陶瓷的基本性能分析与优化

（1）力学性能

与金属材料相比，陶瓷具有很高的弹性模量和硬度（维氏硬度大于1500），气密性好，抗压强度较高，但脆性较大，韧性较低，抗拉强度很低。

（2）物理性能

陶瓷一般具有高的熔点（大多在2000℃温度以上气密性好），且在高温下具有极好的化学稳定性。它的导热性低于金属材料，同时还是良好的隔热材料。它的线膨胀系数比金属低，当温度发生变化时，陶瓷具有良好的尺寸稳定性，但其热导率小，当温度剧烈变化时易破裂，不能急热骤冷。大多数陶瓷具有良好的电绝缘性，因此被大量用于制造各种电压的绝缘器件，如电瓷。有的陶瓷还具有各种特殊的性能，如铁电陶瓷、磁性陶瓷等。但陶瓷的抗急冷、急热的性能差。

（3）化学性能

陶瓷的组织结构非常稳定，即使在1000℃高温下也不会被氧化，不会被酸、碱、盐和许多熔融的金属（如有色金属银、铜等）侵蚀，不会发生老化。

（4）电性能

陶瓷的导电性变化范围很广，大多数陶瓷都是良好的绝缘体，但也有不少具有导电性的特种陶瓷，如氧化物半导体陶瓷等。

工程常用陶瓷的种类、性能及应用如表13.1所示。

表13.1　工程常用陶瓷的种类、性能及应用

续表(www.xing528.com)

案例：砂轮的选材

（1）砂轮的工作

砂轮[见图13.1（a）]是用磨料和结合剂等制成的中央有通孔的圆形固结磨具，是磨具中用量最大、使用面最广的一种。砂轮在使用时被安装在砂轮机[见图13.1（b）]上高速旋转，适用于加工各种金属和非金属材料，可分别对工件的外圆、内圆、平面和各种型面等进行粗磨、半精磨和精磨，以及切断和开槽等。

（2）对砂轮的要求

砂轮要具有高硬度、足够的耐磨性和一定的抗压强度，容易被制成各种形状和尺寸。应如何选材？

（3）砂轮的选材

根据加工工件的材质来选择砂轮的材料，可以选用特种陶瓷中的氧化物陶瓷、碳化物陶瓷、氮化物陶瓷作为砂轮的磨料。按所用磨料的不同，砂轮可分为普通磨料（刚玉和碳化硅）砂轮和超硬磨料（金刚石和立方氮化硼）砂轮两类。

图13.1　砂轮及砂轮机

（a）砂轮；（b）砂轮机