至五星級賓館的裝飾裝修有３０％～４０％可以做到自給。將來建筑裝飾材料應重點發展丙烯酸類乳膠、高檔發展內外墻涂料、復合仿木地板等一些適銷對路產品，朝著功能化、高檔化、無害化方向發展，做到新穎、美觀、實用、方便。

三、新型建材的應用及建議

隨著經濟的發展和人民生活水平的提高，新型建筑材料的 應用相當廣泛，大至國家體育館，小到民用住宅。為此，對新型 建材提出一些建議：

（１）結合各地的實際情況，選擇一批有基礎的城市和有實力的新型建材及制品生產企業進行重點發展，使之形成生產規 模大、配套能力強的大型建材及制品企業集團和生產基地。結合住宅產業化試點工作，在北京、上海、天津等一批城市發展新 型建材及制品，使之形成各具特色，具有自己的主導產品和合理的產品結構，有一定規模和配套能力的新材料基地，對全國其他大中城市起到示范作用。

（２）結合不同地區、不同建筑類型，以新型墻體材料為重點，瞄準有市場前景的新產品、新技術，盡可能少用天然資源，降低能耗并大量使用廢棄物作原料；盡量采用不污染環境的生產技術；盡量做到產品不僅不損害人體健康，而應有利于人體健康；加強多功能、社會效益好的產品開發。

參考文獻

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[2]任培明．淺述國內新型建筑材料的發展現狀『Ｊ］．國外建材科 技，２００４

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第五篇：淺談新型建筑材料的發展及應用

摘要:隨著社會經濟與科學技術的不斷發展，人民的生活水平快速提高，因此對許多消費性應用材料要求越來越高，特別是對建筑材料的要求更為突出，新型建筑材料品種眾多，形式各異，引領著現代建筑技術創新潮流的發展和改善。新型建筑材料集經濟實用、時尚環保為一體，充分滿足廣大人們群眾的建筑裝飾審美要求。在城市化進程快速發展的大背景下新型建筑材料愈發顯示出與時俱進的優勢，相比傳統的建材，大大提高了建筑的速度，實現輕型建筑，減少了建筑物不必要的重荷，充分體現了現代建筑的高科技、低成本理念。

隨著時代的不斷發展，新型建筑材料應運而生并在技術上不斷創新，主要的新型建筑材料有：新型墻體材料、保溫隔熱材料、防水密封材料以及裝飾裝修材料等。本文主要針對新型建筑材料的發展進行全面的綜述分析，并針對各種新型建筑材料進行應用及發展改善分析，進而全方位結合市場需求以及新型建筑材料的技術創新發展對新型建筑材料的未來發展趨勢進行多維度評析。關鍵詞：新型建筑材料；發展；應用；研究； 第一章 緒論 1．研究背景和意義 1.1論文的研究背景

隨著社會經濟發展水平、人民生活水平的提高和居住條件改善，人們越來越追求舒適、美觀、清潔的居住環境。從而對建筑裝飾裝修材料、景觀材料的品種、質量要求愈高。在不斷地探索和研究中，一大批具有良好裝飾性、高效保溫性、節能性、健經營權的企業利用代理特權坐收代理費大開方便之門。

新型建筑材料是在傳統建筑材料基礎上產生的新一代建筑材料，主要包括新型墻體材料、保溫隔熱材料、防水密封材料和裝飾裝修材料。我國新型建材工業是伴隨著改革開放的不斷深入而發展起來的，從l979-l998年是我國新型建材發展的重要歷史時期。經過20年的發展，我國新型建材工業基本完成了從無到有、從小到大的發展過程，在全國范圍內形成了一個新興的行業，成為建材工業中重要產品門類和新的經濟增長點。經濟建設的迅速發展和人民生活水平的不斷提高，給新型建材的發展提供了良好的機遇和廣闊的市場。目前，全國新型建材企業星羅棋布，在市場需求的帶動下，已經形成了全國范圍的建材流通網；大部分國外產品我國已能生產，三星賓館所需的新型建筑材料國內已能自給；不同檔次、不同花色品種裝飾裝修材料的發展，為改善我國城鄉人民居住條件、改變城市面貌提供了材料保證。我國已形成了新型建材科研、設計、教育、生產、施工、流通的專業隊伍。但是，一種現代新型的建筑材料應該具備怎樣的特性才能讓人們感覺更舒適，才能適合時代的要求呢?只有充分考慮了以下這些因素才能讓新型材料得到有效發展。1.2論文的研究意義

建筑材料是一切建筑工程的物質基礎，建筑材料工業是國民經濟的重要基礎工業之一，它用量大，經濟性強，直接影響工程的總造價。一般住宅類建筑工程的材料費用約占到總造價的50%~60%，要想順利發展建筑業，研究并使用節約能源的新型建材有其獨到的經濟意義。新型建材功能多樣化、科技含量高、發展推廣速度快、與環境協調性強，日益得到社會各界的重視，再結合市場和社會需求逐步增多，各類新型建材都呈現出良好迅猛的發展勢態，在將來會有越來越多的新型建材被研發和使用，為我國國民經濟的高速發展增添新動力。2．研究方法和思路

1）采用文獻研究法根據新型建筑材料的發展及應用方向進行研究目，通過調查最新有關新型建筑材料方面的文獻來獲得資料，從而全面地、正確地了解掌握新型建筑材料的發展狀況，有效地為文章提供依據。2）采用定量分析法，通過定量分析法進一步深入研究新型建筑材料的具體實際，精確化地揭示新型建筑材料的發展規律，把握其發展內部本質，綜合預測新型建筑材料的發展趨勢。3．新型建筑材料概況

新型建筑材料是在傳統建筑材料基礎上產生的新一代建筑材料，主要包括新型墻體材料、保溫隔熱材料、防水密封材料和裝飾裝修材料。我國新型建材工業是伴隨著改革開放的不斷深入而發展起來的，從1979年到2008年是我國新型建材發展的重要歷史時期。經過30年的發展，我國新型建材工業基本完成了從無到有、從小到大的發展過程，在全國范圍內形成了一個新興的行業，成為建材工業中重要產品門類和新的經濟增長點。經濟建設的迅速發展和人民生活水平的不斷提高，給新型建材的發展提供了良好的機遇和廣闊的市場。目前，全國新型建材企業星羅棋布，在市場需求的帶動下，已經形成了全國范圍的新型建材流通網；大部分國外產品我國已能生產，星級賓館所需的新型建筑材料國內已能自給；不同檔次、不同花色品種裝飾裝修材料的發展，為改善我國城鄉人民居住條件、改變城市面貌提供了材料保證。我國已經形成了新型建材科研、設計、教育、生產、施工、流通的專業隊伍。3.1新型建材行業發展重點

新型建材將成為中國第十五計劃期間，新型墻體材料占墻體總量的比例將由“十五”末期的25％增長至35％。重點是建設上檔次、上水平、規模的主導產品生產線。空心磚重點發展利用廢渣的摻加量、高空洞率、高保溫性能、高強度的承重多孔磚、外墻飾面的清水墻磚；混凝土砌塊重點發展雙排孔或多排孔的保溫承重砌塊、外墻飾面砌塊，重點發展機械化(擠壓式)生產的輕質多孔條板、孔墻復合保溫或帶飾面的裝配式板材，并配合建設部門推廣應用輕鋼結構體系，發展各種裝配式條板，朝著功能化、高檔化、無害化方向發展，做到新穎、美觀、實用、方便。

3.2新型建筑材料概述

新型建筑材料及其制品工業是建立在技術進步、保護環境和資源綜合利用基礎上的新興產業。一般來說，新型建筑材料應具有以下特點：

1）復合化。隨著現代科學技術的發展，人們對材料的要求越來越高，單一材料往往難以滿足要求。因此，利用符合技術制備的復合材料應運而生。所為復合技術是將有機與有機。有機與無機、無機與無機材料，在一定條件下，按適當的比例復合。然后，經過一定的工藝條件有效地將集中材料的優良性能結合起來，從而得到性能優良的復合材料。據專家預測，21世紀復合材料的比例將達到50%以上。

2）多功能化。隨著人民生活水平的提高和建筑技術的發展，對材料功能的要求將越來越高，要求新型材料從單一功能向多功能方向發展。即要求材料不僅要滿足一般的使用要求，還要求兼具呼吸、電磁屏蔽、防菌、滅菌、抗靜電、防射線、防水、防霉、防火、自潔、智能等功能。

3）節能化、綠色化。隨著我國墻體材料革新和建筑節能力度的逐步加大，建筑保溫、防水、裝飾裝修標準的提高及居住條件的改善，對新型建筑材料的需求不僅僅是數量的增加，更重要的是質量的提高，即參評質量與檔次的提高及產品的更新換代。隨著人們生活水平和文化素質的提高以及自我保護意識的增強，人們對材料功能的要求日益提高，要求材料不但具有良好的使用功能，還要求材料無毒、對人體健康無害、對環境不會產生不良影響，即新型建筑材料應是所謂的“生態建筑材料”或“綠色建筑材料”。

4）輕質高強化。輕質主要是指材料多孔、體積密度小。如空心磚、加氣混凝土砌塊輕質材料的使用，可大大減輕建筑物的自重，滿足建筑向空間發展的要求。高強主要是指材料的強度不小于60mpa。高強材料在承重結構中的應用，可以減小材料截面面積提高建筑物的穩定性及靈活性。

5）工業化生產。工業化生產主要是指應用先進施工技術，采用工業化生產方式，產品規范化、系列化。這樣，材料才能具有巨大市場潛力和良好發展情景，如涂料、防水卷材、塑料地板等建筑材料的生產。1．新型建筑材料產品技術更新預測

建筑材料也有向細微發展的趨勢,隨著納米技術和納米材料的進一步發展和研究,國外和國內利用納米材料研究開發和應用的建筑材料,目前主要是納米tio2光催化生態建材。包括空氣凈化建材、抗菌滅菌建材、除臭和表面自潔建材等。隨著人類智能化的發展,智能化材料也被人們重視和研發。所謂智能化材料,即材料本身具有自我診斷和預告破壞、自我調節和自我修復的功能,以及可重復利用性。這類材料當內部發生某種異常變化時,能將材料的內部狀況,例如位移、變形、開裂等情況反映出來, 以便在破壞前采取有效措施；同時,智能化材料能夠根據內部的承載能力及外部作用情況進行自我調整,例如吸濕、放濕材料,可根據環境的濕度自動吸收或放出水分,能保持環境濕度平衡；自動調光玻璃,根據外部光線的強弱,調整進光量,滿足室內的采光和健康性要求。智能化材料還具有類似于生物的自我生長、新陳代謝的功能,對破壞或受到傷害的部位進行自我修復。當建筑物解體的時候,材料本身還可重復使用,減少建筑垃圾。這類材料的研究開發目前處于起步階段,關于自我診斷、預告破壞和自我調節等功能已有初步成果。2．新型建筑材料發展重點及發展方向

生態建筑材料也在研究之中,生態建筑材料的概念來自于生態環境材料。生態環境材料的主要特征是節約資源和能源；減少環境污染,避免溫室效應與臭氧層的破壞；容易回收和循環利用。作為生態環境材料一個重要分支,按其含義生態建筑材料應指在材料的生產、使用、廢棄和再生循環過程中以與生態環境相協調,滿足最少資源和能源消耗,最小或無環境污染,最佳使用性能,最高循環再利用率要求設計生產的建筑材料。

為了實現可持續發展的目標，將建筑材料對環境造成的負荷控制在最小限度之內，需要開發研究環保型建筑材料。例如利用工業廢料(粉煤灰、礦渣、煤矸石等)可生產水泥、砌塊等材料；利用廢棄的泡沫塑料生產保溫墻體板材；利用廢棄的玻璃生產貼面材料等：既可以減少固體廢渣的堆存量，減輕環境污染，又可節省自然界中的原材料，對環保和地球資源的保護具有積極的作用。免燒水泥可以節省水泥生產所消耗的能量。高流態、自密實免振混凝土、在施工中不需振搗，既可節省施工能耗，又能減輕噪音。建筑材料也有向細微發展的趨勢，隨著納密技術和納米材料的進一步發展和研究，國外和國內利用納米材料研究開發和應用的建筑材料，目前主要是納米tio：光催化生態建材。利用納米的氧化分解能力和超薪水作用可制成改善生活環境，提高人們生活質量的生態建筑材料，包括空氣凈化建材、抗菌滅菌建材、除臭和表面自潔建材等。3．拓寬新型建筑材料的應用領域預測

新型建材讓建筑實現自我控溫發明了一種新型建筑材料，給它設定一個溫度后放到建筑物里，建筑物就能自我調節、保持室內溫度適宜。

這種材料叫導熱變相材料，它的廣泛運用將至少減少建筑物1/3的能量消耗，對于節能環保意義重大。這種新型建筑材料是寧波諾丁漢大學可持續能源技術研究中心主任喬大寬教授、副研究員蘇偉光以及博士生周彤宇共同研發的。目前，該建筑材料已在國內申請專利，預計結果將于近期揭曉，在其他國家的專利申請工作也正在籌備之中。

第四章 擴大新型建筑材料發展的對策與建議 1．樹立特色新型建材，重點推廣

結合各地的實際情況，選擇一批有基礎的城市和有實力的新型建材及制品生產企業集團和基地進行重點發展，使之形成生產規模大、配套能力全的大型新型建材及制品企業集團和生產基地。結合住宅產業化試點工作，抓好北京、上海、天津等大城市發展新型建材及制品，使之形成各具特色，具有自己的主導產品和合理的產品結構、有一定規模和配套能力的新材料基地，對全國其他大中城市起到示范作用。