材料
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陶瓷
智能手机、液晶电视、电脑、汽车是在最尖端技术的驱动下诞生的产品。其中,陶瓷是不可缺少的材料。例如在智能手机中使用的微小电子元件“陶瓷电容器”,在一部手机里可达数百个之多。这类使用高精工艺生产的陶瓷部件被称为“先进陶瓷”(又称为特种陶瓷、精细陶瓷),它们为产品的高性能及小型化做出了贡献。
街道上随处可见的陶瓷制品,有输电线上的“绝缘子”。陶瓷具有坚硬、耐热的物理特性,很强的抗酸、防锈性能(耐腐蚀性),同时还不导电。先进陶瓷将陶瓷的特性发挥到了最大限度。
烧结粉末固化成形
陶瓷材料的定义是“既非金属,也非有机材料(树脂和橡胶等)的固体材料”。正因其范围广泛,像玻璃、水泥这些通常不会与陶瓷联系起来的材料,从广义上来说,也都是陶瓷的同类。
我们在日常生活中所熟知的陶瓷,通常指的是在历史上堪称中国代名词的“传统陶瓷”(陶瓷器)。先进陶瓷可以说是传统陶瓷的衍生品。
传统陶瓷是由粉末塑形并烧制成的物品。作为原料的粉末大致可分为天然矿物粉碎后直接使用的“天然原料”与“人工原料”。人工原料指的是从天然原料中提取出特定成分的高纯度粉末,或者由人工合成的化合物。
先进陶瓷制品是由人工原料制造的。高纯度的超细人工原料,颗粒均匀,构成也可以自由配比。通过采用精确的化学计量和新型制备技术制成的先进陶瓷可以弥补传统陶瓷的缺陷,附加新的功能。
煅烧之后为什么会变得坚硬
本文所指陶瓷的硬度为摩擦表面时不易呈现划痕的程度(摩氏硬度)。由于许多先进陶瓷比金属更坚硬,当两者相互摩擦时,金属表面会产生划痕。但是当施加足够外力时,金属会产生变形,而陶瓷制品则会破碎,陶瓷具有高硬度与高脆性的特点。
陶瓷硬度的关键在于煅烧过程。在煅烧前,粉末颗粒是以独立状态存在的;通过高温加热,粉末彼此结合为一体,形成更大的颗粒。同时,颗粒之间的间隙变小或消失。当材料中的颗粒以非常密的状态结合在一起时,就构成了高硬度的陶瓷。
另外,与构成金属和有机材料的原子相比,陶瓷材料中原子之间的结合力更为强大。正因如此,陶瓷材料具备了耐热和耐腐蚀等特有的性质。
(选自《科学世界》,有删改)
下列关于先进陶瓷,表述不正确的一项是
A. 先进陶瓷为产品的高性能及小型化做出了贡献。
B. 先进陶瓷实为传统陶瓷的衍生品。
C. 从广义上来说,先进陶瓷与玻璃、水泥为不同种类材料。
D. 先进陶瓷通过采用精确的化学计量和新型制备技术制成,可以弥补传统陶瓷的缺陷。
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