在超硬高端材料領域,正確理解玻璃陶瓷和先進陶瓷的本質差異,對于材料選型、工藝設計和性能優化至關重要。盡管二者同屬無機非金屬材料,它們在微觀結構、制備工藝、典型應用和成本效益上都有顯著區別。下面,我們從四個方面為您梳理它們的不同特點,幫助您做出更明智的決策。
微觀結構
玻璃陶瓷
初始以非晶玻璃形式熔制,通過精確的二次熱處理,在基體中長出分布均勻、尺寸可控的微米級晶體。因此,玻璃陶瓷兼具玻璃相的整體性和晶體相的優良性能,表現出極低的熱膨脹系數、優異的抗裂性能和良好的可機械加工性。
先進陶瓷
以氧化物、氮化物或碳化物粉末為原料,經高溫燒結使晶粒致密結合。其晶界牢固,結構緊實且各向異性明顯,造就了極高的硬度和抗壓強度,但相對較脆,不易直接進行機械切削加工。
制備工藝
玻璃陶瓷
熔融—淬火:形成均勻的玻璃;
控制結晶:二次加熱,添加成核劑,促使均勻的微晶析出;
成型/精加工:車削和銑削可以在玻璃態或部分結晶狀態下進行
先進陶瓷
粉末制備:高純度氧化物/氮化物/碳化物的球磨;
成型:干壓、等靜壓、注漿、薄膜涂覆、3D打印;
燒結:常壓燒結、熱壓、氣壓燒結或SPS;
后處理:采用金剛石研磨、激光加工等精密方法
應用場景
行業 | 玻璃陶瓷 | 先進陶瓷 |
半導體與光刻 | 低膨脹光學平臺、掩模基板(Zerodur) | 導熱板、夾臂、真空吸盤等。 |
航天 | 穩定的鏡座、衛星熱控結構、激光陀螺儀腔 | Si?N?高溫軸承、SiC反射器 |
精密儀器 | 干涉儀支架、離子阱支架 | 氮化硅轉子、陶瓷量規底座 |
醫療與生物技術 | X射線透明平臺、人體植入物 | 氧化鋯植入物、醫用輸液泵 |