硅酸盐材料的发展探索与展望.doc

硅酸盐材料的发展探索与展望.doc硅酸盐材料的最新发展探索与展望
摘要：本文探讨了硅酸盐材料的的最新进展，从性能、应用等方面 进行了概括，并对硅酸盐材料的前景做出了展望。
关键词：硅酸盐材料 发展探索 展望
一、 陶瓷与硅酸盐材料
陶瓷在中国拥有悠久的历史，不论从功能上，还是审美艺术层面，都 贯穿了整个华夏名族的历史进程。进入二十一世纪以来，有陶瓷这一概念 延申而来的硅酸盐材料，更是在整个人类的现代化过程中起到了无可取代 的作用。
20世纪以来，硅酸盐及陶瓷领域日新月异。传统的的硅酸盐材料逐渐 与新型硅酸盐材料有了明显的界限。在含义上，传统硅酸盐材料(pottery and porcelain)主要指玻璃、建筑水泥、日用陶瓷等含有硅酸盐的材料; 新型硅酸盐材料(ceramics),广义上来说，即无机材料，成分上不一定 包含硅酸盐。在功能上，新型硅酸盐材料涉及能源、电气、机械、冶金、 航空航天等众多交叉领域，而传统的硅酸盐材料只是在原来的基础上，进 一步发展，其作用领域并没有扩展得很大。在制备工艺上，传统陶瓷以矿 物、岩石、粘土等为原料，制备工艺较为简单；新型陶瓷则多采用人工合 成方法，形成高纯度的无机化合物，制备过程条件严苛，工艺较复杂。
二、 几种硅酸盐材料的发展探索
（一） 高温导热电绝缘陶瓷
随着大规模集成电路、信息技术、电子技术的迅猛发展，高导热电绝 缘陶瓷也成为时下研究的热门领域。高导热电绝缘陶瓷具有很好的耐热性 和高温抗氧化性，能够在较高温度，表现出相当的稳定性。由于该种陶瓷 较高的红硬性，高温导热陶瓷可用于需长时间在高温环境作业的机械车 刀，并且该种陶瓷热膨胀系数一般较小，因此具有良好的抗热震性，从而 可以提高道具的使用寿命。在微电子工业，良好的电绝缘能力使得该种陶 瓷被广泛用于各式电子器械，以提高电子系统的稳定性。女口： A1N陶瓷被 用于集成电路便是一个很好的例子，A1N陶瓷具有高的导热性、电绝缘性 能，将A1N陶瓷应用于电路基板的封装，已经逐渐取代了有毒的BeO,成 为了电路基板封装的必备材料［1］。
（二） 超导陶瓷
自从1911年昂内斯发现超导现象以来，超导研究不断发展。1986年, 贝德诺兹与穆勒发现LaBaCuO超导陶瓷，其临界超导温度达到了 35K,开 启了超导陶瓷研究的大门。超导陶瓷具有很强的磁场，可以使位于磁场中 的粒子获得很大的加速，这为新型的粒子加速器提供了可能。此外，利用 其强磁性制造的磁悬浮列车，时速可达400到500km/ho在冶金工业上， 利用超导陶瓷的强磁性，以及其他物质的顺磁性，可以进行选矿、探矿作 业。在环境保护方面，超导陶瓷的强磁性则被应用于废水处理，以达到清 除废水中重金属离子、细菌、病毒等物质。在电子工程方面，运用超导陶 瓷的约瑟夫效应，可以大大改善当前电子器械［2］：超导晶体管的体积将 越来越小，电子计算设备的运算速度越来越快。
（三） 生物活性陶瓷
一般的硅酸盐陶瓷材料为生物惰性材料。“生物活性”的概念最早由 Hench教授与20世纪70年代提出，他指出硅酸盐活性陶瓷的玻璃界面经 过化学反应，可以形成于骨组织的连接结构［3］。硅酸盐活性生物陶瓷具 有很好的能够与骨骼系统相配的力学性能。首先，此种材料具有较低的弹 性模量，以防止材料与骨骼界面界面产生的应力屏蔽现象，导致骨吸收。 其次，该种材料