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无机非金属的晶体结构远比金属复杂

2018/5/29 17:34:31      点击:
无机非金属的晶体结构远比金属复杂
 高温结构陶瓷汽车发动机一般用铸铁铸造,耐热性能有一定限度。由于需要用冷却水冷却,热能散失严重,热效率只有30%左右。如果用高温结构陶瓷制造陶瓷发动机,发动机的工作温度能稳定在1 300 ℃左右,由于燃料充分燃烧而又不需要水冷系统,使热效率大幅度提高。用陶瓷材料做发动机,还可减轻汽车的质量,这对航天航空事业更具吸引力,用高温陶瓷取代高温合金来制造飞机上的涡轮发动机效果会更好。   目前已有多个国家的大的汽车公司试制无冷却式陶瓷发动机汽车。
我国也在1990年装配了一辆并完成了试车。陶瓷发动机的材料选用氮化硅,它的机械强度高、硬度高、热膨胀系数低、导热性好、化学稳定性高,是很好的高温陶瓷材料。氮化硅可用多种方法合成,工业上普遍采用高纯硅与纯氮在1 300 ℃反应后获得:   3Si+2N2→Si3N4 (1 300 ℃)   高温结构陶瓷除了氮化硅外,还有碳化硅(SiC)、二氧化锆(ZrO2)、氧化铝等。  
成分结构 在晶体结构上,无机非金属的晶体结构远比金属复杂,并且没有自由的电子。具有比金属键和纯共价键更强的离子键和混合键。这种化学键所特有的高键能、高键强赋予这一大类  无机非金属材料
材料以高熔点、高硬度、耐腐蚀、耐磨损、高强度和良好的抗氧化性等基本属性,以及宽广的导电性、隔热性、透光性及良好的铁电性、铁磁性和压电性。   硅酸盐材料是无机非金属材料的主要分支之一,硅酸盐材料是陶瓷的主要组成物质。