新型陶瓷在日本称为精细陶瓷,在美国称为现代陶瓷,我国称为特种陶瓷。根据它的性能和工艺持点.并为了使它与传统陶瓷的概念区别开来,尽管它的种类繁多,人们一般统称之为新型陶瓷、现代陶瓷或高技术陶瓷。
新型陶瓷是在传统陶瓷的基础上发展起来的。但远远超出了传统陶瓷的范畴。传统陶瓷基本上是以牯土等天然硅酸盐矿物为原料的烧结体。而新型陶瓷则是采用高度精选的原料,按照特别设计的制造工艺生产,具有能精确控制的化学组成和优异特性的陶瓷。正是由于新型陶瓷在原料、工艺、产品结构和形式上经过特殊处理,从而使得新型陶瓷不但在耐热性,机械强度、耐腐蚀性、电磁特性等方面达到更高的要求,而且在韧性、塑性、耐磨性等方面有重大的改进。
根据使用的性能,新型陶瓷一般分为结构陶瓷和功能陶瓷。结构陶瓷是指氮化硅、碳化硅等高强度的结构材料;功能陶瓷是指具有电学、磁学、光学、化学、生物体等功能的陶瓷材料。由此也可看出,新型陶瓷在材料科学中占据非常特殊的位置。
尽管金属材料或有机高分子材料在材料技术发展过程中曾处于重要的地位,而且对这些材料已进行了很多的研究,设计材料所需的资料亦很多;而新型陶瓷的发展历史比较短,在广度和深度上都比不上金属材料,还没有形成广泛的商品市场。然而,新型陶瓷仅以现有的研究成果就足以说明:它比金属材料、有机高分子材料具有更多实用价值的功能。在耐高温、耐磨损、耐腐蚀、高强度、导电性、磁性、生物适应性等一系列性能方面为其他材料所望尘莫及。特别是近年来,科学家借助增韧机理,在提高陶瓷的韧性上取得有益的进展,使新型陶瓷的性能日臻完美。
另一方面,从资源角度看,新型陶瓷的主要原料氧化物(Al2O3、SiO2、MgO)、氮化物(Si3N4、AlN、BN)碳化物(SiC、B4C、WC、Li2C2、硼化物(ZrB2、TiB2、LaB6)等资源在地球上相当丰富,且易得到。特别是当今世界石油资源日益减少,能源危机波及发达国家的支柱工业。如美国的交通运输业——耗掉石油量一般占当年石油总量的60%。因此,人们早就在寻求一种功率大、热效高、耗能低、重量轻、体积小、价廉耐用的新型发动机。用新型陶瓷材料制造的发动机,就是过去10年人们在这一领域的最重要的研究成果。据资料表明:陶瓷发动机可以把工作温度从1000℃提高到1300℃,无需冷却系统,使发动机把原来损失在冷却系统中的能源转变为动力,从而使发动机的热效益从30%提高到50%左右,重量减轻20%,油耗节省30~50%,还可以使用替代燃料。美国福特公司的专家曾估计,要是美国的汽车全部使用陶瓷发动机,可节约5亿桶石油,按目前价格相当于180亿美元。如果全世界的汽车都用上陶瓷发动机,那么人类使用石油这种非再生能源的时间将会大大延长,这将给全世界共同面临的能源危机注入一线生机。此外,该领域对战略材料钛、钴、镍以及超级合金的依赖将减少到目前使用总量的5%左右。
这就是为什么发达国家掀起了一股“陶瓷热”——新型陶瓷的开发和研究风靡日本、美国、西德等国的重要原因。