新型陶瓷材料的应用与发展（本站推荐）

第一篇：新型陶瓷材料的应用与发展（本站推荐）

新型陶瓷材料的应用与发展

姓名： 穆会平 班级： 1001班

专业： 环境科学 学号： 20101887

新型陶瓷材料的应用与发展

摘要：本文首先简单介绍了传统陶瓷材料向现代新型陶瓷材料转变的过程，新型陶瓷材料克服了传统陶瓷本身内部的缺陷，故使其性能大大提高，扩大了应用领域。然后论述了新型陶瓷材料分为结构陶瓷和功能陶瓷，以及它们耐高温、生物相容性能、电磁性、质量轻等特性及各自的应用领域，重点讨论了新型陶瓷材料在航空航天、军事、生物工程、电子工业等的应用，最后简单说明了新型陶瓷材料的近况和发展趋势。

关键字：新型陶瓷 材料 应用 发展

引言：在当今科技高度发展的工业社会,每一项工业化的成就都与材料科学、材料的制造及实际使用有着密不可分的关联,它使得某些新的科学设想、构思及生产过程得以实现。离开了材料科学与材料工业,世界上的许多科学创造和发明都是难以实现或达到的。陶瓷材料是继金属材料,非金属高分子材料之后人们所关注的无机非金属材料中最重要的一种，因为它同时兼有金属和高分子材料两者的共同优点,此外在不断的改性过程中,已使它的易碎裂的性能有了很大的改善。因此,它的应用领域和各类产品都有一个十分明显的提高。

1.传统陶瓷材料到新型陶瓷材料的演变

陶瓷一词(Ceramics)来源于古希腊Keramos 一词,意为地球之神。传统的陶瓷材料含意很广泛,它主要指铝、硅的氮化物,碳化物,玻璃及硅酸盐类。虽然传统陶瓷具有一定的耐化学腐蚀特性和较高的电阻率、熔点高,可耐高温,硬度高,耐磨损,化学稳定性高,不腐蚀等优点。但它也存在着塑料变形能力差,易发生脆性破坏和不易加工成型等缺点,这些原因大大地限制了在工业的应用范围，特别是在机械工业上的应用。而在电器上的应用也主要局限在高压电瓷瓶及其绝缘体部件等少数几个方面。

为此人们开展对传统的陶瓷材料进行改性研究和有关材料的人工合成开发,现代合成技术已经能够通过物理蒸发溅射(Vapor processing)溶液法(Aqueous precipitation)溶胶—凝胶技术(Solgel-technology)及其它先进技术改造传统陶瓷或人工合成极少缺陷的陶瓷材料,其中较为重要的有Si3N4 ,A12O3 等。合成的陶瓷材料与传统陶瓷材料相比，它的性能大大提高,与其它材料相比,在同样强度下这些材料具有良好的化学、热、机械及摩擦学(tribology)特性。它质轻,可以耐高温,硬度高,抗压强度有时超过金属及合金,具有较强的抗磨性和化学隋性、电及热的绝缘性都相当好,特别是由于采用纯净材料,消除了缺陷(eliminate-defects), 它的易脆性(brittleness)得到了极大的改善,因此其应用,特在现代机械业的应用日益广泛。目前巳有大量的新型陶瓷材料被用于工业高温抗磨器件、机械基础元器件,除此之外,电子及电信行业,生物医疗器件乃至于陶瓷记忆材料,超导陶瓷等应用都与新型陶瓷材料的研制与开发有关。

2.新型陶瓷材料特性与分类

新型陶瓷材料按照人们目前的习惯可分为两大类，即结构陶瓷（Structural ceramics）（或工程陶瓷）和功能陶瓷（Functional ceramics），将具有机械功能、热功能和部分化学功能的陶瓷列为结构陶瓷，而将具有电、光、磁、化学和生物体特性，且具有相互转换功能的陶瓷列为功能陶瓷。随着科学技术的发展，各种超为基数和符合技术的运用，材料性能和功能相互交叉渗透，确切分类已经逐渐模糊和淡化。根据现代科学技术发展的需要，通过对材料结构性能的设计，新型陶瓷材料的各种特性得到了充分的体现。表1 列出来目前被人们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

分类

功能陶瓷 领域 电子陶瓷

光电陶瓷 光陶瓷 磁性陶瓷 生物陶瓷 化学陶瓷

特性

高绝缘性、铁电介电性、压电性、热电性、电子放射性、半导性、传感型、离子电导性

荧光性、偏振光性、光电性

透光性、光反射性、反射红外性、导光性 软磁性、硬磁性 骨亲和性、生物相融性 载体性、催化性、化学吸附性

结构陶瓷 热学功能 机械功能

传热性、绝热性、耐高温性、耐腐蚀性

耐磨性、高强度性、超硬性、润滑性、非膨胀性、收缩性

[1]3.新型陶瓷的应用与发展

新型陶瓷是新型无机非金属材料, 也称先进陶瓷、高性能陶瓷、高技术陶瓷、精细陶瓷, 为什么能得到高速发展, 归纳起来有四方面原因：①具有优良的物理力学性能、高强、高硬、耐磨、耐腐蚀、耐高温、抗热震而且在热、光、声、电、磁、化学、生物等方面具有卓越的功能, 某些性能远远超过现代优质合金和高分子材料, 因而登上新材料革命的主角地位, 满足现代科学技术和经济建设的需要。② 其原料取于矿土或经合成而得, 蕴藏量十分丰富。③ 产品附加值相当高, 而且未来市场仍将持续扩展。④ 应用十分广泛, 几乎可以渗透到各行各业。3.1市场需求

据美国陶瓷工业部门统计，1993年全球陶瓷总产值约900亿美元，其中先进陶瓷为183亿美元，占20%，比1992年增长23%，精细陶瓷为48亿美元，占先进陶瓷24%。全球精细陶瓷超亿美元的生产厂有22家，超过2000万美元的生产厂有54家，超过1000万美元的生产厂有66家，超过100万美元的生产厂有102家。其中前10家的总产值达146亿美元，占80%。表2列出了1996年加拿大陶瓷季刊公布的世界先进陶瓷需求量，表3列出了日本精细陶瓷工业市场预测情况。

表2 世界新型陶瓷需求

类别

世界需求量（百万美元）1994 2000

年增长率/% 2000/1994 电子陶瓷结构陶瓷

陶瓷涂料 陶瓷基复合材料

合计

表3 日本新型陶瓷工业市场预测情况（单位：10亿日元）应用领域

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

平均增长率（%）

电磁应用 光学应用 机械应用 高温及高温机械 化学与生物 商业与文化 其他 合计

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应用领域

功能陶瓷主要在绝缘、电磁、介电以经济光学等方面得到广泛应用；结构陶瓷除了耐低膨胀、耐磨、耐腐蚀外，还有重量轻、高弹性、低膨胀、电绝缘性等特性。因而在很多领域得到应用应该是以陶瓷燃气轮机为代表的耐高温陶瓷部件陶瓷广泛用于道具及模具等耐磨零件，这方面的应用主要是利用陶瓷的高硬度、低磨耗性、低摩擦系数等特性。另一方面，陶瓷材料具有其他材料所没有的高刚性、重量轻、耐蚀性等特性，从而被有效地应用在精密测量仪器和精密机床等上面。另外，因为陶瓷材料具有很好的化学稳定性和耐腐蚀性，在生物工程以及医疗等方面也得到广泛的应用。下面将分几方面来介绍新型陶瓷材料的应用领域。

1)航空航天材料:陶瓷基复合材料（Ceramic Matrix Composites）

当前耐高温材料已经成为航天先进材料中的由此岸优先发展方向，材料在高温下的应用对航天技术特别是固体火箭等领域具有极其重要的推动作用。随着航空技术的发展气体涡轮机燃烧室中燃气的温度要求越来越高，并更紧密地依赖于高温材料的研究开发，而先进陶瓷及其陶瓷基复合材料具有耐高温、耐磨损、耐腐蚀质量轻等优异性能，是最具有希望代替金属材料用于热端部件的候选材料。为此世界各国开展对陶瓷发动机的研究工作。美、欧、日等越来越多的人体涡轮机设计者们开始用陶瓷基复合材料来制作旋转件和固定件。当前对高温结构陶瓷的研究主要集中于Sic、Si3N4、Al2O3和ZrO2等，尤其以Si3N4高温结构陶瓷最引人注目。这类陶瓷的综合性能较突出，它们有良好的高温强度，已经在航空涡轮发动机等方面得到了应用，非常适用于制作航天发动机涡轮转子叶片等高温受力部件。2)陶瓷轴承（Ceramic Bearing）

陶瓷轴承作为一种重要的机械基础件，由于具有金属轴承所无法比拟的优异性能，近十多年来，在国计民生的各个领域得到日益广泛的应用。在航空航天、核工业、高速机床等高温、高速、耐腐蚀、真空、无磁、无摩擦的特殊环境下，陶瓷轴承的作用正在被人们逐渐地认识。陶瓷轴承突出的效果是大幅度地提高了轴承的使用寿命和极限速度，为发展高速和超高速、高精密机床提供了基础零部件。除此以外，在高温、腐蚀、绝缘、真空等行业的应用也已经取得了良好的效果，可在高温、强酸、强碱等一些高腐蚀性介质中长期稳定地工作。近来，与半导体制造装置和计算机的CD-ROM及其硬盘与信息工业相关的陶瓷轴承需求量不断增加。当今世界上著名的轴承企业无一不在开发、生产陶瓷轴承，而产品质量的高低，已成为衡量其企业实力的一个重要标志。

3)生物工程领域：生物陶瓷（Biological Ceramic Material）

由于生物陶瓷材料的无毒、无害，具有良好的生物活性和生物相溶性，且硬度高，杨氏模量与人体骨相近，故可作为骨骼、牙床、心脏瓣膜等的修补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：如多晶氧化铝具有耐腐蚀、耐磨、热膨胀系数小等特点，且可通过高温消毒，常用于大块或小块骨的修补或承重骨的缺损修复。单晶氧化铝，除具有多晶氧化铝特性外，还具有生物相溶性好的特点，常用于制成人工骨螺钉，强度比金属材料制成的工骨螺钉更高。同时氧化铝单晶可以加工成各种尺寸小、强度大的牙根，它与人体蛋白质有良好的亲合性能，结合力强。因此有利于牙龈粘膜材料的附着。

生物性活性陶瓷材料：将含磷酸和钙的活性玻璃，置入生物体内，使之与生物体内的液体发生反应，然后有生物组织成长起骨原纤维组织，在生物玻璃表面与生物组织之间形成结合层。羟基磷灰石，它具有与人体硬组织（骨和牙）的无机质相同的物质组成，可用于牙槽、骨缺损、脑外科修补、填充等。

4)军事应用：特种陶瓷（Special Ceramics）

[2]

[4]

[4] 军事应用中的特种陶瓷主要指的是氧化铝和碳化硼。在现代军事中，无论是海陆空或其他兵种的现代武器中，都有用特种陶瓷制成的部件。如B4C陶瓷可作为飞机、车辆和人员的防弹装甲，用比例纤维和B4C复合材料制成的0.6cm厚的B4C内衬可阻挡小口径的装甲弹的穿透作用。另外，宇宙飞船外壁的陶瓷隔热瓦即为玻璃纤维复合材料，具有轻质、耐热、耐冲击、低热导等优良性能，是理想的军用隔热材料。特种陶瓷实在导弹控制系统中也有用途，在雷达天线上加装一个气动天线罩，可协调机械、热力、电气系统、的功能，保证导弹正常运行。还有，火箭上需要的特殊高温材料，很多也是用金属陶瓷制成的。美国对国防用嵌入式轻质陶瓷装甲的需求近几年有了很大的增长，9.11事件后，配合全世界的反恐怖主义活动，防弹服的需求成倍增长。

5)电子工业领域：氮化铝陶瓷（Aluminum Nitride Ceramic即AIN)

氮化铝具有良好的高温抗蚀性，它对许多金属表现良好的抗蚀力，可与铝、铜、镍、钼、钨以及许多铁质合金和超合金在高温下共存，也能在某些化合物，如砷化镓的融盐中稳定存在。它可以应用到电子工业方面，做基片材料，AIN的导热率是Al2O3的5-10 倍，更适合大规模集成电路要求。AIN 陶瓷的综合性能良好，非常适用于电子工业。同时氮化铝陶瓷材料在高温耐蚀和复合材料方面也有很好的应用。

在高温耐蚀方面的应用：AIN陶瓷具有良好的高温耐蚀性，它能与许多金属在高温下共存。因此是优良的坩埚材料，也可用作腐蚀性物质的容器和处理器。

在复合材料方面的应用：可以通过复合相陶瓷的途径，拓展它在其它方面的应用。如：加入TICP、SICP颗粒和SICW晶须以提高其强度和韧性。[6][6]4.新型陶瓷材料研究近况和发展趋势

现代各国不仅在新型陶瓷的应用方面取得了一定的成就，但同时也不断大力地开展新陶瓷的研究和开发，下面列举的几个方面是近年来比较著名的研究领域： 4.1纳米复合陶瓷（Nanocomposite Ceramics）

Al2O3-Sic纳米复合陶瓷的抗弯强度比三氧化二铝单体提高近三倍。纳米复合材料不仅在常温下具有很高的强度，其高温强度性能也明显提高。近来，双向纳米复合陶瓷和纳米压电复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传统的复合材料，其成分或结构在材料的一面向另一面逐渐变化。FGM材料的就开发哦在研究和开发热障涂层材料为主的高温耐热材料、刀具材料、热点转换材料等方面取得了进展，在FGM研发工艺中等离子体喷射法（Plasma Spraying）、气象沉积法（CVD）、粉末冶金法（PM）具有较明显的优势，得到广泛的利用。4.3 synergy 陶瓷

synergy陶瓷是指在同一材料里实现多种性能的共存或互补的高性能复合陶瓷，从广义上来看，synergy陶瓷的概念与结构和功能一体化比较接近。日本名古屋工业技术研究所和日本惊喜陶瓷中心（JFCC）是开展synergy陶瓷开发的基地，并取得了重大研究成果，如兼有高

[8]强度（1400MPa）、高韧性（12MPa）和高热传导性（120W/mk）的强韧性Si3N4陶瓷。

还有很多新的领域如：陶瓷涂层、金属-陶瓷、陶瓷膜材料、仿生层状复合材料等各国均积极在研究，寻求新的突破。发展趋势：

在各种新材料中, 新型陶瓷是近年来发展很快的一种, 其中功能陶瓷, 特别是电子功能陶瓷的发展速度快于结构陶瓷。目前研究与开发的重点已出现向结构陶瓷和复合陶瓷逐步转移的趋势, 预测以后, 这种转移将有明显增强。21 世纪将是一个以各种复合材料为主的时代。当前的研究工作主要是为下世纪的技术突破作准备。无论是氧化物陶瓷, 还是非氧化物陶瓷一, 都存在向小型化、薄膜化、集体化、高功能、多功能发展的趋势。有逐步重视关键基础技术研究的倾向,目的是实现陶瓷材料性能测试与评价技术的实用化。在材料体系中, 成分全新的新品种不多, 绝大多数是通过改换元素、添加元素和改善工艺等途径来实现性能的最佳化。因此, 技术方面的更新不断出现。由于陶瓷的制造需要系列专门技术, 各道生产工序都影响材料的最终性能, 因此近几年国外公司有实行从原料准备到成品加工一体化生产的倾向

[7]5.结束语

新型陶瓷材料是当今科学技术发展的物质基础，除了作为高强、耐磨、耐腐的结构陶瓷而广泛应用，在微电子技术、激光技术、光电子技术、光纤技术、传感技术、超导技术和空间技术的发展中也占有十分重要的地位。国防工业和军用技术历来是新材料、新技术的主要推动和应用者，在武器和军用技术的发展上，新型陶瓷材料及一期为基础的新技术具有举足轻重的作用。新型陶瓷材料还是建立在发展新技术产业、改造传统工业、节约能源和保护环境及提高我国国际竞争力所不可缺少的物质条件。随着新世纪的到来和技术的不断进步，会对新型陶瓷材料的性能提出更加苛刻的要求，我们必须不断地开拓进取，在新型陶瓷材料制备技术、新的材料体系不断创新，使其对人类社会的进步作出更大的贡献。

参考文献：

[1] 钦征骑等“ 新型陶瓷材料手册” 江苏科学技术出版社，1995 [2]朱绍文，贾志杰“ 功能材料” 功能材料编辑部，2000（2）119-120 [3]曾令可，王慧，张海文等。高性能陶瓷材料的发展现状与展望。佛山陶瓷 [J]2002,63(6):1-7 [4]王涛。展望中国陶瓷轴承的发展方向及市场前景。江苏陶瓷[J],2002,(4)[5]李敬峰，江湾菀。新型陶瓷材料在日本的应用和研究发展动向。新材料产业[J]2003.(2):22-28 [6]苏毅，李国斌，黄祥云等。精细陶瓷的特性、应用及发展。云南冶金[J],1998,27(3):35-339 [7]杨辉，彭红等。层状复合材料陶瓷强化机制。现代技术陶瓷增刊[J].1998,506-509 [8] 李德宝.纳米金属陶瓷刀具在绿色制造中的应用[ J ].现代制造工程, 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 zahnärztliche Zeitschrift, 1977, Vol.32(12), pp.955-8

第二篇：特种陶瓷的应用与发展

特种陶瓷的应用与发展

姓名 专业 学号

摘 要: 材料是人类生产和生活的物质基础，是人类进步与人类文明的标志。目前，在新材料世界里，陶瓷材料已与金属材料、有机材料并称为现代三大材料。由于陶瓷材料具有高强度、高硬度、耐腐蚀、耐高温等特征，使之成为新材料的发展中心，受到广泛关注。本文简要介绍了特种陶瓷的概念、种类、制作工艺、应用和发展。

关键词: 特种陶瓷 应用 发展

前言 人类进入21世纪，信息、能源、材料被誉为科学的三大支柱。材料是人类生产和生活的物质基础，是人类进步与人类文明的标志。随着空间技术、光电技术、红外技术、传感技术、能源技术等新技术的出现、发展，要求材料必须有耐高温、抗腐蚀、耐磨等优越的性能，才能在比较苛刻的环境中使用。传统材料难以满足要求，开发和有效利用高性能材料己经成为材料利学发展的必然趋势。目前，在新材料世界里，陶瓷材料已与金属材料、有机材料并称为现代三大材料。由于陶瓷材料具有高强度、高硬度、耐腐蚀、耐高温等特征，使之成为新材料的发展中心，受到广泛关注。

1特种陶瓷的概念

特种陶瓷又叫精细陶瓷、先进陶瓷、现代陶瓷、高技术陶瓷或高性能陶瓷。高性能特种陶瓷在许多方而都突破了传统陶瓷的概念和范畴，是陶瓷发展史上的一次革命性的变化。一般认为，特种陶瓷是“采用高度精选的原材料，具有精确控制的化学组成，按照便于控制的制造技术加工成的，便于进行结构设计，并具有优异特性的陶瓷”它的出现与现代工业和高技术密切相关。近20年来由于冶金、汽车、能源、生物、航天、通信等领域的发展对新材料的需要，陶瓷材料在国内外已经逐步形成了一个新兴的产业。

2特种陶瓷和传统陶瓷的区别

现在特种陶瓷在我们的日常生活中逐渐普遍,但与传统材料相比, 特种陶瓷又有何特点呢? 2.1材料不同

传统陶瓷以天然矿物，如粘土、石英和长石等不加处理直接使用；而现代陶瓷则使用经人工合成的高质量粉体作起始材料，突破了传统陶瓷以粘土为主要原料的界线，代之以“高度精选的原料”。2.2结构不同

传统陶瓷的组成由粘土的组成决定，由于原料的不同导致传统陶瓷材料中化学组成的复杂多样、杂质成分和杂质相较多而不易控制，显微结构粗劣而不够均匀，多气孔；先进陶瓷的化学和相组成较简单明晰，纯度高，所以显微结构一般均匀而细密。2.3制备工艺不同

传统陶瓷用的矿物经混合可直接用于湿法成型，如泥料的塑性成型和浆料的注浆成型，材料的烧结温度较低，一般为900℃-1400℃，烧成后一般不需加工；而先进陶瓷一般用高纯度粉体添加有机添加剂才能适合于干法或湿法成型，材料的烧结温度较高，根据材料不同从1200℃到2200℃，烧成后一般尚需加工。在制备工艺上突破了传统陶瓷以炉窑为主要生产手段的界限，广泛采用诸如真空烧结、保护气氛烧结、热压、热等静压等先进手段。

2.4性能不同

传统陶瓷和先进陶瓷材料性能有极大的差异，不仅后者在性能上远优于前者，而且特种陶瓷材料还发掘出传统陶瓷材料所没有的性能和用途。传统陶瓷材料一般限于日用和建筑使用，而特种陶瓷具有优良的物理力学性能，高强、高硬、耐磨、耐腐蚀、耐高温、抗热震，而且在热、光、声、电、磁、化学、生物等方面具有卓越的功能，某些性能远远超过现代优质合金和高分子材料。因而登上新材料革命的主角地位，在工业领域，如石油、化工、钢铁、电子、纺织和汽车等行业，以及很多尖端技术领域如航天、核工业和军事工业中有着广泛的应用价值和潜力。

3特种陶瓷的分类

特种陶瓷的分类方法多种多样，可根据其化学组成、所需特性和性能用途等进行分类。3.1按化学组成分类

特种陶瓷材料按化学组成可分为氧化物陶瓷、氮化物陶瓷、碳化物陶瓷等。此外，为了改善陶瓷的性能，有时要在陶瓷基体中添加各种纤维、晶须、超细微粒等，这样就构成了多种陶瓷基复合材料。3.2按所需特性分类

根据所需的特性不同，特种陶瓷材料可作为机械材料、耐热材料、化学材料、光学材料、电气材料和生物医学材料，在不同的领域得到广泛的应用。3.3按性能用途分类

特种陶瓷根据性能及用途的不同可分为结构材料用陶瓷(主要是用于耐磨损、高强度、耐热、耐热冲击、高刚性、低热膨胀性和隔热等结构陶瓷材料)和功能陶瓷(包括电磁功能、光电功能和生物—化学功能等陶瓷制品和材料，另外还有核陶瓷材料和其他功能材料等)两大类。特种陶瓷的制作工艺

特种陶瓷的制作过程大致为：原料粉体的调整—成型—烧结—加工—成品

（1）精细陶瓷粉体的制备有机械法（滚动球磨、振动球磨、搅动球磨、气流粉碎等）和合成法（固相合成法、液相合成法、气相合成法）等（2）精细陶瓷的成型有注浆法、压制法何和塑法等。（3）精细陶瓷的烧结是指生坯在高温加热时发生的一系列物理化学变化，并使生坯体积收缩，强度、密度增加，最终形成致密、坚硬的具有某种显微结构烧结体的过程。

5特种陶瓷的应用

特种陶瓷由于拥有众多优异性能，因而用途广泛。

（1）耐热性能优良的特种陶瓷可望作为超高温材料用于原子能有关的高温结构材料、高温电极材料等；

（2）隔热性优良的特种陶瓷可作为新的高温隔热材料，用于高温加热炉、热处理炉、高温反应容器、核反应堆等；

（3）导热性优良的特种陶瓷极有希望用作内部装有大规模集成电路和超大规模集成电路电子器件的散热片；

（4）耐磨性优良的硬质特种陶瓷用途广泛，目前的工作主要是集中在轴承、切削刀具方面；（5）高强度的陶瓷可用于燃气轮机的燃烧器、叶片、涡轮、套管等；在加工机械上可用于机床身、轴承、燃烧喷嘴等。目前，这方面的工作开展得较多，许多国家如美国、日本、德国等都投入了大量的人力和物力；

（6）具有润滑性的陶瓷如六方晶型氮化硼极为引人注目，目前国外正在加紧研究；（7）生物陶瓷方面目前正在进行将氧化铝、磷石炭等用作人工牙齿、人工骨、人工关节等研究，这方面的应用引起人们极大关注；

（8）一些具有其他特殊用途的功能性新型陶瓷（如远红外陶瓷等）也已开始在工业及民用领域发挥其独到的作用。

6今后特种陶瓷发展的重点

随着利技的不断发展，材料利学将快速前进，高性能陶瓷的应用范围在不断扩大，发展前景十分看好。展望未来，今后特种陶瓷发展的重点将是:（1）纳米陶瓷材料，包括纳米超细粉原料的制备；（2）高性能陶瓷的特殊生产工艺，包括成型,烧结等；（3）发动机及其它热结构用陶瓷材料的研制；（4）功能陶瓷材料的小型化、多功能化；（5）生物陶瓷材料的开发与应用。

总结 随着材料学的发展，陶瓷技术的发展，特种陶瓷的地位在逐步提高，在科技高度发达的今天，我们应在在现有优势的基础上，集中力量，将国际研究前沿和国家重大需求有效地结合起来，谋求长远发展。同时，建立完善的研究开发体系，发挥团队作用。先进陶瓷往往具有明确的应用前景和目标产品，因此，应建立起完整的研发体系，确保研究、开发和应用的连续性，利用好资源优势，迎合国际国内市场。高性能陶瓷材料技术作为材料利学的高新技术，一直以来得到了迅速的发展，并取得了巨大的成功。可以相信：随着利学技术的发展，高性能陶瓷技术的不断开发、研究，此项技术一定能为人类新的文明做出卓越的贡献。

参考文献：

[1]百度百科：特种陶瓷，http://baike.baidu.com/view/283565.htm [2]周玉．陶瓷材料学．科学出版社，2004 [3]曹茂盛．李大勇．陶瓷材料导论．哈尔滨工程大学出版社，2005 [4]毕见强．特种陶瓷工艺与性能．哈尔滨工业大学出版社，2008

第三篇：新型陶瓷材料的应用与发展

新型陶瓷材料的应用与发展

摘要：本文首先简单介绍了传统陶瓷材料向现代新型陶瓷材料转变的过程，新型陶瓷材料克服了传统陶瓷本身内部的缺陷，故使其性能大大提高，扩大了应用领域。然后论述了新型陶瓷材料分为结构陶瓷和功能陶瓷，以及它们耐高温、生物相容性能、电磁性、质量轻等特性及各自的应用领域，重点讨论了新型陶瓷材料在航空航天、军事、生物工程、电子工业等的应用，最后简单说明了新型陶瓷材料的近况和发展趋势。

关键字：新型陶瓷 材料 应用 发展

引言：在当今科技高度发展的工业社会,每一项工业化的成就都与材料科学、材料的制造及实际使用有着密不可分的关联,它使得某些新的科学设想、构思及生产过程得以实现。离开了材料科学与材料工业,世界上的许多科学创造和发明都是难以实现或达到的。陶瓷材料是继金属材料,非金属高分子材料之后人们所关注的无机非金属材料中最重要的一种，因为它同时兼有金属和高分子材料两者的共同优点,此外在不断的改性过程中,已使它的易碎裂的性能有了很大的改善。因此,它的应用领域和各类产品都有一个十分明显的提高。

1.传统陶瓷材料到新型陶瓷材料的演变

陶瓷一词(Ceramics)来源于古希腊Keramos 一词,意为地球之神。传统的陶瓷材料含意很广泛,它主要指铝、硅的氮化物,碳化物,玻璃及硅酸盐类。虽然传统陶瓷具有一定的耐化学腐蚀特性和较高的电阻率、熔点高,可耐高温,硬度高,耐磨损,化学稳定性高,不腐蚀等优点。但它也存在着塑料变形能力差,易发生脆性破坏和不易加工成型等缺点,这些原因大大地限制了在工业的应用范围，特别是在机械工业上的应用。而在电器上的应用也主要局限在高压电瓷瓶及其绝缘体部件等少数几个方面。

为此人们开展对传统的陶瓷材料进行改性研究和有关材料的人工合成开发,现代合成技术已经能够通过物理蒸发溅射(Vapor processing)溶液法(Aqueous precipitation)溶胶—凝胶技术(Solgel-technology)及其它先进技术改造传统陶瓷或人工合成极少缺陷的陶瓷材料,其中较为重要的有Si3N4 ,A12O3 等。合成的陶瓷材料与传统陶瓷材料相比，它的性能大大提高,与其它材料相比,在同样强度下这些材料具有良好的化学、热、机械及摩擦学(tribology)特性。它质轻,可以耐高温,硬度高,抗压强度有时超过金属及合金,具有较强的抗磨性和化学隋性、电及热的绝缘性都相当好,特别是由于采用纯净材料,消除了缺陷(eliminate-defects), 它的易脆性(brittleness)得到了极大的改善,因此其应用,特在现代机械业的应用日益广泛。目前巳有大量的新型陶瓷材料被用于工业高温抗磨器件、机械基础元器件,除此之外,电子及电信行业,生物医疗器件乃至于陶瓷记忆材料,超导陶瓷等应用都与新型陶瓷材料的研制与开发有关。

2.新型陶瓷材料特性与分类

新型陶瓷材料按照人们目前的习惯可分为两大类，即结构陶瓷（Structural ceramics）（或工程陶瓷）和功能陶瓷（Functional ceramics），将具有机械功能、热功能和部分化学功能的陶瓷列为结构陶瓷，而将具有电、光、磁、化学和生物体特性，且具有相互转换功能的陶瓷列为功能陶瓷。随着科学技术的发展，各种超为基数和符合技术的运用，材料性能和功能相互交叉渗透，确切分类已经逐渐模糊和淡化。根据现代科学技术发展的需要，通过对材料结构性能的设计，新型陶瓷材料的各种特性得到了充分的体现。

3.新型陶瓷的应用与发展

新型陶瓷是新型无机非金属材料, 也称先进陶瓷、高性能陶瓷、高技术陶瓷、精细陶瓷, 为什么能得到高速发展, 归纳起来有四方面原因：①具有优良的物理力学性能、高强、高硬、耐磨、耐腐蚀、耐高温、抗热震而且在热、光、声、电、磁、化学、生物等方面具有卓越的功能, 某些性能远远超过现代优质合金和高分子材料, 因而登上新材料革命的主角地位, 满足现代科学技术和经济建设的需要。② 其原料取于矿土或经合成而得, 蕴藏量十分丰富。③ 产品附加值相当高, 而且未来市场仍将持续扩展。④ 应用十分广泛, 几乎可以渗透到各行各业。3.1应用领域

功能陶瓷主要在绝缘、电磁、介电以经济光学等方面得到广泛应用；结构陶瓷除了耐低膨胀、耐磨、耐腐蚀外，还有重量轻、高弹性、低膨胀、电绝缘性等特性。因而在很多领域得到应用应该是以陶瓷燃气轮机为代表的耐高温陶瓷部件陶瓷广泛用于道具及模具等耐磨零件，这方面的应用主要是利用陶瓷的高硬度、低磨耗性、低摩擦系数等特性。另一方面，陶瓷材料具有其他材料所没有的高刚性、重量轻、耐蚀性等特性，从而被有效地应用在精密测量仪器和精密机床等上面。另外，因为陶瓷材料具有很好的化学稳定性和耐腐蚀性，在生物工程以及医疗等方面也得到广泛的应用。下面将分几方面来介绍新型陶瓷材料的应用领域。

1)航空航天材料:陶瓷基复合材料（Ceramic Matrix Composites）

当前耐高温材料已经成为航天先进材料中的由此岸优先发展方向，材料在高温下的应用对航天技术特别是固体火箭等领域具有极其重要的推动作用。随着航空技术的发展气体涡轮机燃烧室中燃气的温度要求越来越高，并更紧密地依赖于高温材料的研究开发，而先进陶瓷及其陶瓷基复合材料具有耐高温、耐磨损、耐腐蚀质量轻等优异性能，是最具有希望代替金属材料用于热端部件的候选材料[4]

。为此世界各国开展对陶瓷发动机的研究工作。美、欧、日等越来越多的人体涡轮机设计者们开始用陶瓷基复合材料来制作旋转件和固定件。当前对高温结构陶瓷的研究主要集中于Sic、Si3N4、Al2O3和ZrO2等，尤其以Si3N4高温结构陶瓷最引人注目。这类陶瓷的综合性能较突出，它们有良好的高温强度，已经在航空涡轮发动机等方面得到了应用，非常适用于制作航天发动机涡轮转子叶片等高温受力部件。

2)陶瓷轴承（Ceramic Bearing）

陶瓷轴承作为一种重要的机械基础件，由于具有金属轴承所无法比拟的优异性能，近十多年来，在国计民生的各个领域得到日益广泛的应用。在航空航天、核工业、高速机床等高温、高速、耐腐蚀、真空、无磁、无摩擦的特殊环境下，陶瓷轴承的作用正在被人们逐渐地认识。陶瓷轴承突出的效果是大幅度地提高了轴承的使用寿命和极限速度，为发展高速和超高速、高精密机床提供了基础零部件[4]

。除此以外，在高温、腐蚀、绝缘、真空等行业的应用也已经取得了良好的效果，可在高温、强酸、强碱等一些高腐蚀性介质中长期稳定地工作。近来，与半导体制造装置和计算机的CD-ROM及其硬盘与信息工业相关的陶瓷轴承需求量不断增加。当今世界上著名的轴承企业无一不在开发、生产陶瓷轴承，而产品质量的高低，已成为衡量其企业实力的一个重要标志。

3)生物工程领域：生物陶瓷（Biological Ceramic Material）

由于生物陶瓷材料的无毒、无害，具有良好的生物活性和生物相溶性，且硬度高，杨氏模量与人体骨相近，故可作为骨骼、牙床、心脏瓣膜等的修补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：如多晶氧化铝具有耐腐蚀、耐磨、热膨胀系数小等特点，且可通过高温消毒，常用于大块或小块骨的修补或承重骨的缺损修复。单晶氧化铝，除具有多晶氧化铝特性外，还具有生物相溶性好的特点，常用于制成人工骨螺钉，强度比金属材料制成的工骨螺钉更高。同时氧化铝单晶可以加工成各种尺寸小、强度大的牙根，它与人体蛋白质有良好的亲合性能，结合力强。因此有利于牙龈粘膜材料的附着。

生物性活性陶瓷材料：将含磷酸和钙的活性玻璃，置入生物体内，使之与生物体内的液体发生反应，然后有生物组织成长起骨原纤维组织，在生物玻璃表面与生物组织之间形成结合层。羟基磷灰石，它具有与人体硬组织（骨和牙）的无机质相同的物质组成，可用于牙槽、骨缺损、脑外科修补、填充等[2]。

4)军事应用：特种陶瓷（Special Ceramics）

军事应用中的特种陶瓷主要指的是氧化铝和碳化硼。在现代军事中，无论是海陆空或其他兵种的现代武器中，都有用特种陶瓷制成的部件。如B4C陶瓷可作为飞机、车辆和人员的防弹装甲，用比例纤维和B4C复合材料制成的0.6cm厚的B4C内衬可阻挡小口径的装甲弹的穿透作用[6]

。另外，宇宙飞船外壁的陶瓷隔热瓦即为玻璃纤维复合材料，具有轻质、耐热、耐冲击、低热导等优良性能，是理想的军用隔热材料。特种陶瓷实在导弹控制系统中也有用途，在雷达天线上加装一个气动天线罩，可协调机械、热力、电气系统、的功能，保证导弹正常运行。还有，火箭上需要的特殊高温材料，很多也是用金属陶瓷制成的。美国对国防用嵌入式轻质陶瓷装甲的需求近几年有了很大的增长，9.11事件后，配合全世界的反恐怖主义活动，防弹服的需求成倍增长。

5)电子工业领域：氮化铝陶瓷（Aluminum Nitride Ceramic即AIN)

氮化铝具有良好的高温抗蚀性，它对许多金属表现良好的抗蚀力，可与铝、铜、镍、钼、钨以及许多铁质合金和超合金在高温下共存，也能在某些化合物，如砷化镓的融盐中稳定存在。它可以应用到电子工业方面，做基片材料，AIN的导热率是Al2O3的5-10 倍，更适合大规模集成电路要求[6]

。AIN 陶瓷的综合性能良好，非常适用于电子工业。同时氮化铝陶瓷材料在高温耐蚀和复合材料方面也有很好的应用。

在高温耐蚀方面的应用：AIN陶瓷具有良好的高温耐蚀性，它能与许多金属在高温下共存。因此是优良的坩埚材料，也可用作腐蚀性物质的容器和处理器。

在复合材料方面的应用：可以通过复合相陶瓷的途径，拓展它在其它方面的应用。如：加入TICP、SICP颗粒和SICW晶须以提高其强度和韧性。

4.新型陶瓷材料研究近况和发展趋势

现代各国不仅在新型陶瓷的应用方面取得了一定的成就，但同时也不断大力地开展新陶瓷的研究和开发，下面列举的几个方面是近年来比较著名的研究领域：

4.1纳米复合陶瓷（Nanocomposite Ceramics）

Al2O3-Sic纳米复合陶瓷的抗弯强度比三氧化二铝单体提高近三倍。纳米复合材料不仅在常温下具有很高的强度，其高温强度性能也明显提高。近来，双向纳米复合陶瓷和纳米压电复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传统的复合材料，其成分或结构在材料的一面向另一面逐渐变化。FGM材料的就开发哦在研究和开发热障涂层材料为主的高温耐热材料、刀具材料、热点转换材料等方面取得了进展，在FGM研发工艺中等离子体喷射法（Plasma Spraying）、气象沉积法（CVD）、粉末冶金法（PM）具有较明显的优势，得到广泛的利用。

4.3 synergy 陶瓷

synergy陶瓷是指在同一材料里实现多种性能的共存或互补的高性能复合陶瓷，从广义上来看，synergy陶瓷的概念与结构和功能一体化比较接近。日本名古屋工业技术研究所和日本惊喜陶瓷中心（JFCC）是开展synergy陶瓷开发的基地，并取得了重大研究成果，如兼有高强度（1400MPa）、高韧性（12MPa）和高热传导性（120W/mk）的强韧性Si[7]

3N4陶瓷。

还有很多新的领域如：陶瓷涂层、金属-陶瓷、陶瓷膜材料、仿生层状复合材料等各国均积极在研究，寻求新的突破。

发展趋势： 在各种新材料中, 新型陶瓷是近年来发展很快的一种, 其中功能陶瓷, 特别是电子功能陶瓷的发展速度快于结构陶瓷。目前研究与开发的重点已出现向结构陶瓷和复合陶瓷逐步转移的趋势, 预测以后, 这种转移将有明显增强。21 世纪将是一个以各种复合材料为主的时代。当前的研究工作主要是为下世纪的技术突破作准备。无论是氧化物陶瓷, 还是非氧化物陶瓷一, 都存在向小型化、薄膜化、集体化、高功能、多功能发展的趋势。有逐步重视关键基础技术研究的倾向,目的是实现陶瓷材料性能测试与评价技术的实用化。在材料体系中, 成分全新的新品种不多, 绝大多数是通过改换元素、添加元素和改善工艺等途径来实现性能的最佳化。因此, 技术方面的更新不断出现。由于陶瓷的制造需要系列专门技术, 各道生产工序都影响材料的最终性能, 因此近几年国外公司有实行从原料准备到成品加工一体化生产的倾向

5.结束语

新型陶瓷材料是当今科学技术发展的物质基础，除了作为高强、耐磨、耐腐的结构陶瓷而广泛应用，在微电子技术、激光技术、光电子技术、光纤技术、传感技术、超导技术和空间技术的发展中也占有十分重要的地位。国防工业和军用技术历来是新材料、新技术的主要推动和应用者，在武器和军用技术的发展上，新型陶瓷材料及一期为基础的新技术具有举足轻重的作用。新型陶瓷材料还是建立在发展新技术产业、改造传统工业、节约能源和保护环境及提高我国国际竞争力所不可缺少的物质条件。随着新世纪的到来和技术的不断进步，会对新型陶瓷材料的性能提出更加苛刻的要求，我们必须不断地开拓进取，在新型陶瓷材料制备技术、新的材料体系不断创新，使其对人类社会的进步作出更大的贡献。

第四篇：新型建筑材料的发展和应用

新型建筑材料的发展和应用

内容摘要

随着经济的发展和人民生活水平的提高,新型建筑材料的应用相当广泛,大至国家体育馆,小到民用住宅。本论文首先概述了新型建筑材料对于当今社会的意义,发展新型节能建材的意义,其次分类阐述了新型建筑材料行业的种类和现状,介绍了新型墙体材料、保温隔热材料、防水密封材料、装饰装修材料等与传统建筑材料的区别之处,阐述了新型建材的实际应用以及未来的发展趋势。

关键词 新型材料 发展及应用 应用及建议

一、概述

用可持续发展的产业代替传统产业,解决资源和能源短缺、水源危机、生态破坏和环境污染等一系列问题。在这种大环境的影响下,新型建筑材料应用而出,层出不穷。而新型建筑材料不同于传统的建筑材料,最大的优点就是可持续发展的绿色产业。是基于传统建材砖瓦、灰砂石等却又不同于传统建材的建筑材料新品种,所包括的品种和门类很多。

新型建材拥有材质轻、强度高、节能、保温、节土、装饰等特殊特性。采用新型建材不但使房屋功能大大改善,还可以使建筑物内外更具现代气息,满足人们的审美要求,根据不同的功能,有的新型建材可以显著减轻建筑物自重,为推广轻型建筑结构创造了条件,有的新型建筑材料可以减少施工成本,作为节能首选。新型建筑材料推动了建筑施工技术现代化,大大加快了建房速度。

新型建材的性能和功用各不相同,生产新型建材产品的原材料及工艺方法也各不相同。就其发展情况而言,有的品种重在样式,样式种类层出不穷,如装饰装修材料,有的品种重在功能,如保温材料,有的则通过深加工衍生出多个品种,如新型建筑板材等。

二、几种新型建筑材料的发展及应用

2．１ 新型墙体材料

我国新型墙体 材料发展较快，新型墙体材料品种较多，主要包括砖、块、板，如粘土空心砖、掺废料的粘土砖、非粘土砖、建筑砌块、加气混凝土、轻质板材，复合板材等。墙体材料的生产工艺采用现代技术，并将钢铁的耐磨技术移植到墙材生产设备中；生产向大规模、集约型方向发展；生产方法自动化程度更高，普遍采用电脑控制生产全过程。

要想新型墙体 材料占墙材总量的比例上升，重点是建设上 档次、上水平、上规模的主导产品生产线。空心砖重点发展利用 废渣的掺加量、高空洞率、高保温性能、高弧度的承重多孔砖、外墙饰面的清水墙砖混凝土砌块，重点发展双排孔或多排孔的 保温承重砌块、外墙饰面砌块。重点发展机械化挤压式生产的 轻质多孔条板、外墙复合保温或带饰面的装配式板材，并配合 建设部门推广应用轻钢结构体系，发展各种装配式条板。

2．２防水密封材料 防水材料是建筑业及其它有关行业所需要的重要功能材料，是建筑材料工业的一个重要组成部分。随着高层建筑的快速发展，对防水材料提出了高质量的防水密封要求。防水材料已摆脱了纸胎油毡一统天下的落后局面，目前拥有包括沥青油毡（含改性沥青油毡）、合成高分子防水卷材、建筑防水涂料、密封材料、堵漏和刚性防水材料等五大类产品。１９９５年新型防水卷材产量４２００万平方米，约占防水卷材产量的５％，我国防水材料基本上形成了品种门类齐全，产品规格、档 次配套、工艺装备开发已初具规模的防水材料工业体系，国外 有的品种我们基本都有。

2．３高分子化学建材

国外高分子化学建材发展迅猛，发达国家化学建材产值已 超过水泥。随着现代高层建筑的兴起，对建筑涂料的耐候性要求越来越高，高耐候性涂料树脂的研究开发成为当今世界尤其是发达国家涂料研究的活跃领域。目前，最活跃的领域是含氟树脂和有机硅改性树脂的研究。建筑防水密封材料在国外竞争激烈，产品更新快，向高分子树脂和高分子改性沥青为基料的方向发展；沥青油毡胎基向玻纤胎基、化纤胎基或树脂薄膜胎基方向发展；屋面防水构造由多层向单层、双层方向发展；施工技术由热熔粘结向常温、自粘、机械固定等方向发展。

2．４保温隔热材料

国外矿棉和玻璃棉在建筑节能领域的应用率超过５０％；泡沫塑料超过４０％；硅酸钙和膨胀珍珠岩为５％左右。矿棉及其制品使用先进的摆锤技术。玻璃棉及其制品生产工艺采用一窑多线、一线多头、一头单一产品，提高了生产效率。废水、废物回收处理，循环使用，达到零排放，采用碎玻璃作为主要原料。泡沫塑料制品在建筑和工业保温领域应用以聚氨酯泡沫塑料和聚苯乙烯泡沫塑料为主。产品向轻质化、高强度、更长使用年限和更低的导热系数发展。

墙体是房屋建筑围护结果中的主要组成部分，也是室内外 热量交换的主要途径。所以研制高效保温墙体材料、设计合理的墙体结构形式是节能减耗的关键。节能墙体按其材料及组成方式可分单一材料节能墙体、复合节能墙体和采用新型节能复合墙板。单一材料节能墙体采用空心粘土砖、加气混凝土气块、普通混凝土气块以及以粉煤灰、煤矸石、浮石等混凝土空心小 砌块等砌体材料，采用保温砂浆作为砌体胶凝材料。复合节能 墙体是由保温隔热材料与传统的如实心粘土砖、混凝土等墙体 材料或空心砖、空心砌块等新型墙体材料复合而成的墙体。而 新型节能复合墙板目前主要品种有：钢丝网岩棉夹芯复合板（简称ＧＹ板）；ＧＲＣ夹芯复合板；钢板岩棉夹芯复合板；硅钙板、保温层、石膏板复合板材等等。2．５复合材料

以纳米材料改性塑料，可使塑料的聚集态及结晶形态发生改变，从而使之具有新的性能，在克服传统材料刚性与韧性难以相容这一矛盾的同时，大大提高了材料的综合性能。总体上看，复合材料就是将现有的植物、矿物及塑料等材料有机结合，使之展现出更优异的理化性能。在建筑和公共设施领域中广泛应用。如阴井盖、纤维增强树脂筋，混凝土结构修补材料、透明天棚、建筑模板等。复合材料将向着价廉、适用、耐久、成型方便、投资少、材料本身兼容性好、工艺合理，并能尽可能回收利 用，以减少环境压力的方向发展。

2．６新型建筑装饰材料

随着社会经济发展水平、人民生活水平的提高和居住条件改善，人们越来越追求舒适、美观、清洁的居住环境。从而对建筑装饰装修材料、景观材料的品种、质量要求愈高。在不断地探索和研究中，一大批具有良好装饰性、高效保温性、节能性、健康性的装饰材料应运而生：如利用透明玻璃与塑料进行组合，能抑制对流传热的透明隔热材料，随温度改变颜色的新型涂料，自动调节室内湿度的新型墙体材料等。我国建筑装饰装修材料的发展，虽然起步较晚，但起点较高，１９９５年我国装饰装修材料年产值约为４００亿元。１９９１～１９９５ 年，我国装饰装修材料年递增速度３０％。１９９６年主要产品产量为：壁纸、墙布２．１亿平方米，塑料地板３６００万平方米，建筑涂料６５万吨，塑料管道９万吨，塑料门窗近１０００万平方米，化纤地毯４５０万平方米。目前三星级的宾馆装饰装修基本做到自已生产，四至五星级宾馆的装饰装修有３０％～４０％可以做到自给。将来建筑装饰材料应重点发展丙烯酸类乳胶、高档发展内外墙涂料、复合仿木地板等一些适销对路产品，朝着功能化、高档化、无害化方向发展，做到新颖、美观、实用、方便。

三、新型建材的应用及建议

随着经济的发展和人民生活水平的提高，新型建筑材料的 应用相当广泛，大至国家体育馆，小到民用住宅。为此，对新型 建材提出一些建议：

（１）结合各地的实际情况，选择一批有基础的城市和有实力的新型建材及制品生产企业进行重点发展，使之形成生产规 模大、配套能力强的大型建材及制品企业集团和生产基地。结合住宅产业化试点工作，在北京、上海、天津等一批城市发展新 型建材及制品，使之形成各具特色，具有自己的主导产品和合理的产品结构，有一定规模和配套能力的新材料基地，对全国其他大中城市起到示范作用。

（２）结合不同地区、不同建筑类型，以新型墙体材料为重点，瞄准有市场前景的新产品、新技术，尽可能少用天然资源，降低能耗并大量使用废弃物作原料；尽量采用不污染环境的生产技术；尽量做到产品不仅不损害人体健康，而应有利于人体健康；加强多功能、社会效益好的产品开发。

参考文献

[1]慷盛君．国外建筑节能的实践『Ｊ］．山西建筑，2009，（２７）．

[2]任培明．浅述国内新型建筑材料的发展现状『Ｊ］．国外建材科 技，２００４

[3]杨静.建筑材料[M].北京：中国水利水电出版社，2004 [4] 张光磊．新型建筑材料[M]．北京：中国电力出版社，2008 [5] 陈福广.对墙材革新的战路思考.《新型建筑材料》2010（1）

第五篇：浅谈新型建筑材料的发展及应用

摘要:随着社会经济与科学技术的不断发展，人民的生活水平快速提高，因此对许多消费性应用材料要求越来越高，特别是对建筑材料的要求更为突出，新型建筑材料品种众多，形式各异，引领着现代建筑技术创新潮流的发展和改善。新型建筑材料集经济实用、时尚环保为一体，充分满足广大人们群众的建筑装饰审美要求。在城市化进程快速发展的大背景下新型建筑材料愈发显示出与时俱进的优势，相比传统的建材，大大提高了建筑的速度，实现轻型建筑，减少了建筑物不必要的重荷，充分体现了现代建筑的高科技、低成本理念。

随着时代的不断发展，新型建筑材料应运而生并在技术上不断创新，主要的新型建筑材料有：新型墙体材料、保温隔热材料、防水密封材料以及装饰装修材料等。本文主要针对新型建筑材料的发展进行全面的综述分析，并针对各种新型建筑材料进行应用及发展改善分析，进而全方位结合市场需求以及新型建筑材料的技术创新发展对新型建筑材料的未来发展趋势进行多维度评析。关键词：新型建筑材料；发展；应用；研究； 第一章 绪论 1．研究背景和意义 1.1论文的研究背景

随着社会经济发展水平、人民生活水平的提高和居住条件改善，人们越来越追求舒适、美观、清洁的居住环境。从而对建筑装饰装修材料、景观材料的品种、质量要求愈高。在不断地探索和研究中，一大批具有良好装饰性、高效保温性、节能性、健经营权的企业利用代理特权坐收代理费大开方便之门。

新型建筑材料是在传统建筑材料基础上产生的新一代建筑材料，主要包括新型墙体材料、保温隔热材料、防水密封材料和装饰装修材料。我国新型建材工业是伴随着改革开放的不断深入而发展起来的，从l979-l998年是我国新型建材发展的重要历史时期。经过20年的发展，我国新型建材工业基本完成了从无到有、从小到大的发展过程，在全国范围内形成了一个新兴的行业，成为建材工业中重要产品门类和新的经济增长点。经济建设的迅速发展和人民生活水平的不断提高，给新型建材的发展提供了良好的机遇和广阔的市场。目前，全国新型建材企业星罗棋布，在市场需求的带动下，已经形成了全国范围的建材流通网；大部分国外产品我国已能生产，三星宾馆所需的新型建筑材料国内已能自给；不同档次、不同花色品种装饰装修材料的发展，为改善我国城乡人民居住条件、改变城市面貌提供了材料保证。我国已形成了新型建材科研、设计、教育、生产、施工、流通的专业队伍。但是，一种现代新型的建筑材料应该具备怎样的特性才能让人们感觉更舒适，才能适合时代的要求呢?只有充分考虑了以下这些因素才能让新型材料得到有效发展。1.2论文的研究意义

建筑材料是一切建筑工程的物质基础，建筑材料工业是国民经济的重要基础工业之一，它用量大，经济性强，直接影响工程的总造价。一般住宅类建筑工程的材料费用约占到总造价的50%~60%，要想顺利发展建筑业，研究并使用节约能源的新型建材有其独到的经济意义。新型建材功能多样化、科技含量高、发展推广速度快、与环境协调性强，日益得到社会各界的重视，再结合市场和社会需求逐步增多，各类新型建材都呈现出良好迅猛的发展势态，在将来会有越来越多的新型建材被研发和使用，为我国国民经济的高速发展增添新动力。2．研究方法和思路

1）采用文献研究法根据新型建筑材料的发展及应用方向进行研究目，通过调查最新有关新型建筑材料方面的文献来获得资料，从而全面地、正确地了解掌握新型建筑材料的发展状况，有效地为文章提供依据。2）采用定量分析法，通过定量分析法进一步深入研究新型建筑材料的具体实际，精确化地揭示新型建筑材料的发展规律，把握其发展内部本质，综合预测新型建筑材料的发展趋势。3．新型建筑材料概况

新型建筑材料是在传统建筑材料基础上产生的新一代建筑材料，主要包括新型墙体材料、保温隔热材料、防水密封材料和装饰装修材料。我国新型建材工业是伴随着改革开放的不断深入而发展起来的，从1979年到2008年是我国新型建材发展的重要历史时期。经过30年的发展，我国新型建材工业基本完成了从无到有、从小到大的发展过程，在全国范围内形成了一个新兴的行业，成为建材工业中重要产品门类和新的经济增长点。经济建设的迅速发展和人民生活水平的不断提高，给新型建材的发展提供了良好的机遇和广阔的市场。目前，全国新型建材企业星罗棋布，在市场需求的带动下，已经形成了全国范围的新型建材流通网；大部分国外产品我国已能生产，星级宾馆所需的新型建筑材料国内已能自给；不同档次、不同花色品种装饰装修材料的发展，为改善我国城乡人民居住条件、改变城市面貌提供了材料保证。我国已经形成了新型建材科研、设计、教育、生产、施工、流通的专业队伍。3.1新型建材行业发展重点

新型建材将成为中国第十五计划期间，新型墙体材料占墙体总量的比例将由“十五”末期的25％增长至35％。重点是建设上档次、上水平、规模的主导产品生产线。空心砖重点发展利用废渣的掺加量、高空洞率、高保温性能、高强度的承重多孔砖、外墙饰面的清水墙砖；混凝土砌块重点发展双排孔或多排孔的保温承重砌块、外墙饰面砌块，重点发展机械化(挤压式)生产的轻质多孔条板、孔墙复合保温或带饰面的装配式板材，并配合建设部门推广应用轻钢结构体系，发展各种装配式条板，朝着功能化、高档化、无害化方向发展，做到新颖、美观、实用、方便。

3.2新型建筑材料概述

新型建筑材料及其制品工业是建立在技术进步、保护环境和资源综合利用基础上的新兴产业。一般来说，新型建筑材料应具有以下特点：

1）复合化。随着现代科学技术的发展，人们对材料的要求越来越高，单一材料往往难以满足要求。因此，利用符合技术制备的复合材料应运而生。所为复合技术是将有机与有机。有机与无机、无机与无机材料，在一定条件下，按适当的比例复合。然后，经过一定的工艺条件有效地将集中材料的优良性能结合起来，从而得到性能优良的复合材料。据专家预测，21世纪复合材料的比例将达到50%以上。

2）多功能化。随着人民生活水平的提高和建筑技术的发展，对材料功能的要求将越来越高，要求新型材料从单一功能向多功能方向发展。即要求材料不仅要满足一般的使用要求，还要求兼具呼吸、电磁屏蔽、防菌、灭菌、抗静电、防射线、防水、防霉、防火、自洁、智能等功能。

3）节能化、绿色化。随着我国墙体材料革新和建筑节能力度的逐步加大，建筑保温、防水、装饰装修标准的提高及居住条件的改善，对新型建筑材料的需求不仅仅是数量的增加，更重要的是质量的提高，即参评质量与档次的提高及产品的更新换代。随着人们生活水平和文化素质的提高以及自我保护意识的增强，人们对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，还要求材料无毒、对人体健康无害、对环境不会产生不良影响，即新型建筑材料应是所谓的“生态建筑材料”或“绿色建筑材料”。

4）轻质高强化。轻质主要是指材料多孔、体积密度小。如空心砖、加气混凝土砌块轻质材料的使用，可大大减轻建筑物的自重，满足建筑向空间发展的要求。高强主要是指材料的强度不小于60mpa。高强材料在承重结构中的应用，可以减小材料截面面积提高建筑物的稳定性及灵活性。

5）工业化生产。工业化生产主要是指应用先进施工技术，采用工业化生产方式，产品规范化、系列化。这样，材料才能具有巨大市场潜力和良好发展情景，如涂料、防水卷材、塑料地板等建筑材料的生产。1．新型建筑材料产品技术更新预测

建筑材料也有向细微发展的趋势,随着纳米技术和纳米材料的进一步发展和研究,国外和国内利用纳米材料研究开发和应用的建筑材料,目前主要是纳米tio2光催化生态建材。包括空气净化建材、抗菌灭菌建材、除臭和表面自洁建材等。随着人类智能化的发展,智能化材料也被人们重视和研发。所谓智能化材料,即材料本身具有自我诊断和预告破坏、自我调节和自我修复的功能,以及可重复利用性。这类材料当内部发生某种异常变化时,能将材料的内部状况,例如位移、变形、开裂等情况反映出来, 以便在破坏前采取有效措施；同时,智能化材料能够根据内部的承载能力及外部作用情况进行自我调整,例如吸湿、放湿材料,可根据环境的湿度自动吸收或放出水分,能保持环境湿度平衡；自动调光玻璃,根据外部光线的强弱,调整进光量,满足室内的采光和健康性要求。智能化材料还具有类似于生物的自我生长、新陈代谢的功能,对破坏或受到伤害的部位进行自我修复。当建筑物解体的时候,材料本身还可重复使用,减少建筑垃圾。这类材料的研究开发目前处于起步阶段,关于自我诊断、预告破坏和自我调节等功能已有初步成果。2．新型建筑材料发展重点及发展方向

生态建筑材料也在研究之中,生态建筑材料的概念来自于生态环境材料。生态环境材料的主要特征是节约资源和能源；减少环境污染,避免温室效应与臭氧层的破坏；容易回收和循环利用。作为生态环境材料一个重要分支,按其含义生态建筑材料应指在材料的生产、使用、废弃和再生循环过程中以与生态环境相协调,满足最少资源和能源消耗,最小或无环境污染,最佳使用性能,最高循环再利用率要求设计生产的建筑材料。

为了实现可持续发展的目标，将建筑材料对环境造成的负荷控制在最小限度之内，需要开发研究环保型建筑材料。例如利用工业废料(粉煤灰、矿渣、煤矸石等)可生产水泥、砌块等材料；利用废弃的泡沫塑料生产保温墙体板材；利用废弃的玻璃生产贴面材料等：既可以减少固体废渣的堆存量，减轻环境污染，又可节省自然界中的原材料，对环保和地球资源的保护具有积极的作用。免烧水泥可以节省水泥生产所消耗的能量。高流态、自密实免振混凝土、在施工中不需振捣，既可节省施工能耗，又能减轻噪音。建筑材料也有向细微发展的趋势，随着纳密技术和纳米材料的进一步发展和研究，国外和国内利用纳米材料研究开发和应用的建筑材料，目前主要是纳米tio：光催化生态建材。利用纳米的氧化分解能力和超薪水作用可制成改善生活环境，提高人们生活质量的生态建筑材料，包括空气净化建材、抗菌灭菌建材、除臭和表面自洁建材等。3．拓宽新型建筑材料的应用领域预测

新型建材让建筑实现自我控温发明了一种新型建筑材料，给它设定一个温度后放到建筑物里，建筑物就能自我调节、保持室内温度适宜。

这种材料叫导热变相材料，它的广泛运用将至少减少建筑物1/3的能量消耗，对于节能环保意义重大。这种新型建筑材料是宁波诺丁汉大学可持续能源技术研究中心主任乔大宽教授、副研究员苏伟光以及博士生周彤宇共同研发的。目前，该建筑材料已在国内申请专利，预计结果将于近期揭晓，在其他国家的专利申请工作也正在筹备之中。

第四章 扩大新型建筑材料发展的对策与建议 1．树立特色新型建材，重点推广

结合各地的实际情况，选择一批有基础的城市和有实力的新型建材及制品生产企业集团和基地进行重点发展，使之形成生产规模大、配套能力全的大型新型建材及制品企业集团和生产基地。结合住宅产业化试点工作，抓好北京、上海、天津等大城市发展新型建材及制品，使之形成各具特色，具有自己的主导产品和合理的产品结构、有一定规模和配套能力的新材料基地，对全国其他大中城市起到示范作用。