今天磐岩(www.jspanyan.com)的小编继续给大家介绍陶瓷电热材料。
碳/陶瓷复合材料
碳/陶瓷复合材料是一种古老而又新型的材料,早在15世纪初,人们就开始使用石墨和金属氧化物制造复合坩埚,16世纪制出的铅笔芯也是天然石墨和粘土制成的碳/陶瓷复合材料,但人们的认识尚浅,直到20世纪70年代后,美、日、英、德、苏等工业发达国家才相继开展对碳/陶瓷复合材料的全面研究,碳/陶瓷复合材料由于独特的性能,许多制造的新工艺、新技术应运而生,受到了材料研究者的关注。
碳/陶瓷复合材料的主要制备方法有:化学气相沉淀法、涂层法、浸渍法、纤维补强法、混合磨碎法、加压烧结法等。
李焰等人通过在高岭土中添加炭黑、石墨或二者混合物的方法制得了陶瓷复合材料,并对其电热性能进行了研究,当导电原料含量大于25%时,材料就成为电的良导体,发热温度达到400℃左右。乔英杰研究了Cr、TiC、SiC、B4C、Si等元素掺杂对碳/陶瓷复合材料电热性能的影响,其中Cr的掺杂有利于碳/陶瓷复合材料导电性能的改善,B4C的掺杂使其抗热震性能得到显著提高。
碳素材料具有热震性好、导电、自润滑、耐高温、便于机械加工等优良特性,但机械强度低、高温下易氧化,而一般陶瓷材料强度大,耐氧化性好,但其抗热震性差,润滑性差,难于进行机械加工。将碳素材料和陶瓷材料结合起来制成新型碳/陶瓷复合材料,发挥这两类材料才能互补的优势,可望制备出机械强度高、耐高温、耐腐蚀、耐磨损性好、抗氧化、抗热震能力强,并具备良好导电导热性、可机械加工性和自润滑能力的新型高性能材料,从而得到广泛应用。
结论
陶瓷电热材料与金属电热材料相比具有耐高温、耐腐蚀、抗氧化、电热转换效率高等优点,所以无论是高温领域还是中低温领域,陶瓷电热材料正逐步取代金属电热材料。但陶瓷电热材料自身也存在许多亟待改进的地方:
l 碳化硅材料在1350℃以上高温氧化气氛中使用,易造成碳化硅元件因强烈氧化而烧损,制约了其在更高温度领域的广泛应用。
l 铬酸镧材料合成工艺与烧结工艺匹配的问题解决得还不是很理想,在某种程度上阻碍了产品的开发速度,与国外产品存在较大差距。
l PTC陶瓷电热材料的居里温度不是太高,限制了其应用领域。
l 碳/陶瓷复合材料应用在发热方面的研究还有很多需要完善的地方。
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