稀土在陶瓷工業中有哪些應用

來源:未知 時間:2020-03-09 瀏覽:2690
1、應用于日用陶瓷

  稀土在日用陶瓷中的應用是作陶瓷顏料,含稀土陶瓷顏料的主要工業應用是利用鐠黃作瓷釉光亮的純黃色瓷磚釉料。這種顏色在溫度高達1000℃下仍是穩定的,可用于一次和二次燒成工藝。已占據較貴的錫黃釉料的大部分市場。歐洲最大的氧化鐠陶瓷色料用戶是意大利,它是擁有世界最大的瓷磚工業的國家之一。鐠黃(ZrO2-Pr6O11-SiO2)可用作瓷釉光亮的純黃色瓷磚。

  加入稀土元素,瓷釉會變得很有光澤。氧化鈰用作搪瓷制品的白色遮光劑,素坯上涂一層含25%氧化鈰的釉料,然后在900℃下燒制,與傳統的遮光劑相比,使用氧化鈰時呈暖白色。在二次燒成工藝中,氧化鈰同其它著色氧化物一起磨細加入到釉料中,使瓷的色彩更為光亮。氧化鈰用作搪瓷制品的白色遮光劑,氧化釔用于橙色陶瓷顏料,氧化釹陶瓷顏料呈淡紫色。

  2、應用于精細陶瓷

  隨著科學技術的發展,電子、信息、能源、空間、海洋工程以及軍事等高技術領域對新材料的要求,賦予了陶瓷新的生命,構成了一個新的陶瓷領域-精細陶瓷又稱高級陶瓷。它是在工業上使用的陶瓷基礎上,通過調整原料、控制化學組成、改進工藝方法、控制材料的顯微組織和結構等,使其成為具有某種特定性能的特殊陶瓷材料。精細陶瓷的種類極為廣泛,概括起來可分為功能陶瓷和高溫結構陶瓷兩大類。結構陶瓷主要利用其先進的力學性能制備各種機械結構零部件;功能陶瓷主要利用其特殊的電、磁、聲、光等性能來制備電容器陶瓷、磁性陶瓷、壓電陶瓷、導電陶瓷、電光陶瓷等。

  一般來講,稀土在陶瓷中并非主要成份,它只是做為一種添加劑。稀土氧化物在精細陶瓷中的應用,主要是作為添加劑來改進陶瓷的燒結性、致密度、顯微結構和相組成等以滿足在不同場合下使用的陶瓷的質量和性能要求。

 ?。?)精細陶瓷的主要分類

 ?、?結構陶瓷

  添加稀土的氮化硅陶瓷被認為是一種有發展前途的高溫結構材料,已被成功地用于發動機部件(如汽缸襯套、活塞頭和渦輪葉片),耐磨性強的噴嘴、切削工具和軸承等。西方生產燒結氮化硅的廠家有20多家,美國和日本各有8家。

  另一種添加稀土已獲廣泛應用的是氧化鋯增韌陶瓷,是70年代發展起來的一種新型結構陶瓷,加入稀土以后,便制得部分穩定的氧化鋯,這種部分穩定的氧化鋯比全穩定的氧化鋯要堅韌得多,生產這種陶瓷的廠家有24家,主要在日本、美國和英國等國家。目前已廣泛應用于熱障涂層、氧傳感器、熱敏電阻、高溫燃料電池、人造寶石等。

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  稀土功能陶瓷中的應用主要有陶瓷電容器、導電陶瓷、電光陶瓷、可變電阻等。陶瓷電容器加入稀土,主要是鑭或釹,可在大溫度范圍內有穩定的介電常數,以提高其使用壽命;導電陶瓷是一種鑭的鉻酸鹽陶瓷,在氧化環境中1900℃時仍保持穩定,可作加熱元件,潛在的應用是作燃料電池;電光陶瓷是利用電信號來改變光學性能的材料,在需要光信號控制的地方,特別是光纖通訊器件中,電光陶瓷的應用日益增大,加入稀土,一般是10%的鑭,到PLZT陶瓷中,可以改善其性能,顯著的效果是將PLZT的透光性由67%提高到98%。

 ?。?)精細陶瓷開發現狀

  據美國礦務局分析估計,1995年高級陶瓷的銷售額為70~110億美元之間,2000年則為59~200億美元,商務通信公司估測美國1995年高級陶瓷市場總額為42.95億美元,2000年則為64.22億美元。不過加稀土的陶瓷現在仍僅占一小部分份額,估計不到10%。#p#分頁標題#e#

  日本稀土資源十分匱乏,但包括稀土在功能陶瓷及結構陶瓷中的應用在內的稀土應用與開發,卻首屈一指。由日本的專利可以看出,日本發明的稀土與陶瓷有關發明中,最多的是電子陶瓷,占40%以上。美國和西歐在功能陶瓷研究和開發的總體水平落后于日本,但在陶瓷傳感器方面的研究具有很高水平,其成果多用于軍事領域。此外,稀土作為結構陶瓷的助燒劑和穩定劑也廣泛應用。國內研究功能陶瓷和結構陶瓷較多的是中國科學院上海硅酸鹽研究所,此外,清華大學、山東大學、中科院沈陽金屬研究所等單位也進行了這方面的研究。但總體來說,尚處于跟蹤世界高新技術陶瓷的發展,水平落后于日、美。



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