高性能結(jié)構(gòu)陶瓷具有高強(qiáng)、高韌、低密度、高硬和耐高溫抗蠕變、耐磨損、耐腐蝕和化學(xué)穩(wěn)定性好等優(yōu)異的性能，已逐步成為尖端技術(shù)不可缺少的關(guān)鍵材料。氮化硅基復(fù)相陶瓷及碳化硅表面梯度復(fù)相陶瓷都是陶瓷發(fā)動(dòng)機(jī)的最佳選材。氧化鋯復(fù)相陶瓷具有高的室溫強(qiáng)度和斷裂韌性，可以用它來(lái)制作陶瓷發(fā)動(dòng)機(jī)的活塞頂。而在耐磨部件的研制中，已有不少金屬部件被陶瓷部件取代并有良好的效果。用作耐磨部件的陶瓷要求具有高硬度、高耐磨性、耐高溫和對(duì)金屬的不粘和性即自潤(rùn)滑性，因此高性能結(jié)構(gòu)陶瓷被用做高速切削和精密切削的刀具、各種閥類及球磨機(jī)內(nèi)襯、研缽等。

此外高性能結(jié)構(gòu)陶瓷還廣泛應(yīng)用于其它行業(yè)，在軍事上用陶瓷作裝甲材料；利用陶瓷良好的抗腐蝕和抗熱震性，使其成為高溫?zé)峤粨Q器的理想材料；由于高性能結(jié)構(gòu)陶瓷的耐磨、耐腐蝕、高強(qiáng)度、低摩擦系數(shù)以及其生物相容性，在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域有了廣闊的發(fā)展空間；在涂層方面和隔熱方面，高性能結(jié)構(gòu)陶瓷也充分顯示了它的功效。

結(jié)構(gòu)陶瓷主要有：切削工具、模具、耐磨零件、泵和閥部件、發(fā)動(dòng)機(jī)部件、熱交換器和裝甲等。主要材料有氮化硅(Si3N4)、碳化硅(SiC)、二氧化鋯(ZrO2)、碳化硼(B4C)、二硼化鈦(TiB2)、氧化鋁(A12O3)和塞隆(Sialon)等。

（1）Si3N4基陶瓷材料

C纖維補(bǔ)強(qiáng)Si3N4基陶瓷材料，用ZrO2的變相效應(yīng)防止由于纖維與基體的熱膨脹系數(shù)上的不匹配而產(chǎn)生的裂紋，所獲得的復(fù)合材料的斷裂韌性提高5倍。氮化硅陶瓷以其優(yōu)異的綜合性能和豐富的資源成為高性能陶瓷中最有應(yīng)用潛力的一種用作切削工具，每年約有140噸氮化硅粉末用于刀具制造，價(jià)值約3億美元。

（2）碳化硅基陶瓷

用熱壓工藝制得的碳化硅陶瓷，其密度可以接近理論密度，彎曲強(qiáng)度即使在1400℃左右的高溫仍可達(dá)到500～600MPa。用CVI法制得的C纖維補(bǔ)強(qiáng)的碳化硅復(fù)合材料，強(qiáng)度為520MPa，而斷裂韌性達(dá)到16.5MPa·m。加入25vo1％TiB的碳化硅復(fù)相陶瓷，如果嚴(yán)格控制起始的顆粒尺寸，可使強(qiáng)度達(dá)到888MPa，斷裂強(qiáng)度達(dá)到8.8MPa·m?？梢哉f(shuō)碳化硅是高溫空氣中強(qiáng)度最高的材料，其熱導(dǎo)率僅次于氧化鈹陶瓷材料。中國(guó)有很多企業(yè)生產(chǎn)碳化硅粉，其中很大一部分出口，但是主要都是低品味的用于制造耐火磚用的碳化硅粉。東歐有15萬(wàn)噸／年的生產(chǎn)能力，北美的生產(chǎn)量為10萬(wàn)噸／年。高純、高活性的碳化硅微細(xì)粉價(jià)格很高，為14-40美元／公斤，年需求額約1500萬(wàn)美元，這種粉末用于制造高性能的碳化硅陶瓷。

（3）氧化鋯增韌陶瓷

氧化鋯增韌陶瓷在結(jié)構(gòu)陶瓷研究中取得了重大的進(jìn)展，經(jīng)過(guò)增韌的陶瓷品種也很多，目前已經(jīng)知道的可使氧化鋯穩(wěn)定的添加物有：氧化鎂、氧化鈣、氧化鑭、氧化釔、氧化鈰等單一的氧化物或它們的復(fù)合氧化物。被增韌的材料，除了穩(wěn)定的氧化鋯以外，還有氧化鋁、氧化釷、尖晶石、莫來(lái)石等氧化物陶瓷。在氧化鋁中添加16vo1％的氧化鋯增韌處理，得到材料的強(qiáng)度為1200MPa，斷裂韌性為15.OMPa.m。氧化鋯增韌陶瓷材料在室溫下具有最高的強(qiáng)度和斷裂韌性，今后將著重提高其高溫的性能。

 

 

功能陶瓷材料

功能陶瓷是知識(shí)和技術(shù)密集型產(chǎn)品。人們先后發(fā)現(xiàn)了氧化物導(dǎo)體，固體電解質(zhì)，壓電、非線性光學(xué)材料，鐵氧體、記憶材料，太陽(yáng)能電池，高溫氧化物超導(dǎo)體等。隨著電子產(chǎn)品向輕薄短小、多功能、高可靠性和高密度表面、高集成化的發(fā)展，功能材料也有著不斷的發(fā)展

功能陶瓷的品種繁多，這類材料具有微波介電性能、氣敏性能、超導(dǎo)性能、電阻梯度性能、鐵電性能及其相變行為、多層驅(qū)動(dòng)性、弛豫性能等多種優(yōu)良的功能，應(yīng)用十分廣泛。

（1）電子絕緣材料

目前國(guó)內(nèi)外常用的電子絕緣材料是A1203。近年來(lái)出現(xiàn)的新型電子絕緣材料，如A1N陶瓷，具有高強(qiáng)度、高絕緣性、低介電常數(shù)、高的熱導(dǎo)率等優(yōu)良的性能，且其熱膨脹系數(shù)能夠與單晶硅相匹配，主要應(yīng)用是作為大規(guī)模集成電路和電力模塊電路的散熱基板。

（2）電介質(zhì)材料

用于調(diào)諧電路、保護(hù)邏輯及記憶單元的陶瓷電容器介質(zhì)材料多數(shù)為BaTi03基材料，此外還有高介的復(fù)合鈣鈦礦材料，以研制出頻率為105Hz時(shí)，介電常數(shù)高達(dá)1O5的高介材料目前晶界層電容器的出現(xiàn)，使常規(guī)瓷介電容器的介電常數(shù)提高數(shù)倍甚至數(shù)十倍。

（3）壓電陶瓷材料

常用的壓電元件：傳感器、氣體點(diǎn)火器、報(bào)警器、音響設(shè)備、醫(yī)療診斷設(shè)備及通訊等。通常的壓電材料是PZT，新型的壓電陶瓷材料主要有：高靈敏、高穩(wěn)定壓電陶瓷材料、電致伸縮陶瓷材料，熱釋電陶瓷材料等。

（4）磁性陶瓷材料

磁性陶瓷材料可分為硬磁性和軟磁性材料兩類，前者不易磁化，也不易失去磁性。代表性硬磁材料為鐵氧體磁鐵和稀土磁體，主要用于磁鐵和磁存儲(chǔ)元件。軟磁性材料易磁化及去磁，磁場(chǎng)方向可以改變，主要用于交變磁場(chǎng)響應(yīng)的電子部件。

（5）超導(dǎo)陶瓷材料

從二十世紀(jì)8O年代對(duì)超導(dǎo)陶瓷的研究有重大突破以來(lái)，對(duì)高溫超導(dǎo)陶瓷材料的研究及應(yīng)用就倍受關(guān)注。近十幾年以來(lái)，我國(guó)在這方面的研究一直處于世界先進(jìn)水平。目前高溫超導(dǎo)材料的應(yīng)用正朝著大電流應(yīng)用、電子學(xué)應(yīng)用、抗磁性等方面發(fā)展。

（6）抗殺菌陶瓷材料

抗殺菌陶瓷材料是隨著科學(xué)的發(fā)展及社會(huì)的文明而產(chǎn)生的新一代功能材料。無(wú)機(jī)抗殺菌劑按作用于微生物的機(jī)理可分為三類：一類是主要通過(guò)物理吸附或離子交換將銀、銅、鋅等具有抗殺菌作用的金屬或其離子固定在沸石、磷灰石、硅膠、玻璃等無(wú)機(jī)材料載體上而制成；第二類是二氧化鈦粒子光催化抗殺菌劑，二氧化鈦在光照下能使氧分子變成活性氧，使水產(chǎn)生活性氧自由基而發(fā)揮抗菌殺菌的作用；第三類是具有遠(yuǎn)紅外輻射功能的抗殺菌材料，遠(yuǎn)紅外線的抗殺菌功能效果有限，因此這種材料必須與前兩種材料配合使用，才能有更好的應(yīng)用價(jià)值。