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生活中经常用到碗和餐具,我们一不小心,碗摔倒在地上就碎成渣渣啦,可是摔不碎的碗你有见过吗?
陶瓷是我们日常生活中必不可少的用品,好多餐具都是用陶瓷做的。中国的陶瓷史可以追溯到年以前,瓷器的发展也经历了年,先辈们积累了灿烂的陶瓷文化硕果,这是中华民族的骄傲,也为人类文明的进步做出了巨大的贡献。时至今日,陶瓷不但在我们日常生活中必不可少,而且也应用到几乎所有的工业领域,发挥着不可替代的作用。
精美的陶瓷制品不但提供了各种实用功能,而且还可以装饰我们的生活。陶瓷也有缺点,那就是它没有韧性,非常容易碎裂。有没有不易碎的陶瓷的碗呢?看看纳米材料能不能帮上我们的忙。
陶瓷在历史上出现过三次大飞跃:从陶器到瓷器,这是第-一次重大飞跃。20世纪四五十年代,一些强度高、性能好的陶瓷材料出现了,并被广泛应用于工业领域,从传统陶瓷到工程陶瓷,这是陶瓷发展史上的第二次重大飞跃。现在陶瓷业正从工程陶瓷进入到纳米陶瓷的阶段,这是陶瓷发展史上的第三次重大飞跃。纳米材料的特性之一就是具有很高的强度硬度并有良好的可塑性和韧性。材料科学家认为,纳米材料的诞生给人们制造“摔不碎的碗”带来了希望。
俗话说:江山易改,本性难移。但在人类无穷的智慧和创造力面前,什么都是可以改变的。脆弱的陶瓷发展到非常坚硬、很有弹性、能耐高温、能够导电......这不生动说明,本性也是“可移”的吗?
早在20世纪80年代,德国科学家就在实验室成功制备山了在80C左右表现出良好可塑性的纳米氟化钙材料。瓦克和尼爱等人在二氧化锆中加人粒径小于纳米的氧化钇粒子,观察到了超塑性(超塑性是指在受到一定力量拉伸时,材料伸长量与其原始长度的比超过%的现象),他们在此材料基础上又加人了20%氧化铝,制成平均粒径为纳米的陶瓷,其超朝性可达%~%,如果用这样的陶瓷做成碗,那么掉在地上就不会碎了。
这样的陶瓷用来做碗很可惜了,科学家正在研究把这种陶瓷用在发动机的气缸上。目前,气缸是使用金属做的,这就要求气缸里燃料的燃烧温度不能太高,否则可能会把气缸烧化,所以要有冷却系统来给气缸降温,但是燃烧的温度越高,发动机的动力越足。所以为了提高汽车的动力,人们想到了陶瓷,过去因为陶瓷很脆,经不起机械振动,虽然能耐高温也无法用来制造气缸。现在情况不同了,纳米陶瓷正在逐步用来优化传统的金属气缸。人们先是在气缸的内部喷涂上陶瓷材料,这样就大大提高了燃烧的效率。现在正试验用陶瓷做气缸和活塞,不加冷却,工作温度就可达到1~C。美国用氮化硅做成的发动机在每分钟5万转的转速下运转了小时。日本已研制成功全陶瓷发动机。西方发达国家还研制了不令却发动机及可供运兵车和自行火炮等使用的复合柴油机。所用的不冷却发动机在主要高温零件上采用了二氧化锆陶瓷涂层隔热,同水冷柴油机相比,大大减少了零件、体积、重量、冷却水,并降低了耗油率。
此外,纳米陶瓷还可以用在其他需要抗高温的地方。年5月24日,美国“阿特兰蒂斯”号航天飞机又一次完成太空旅行,穿过薄薄的云层,在佛罗里达州肯尼迪航天中心降落。航天飞机在穿越大气层时,与空气摩擦产生高温,其头锥部分温度最高达C。在这样的高温下,般材料都将化为灰烬。那么,“阿特兰蒂斯”为什么会安然无恙呢?原来,它的外部穿着一种特殊的“保护装”一隔热瓷瓦,有了它,航天飞机才能经受“酷热”的考验,潇洒自如地上天落地。
前不久我国科研人员研制出了陶瓷人造骨,这样一些严重骨挫的病人就可以采用人造骨头,从而像原来一样健康的生活。
这是一种新的研发领域,相信它会发展的更好,会造福大家,引领世界科技水平,丰富我们的生活,带着我们走向更好!!!