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特种耐火材料的研究与发展方向

更新时间：2013-08-01 09:26 浏览数：次【打印】【关闭】

特种耐火材料（特种陶瓷或称无机非金属材料）是髙新技术产业发展的三大基础材料之一。人类文明、社会进步的整个历史与材料发展休戚相关。数千年来，人类文明史往往以一种特定的材料发展来表征各个历史时期，由于这些新材料的出现，成功地推动了社会的进步，提高了人类的物质文明。20世纪以来，科学技术的发展加速了新材料的不断涌现，又促使高新技术产业像雨后春笋般地蓬勃发展起来。典型的例子如单晶硅的研制成功，推动了微电子工业的发展；光导纤维的出现，带来了信息产业的新时代：高温超导材料硅酸钙板与纤维水泥板的发现，将对未来能源、交通等产业产生不可低估的影响2特种耐火材料的发展虽不到一个世纪，但是作为结构和功能两大主要应用方面发展极其迅速，1997年国际市场为162亿美元，2000年全球市场约在250亿美元左右，本世纪初特种陶瓷的国际市场规模预计将达到500亿美元。特种耐火材料不同的化学组成和组织结构决定了它不同的特殊性质和功能，如高强度、髙硬度、高韧性、耐腐蚀、导电、绝缘、磁性、透光、半导体以及压电、光电、电光、声光、磁光等。由于性能特殊，硅酸钙板类别的防火材料可作为结构材料和功能材料应用于机械、电子、化工、冶炼、能源、医学、激光、核反应、宇航等方面。由于各种功能的不断发现，在微电子工业，通讯产业、自动化控制和未来智能化技术等方面作为主要支撑材料的地位将日益明显，特别是随着轻钢龙骨吊顶材料向微型业、集成化、多功能化方向发展，不仅对品种、质量和数量将有更高要求，而且期待着新的功能产品不断涌现。为此一些经济发达国家，特别是日本、美国和西欧国家，包括屮国，为了加速新技术革命，为新型产业的发展奠定物质基础，投人了大量人力、物力和财力从事这类材枓的基础理论、工艺技术、应用技术的研究开发，包括高温、高强度、高硬度、抗腐蚀的氧化物和难熔化合物轻钢龙骨结构材料的研制；铁电、压电、介电和半导体等信息功能材料的研制；增韧和复合材料的研制；硅酸钙板材料可靠性和无损评价技术的研究；超细粉体和纳米材料的制备研究；以及增韧陶瓷刀具、航天烧失材料的研制等，发展十分迅速，在技术上有很大突破，取得了显著成果。例如自20世纪70年代能源危机以来，各国以热机为目标，投人大量研究经费和人力，以氧化物、难熔化合物以及它们的复合材料为主，开展了材料的組分与结构设计、制备工艺研究、材料与部件的可靠性研究等。到90年代，材枓的强度和韧性均取得重大突破，目前应用的主要障碍是在成本和可靠性上。随着低成本制备技术和均匀可靠性的提髙，预计作为热机应用有望在21世纪初取得突破。又例如，近年发展起来的全新科学技术-纳米技术，它将成为新世纪更重要的高新技术，也将越来越受到世界各国科学家的关注。纳米技术应用在特种耐火材料的开发上，有望克服以往材料自身的缺陷，如脆性、均匀性、韧性、可靠性等，所以有科学家预言，纳米技术是解决特种耐火材料致命弱点的战略途径。纳米级特种耐火材料的研究与开发将是21世纪的一个新课题。

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