陶瓷，是用物理化學方法制造出來的最早的人造材料。一萬多年以前，它的誕生使人類由舊石器時代進入了新石器時代。然而，陶瓷的脆性一直是它的致命弱點，如果能夠克服這個弱點，再加上它原有的耐磨、耐高溫、耐腐蝕等非常有價值的性能，那么陶瓷材料的前途將遠遠超過現(xiàn)代的優(yōu)質(zhì)合金。
可喜的是，經(jīng)過科學家的不懈努力，終于找到了克服陶瓷脆性的“藥方”。
首先，從改善內(nèi)部結(jié)構(gòu)著手。研究表明，在陶瓷的原料中添加少量的氧化釔、氧化鎂、氧化鈣等粉末，經(jīng)高溫煉制成氧化鋯陶瓷后，其中的氧化鋯便生成兩種晶體：立方晶體和四方晶體。當陶瓷受到外力作用時，四方晶體便變成一種單斜晶體，體積迅速“膨脹”。由于晶體的體積急速增大，進而可阻止陶瓷中原先存在的細微裂紋的擴展，陶瓷就不會破裂了。有人在氧化鋁坯料中加入二氧化鋯，當加入量為基體體積的15%時，陶瓷的硬度可以提高3倍，有人稱之為“陶瓷鋼”。
其次，將纖維均勻地分布于陶瓷的原料中，以提高陶瓷的強度和韌性，其原理與我們在石灰中加入紙筋相類似。這是因為，將纖維加入陶瓷原料中，具有以下三大作用：纖維不易拉斷，在工作時可承擔大部分外加負荷，減輕陶瓷的負擔，使裂紋不易產(chǎn)生；纖維與陶瓷體結(jié)合在一起后，具有很大的摩擦力，于是，陶瓷的韌性可以大大增加；即使陶瓷出現(xiàn)了細微裂紋，纖維也能將它們緊緊拉住，使裂紋不至于進一步擴展開來。
第三，還在改善陶瓷表面狀態(tài)方面下功夫。一般來說，陶瓷的斷裂大都從表面開始，因此，改善陶瓷表面狀態(tài)就猶如為防止陶瓷的破損設下了一道屏障。具體方法為：通過化學和機械拋光技術消除陶瓷的表面缺陷；對氮化硅、碳化硅等非氧化物，只要通過控制表面氧化技術，就可消除表面缺陷或使裂紋*端變鈍；通過熱處理也可達到表面強化或增韌的目的。
經(jīng)過特殊加工的陶瓷，再也不是那種碰不得、摔不起的“瓷娃娃”了，即使把它丟在水泥地上也毫無損傷。這種打不碎的陶瓷，目前已經(jīng)廣泛應用于一些高科技領域，如用來制造汽車、飛機、快艇的發(fā)動機和其他重要零部件。這類陶瓷材料無疑將有廣闊的發(fā)展前景。
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