说到陶瓷，对它的理解，往往首先想到的是一块瓷砖，一个碗盘，一件精美的工艺品，青花瓷等。
白釉黑花卧美人枕
知道图中这位俏皮的女孩是什么吗？它就是1983年陕西人民黄陵县黄帝陵附近出土的瓷枕——白釉黑花卧美人枕，为金世宗大定十六年（1176）制作。在古代没有空调的时候，陶瓷枕就成为了人们清凉避暑的首选神器。现在的日常生活的陶瓷也是随处可见，如负离子瓷砖、现代仿古砖、陶瓷大板、大理石瓷砖等等。
陶瓷的精美艺术确实让人为之着迷，但如果加上“特种”两个字，或许人们会简单地理解为“高科技产品”，普通的消费者或许会直接抛出“不知道”，总而言之，很少有人能准确地说出个所以然。那么，究竟什么是特种陶瓷？它都用在什么地方呢？
虽然也带“陶瓷”两个字，但特种陶瓷的各项性能却和传统陶瓷大为不同了。特种陶瓷又称精细陶瓷，指以高纯人工合成的无机化合物为原料，采用精密控制工艺烧结而制成的高性能陶瓷。特种陶瓷广泛应用于高温、腐蚀，电子、光学领域，作为一种新兴材料，以其优异的性能在材料领域独树一帜。按照性能及材质等特点分类，特种陶瓷大致分为结构陶瓷、功能陶瓷、半导体陶瓷、陶瓷纤维强化陶瓷基复合材料和金属陶瓷五大类。在实际研发和应用上，主要以结构陶瓷和功能陶瓷为主。
其中，结构陶瓷是指能作为工程结构材料使用的陶瓷，具有高强度、高硬度、高弹性模量、耐高温、耐磨损、抗热震等特性，因而在很多领域逐渐取代昂贵的超高合金钢或被应用到金属材料所不可胜任的领域，如发动机气缸套、轴瓦、密封圈、陶瓷切削刀具等。常见的结构陶瓷材料主要有氮化硅(Si3N4)、碳化硅(SiC)、氧化铝(A12O3)等。功能陶瓷是指具有电、磁、光、声、超导、化学、生物等特性，且可以相互进行功能转化的一类陶瓷。常见的功能陶瓷材料主要有电子陶瓷、热学和光学功能陶瓷、超导陶瓷等。下面就让我们一起来看看几种常见的结构陶瓷和功能陶瓷材料吧。
（1）氮化硅陶瓷：主要组成物是Si3N4，这是一种耐高温、高强度、高硬度、耐磨、耐腐蚀并能自润滑的高温结构陶瓷，素有陶瓷材料中的“全能冠军”之称。Si3N4陶瓷的线膨胀系数在各种陶瓷中最小，使用温度高达1400℃，具有极好的耐腐蚀性，除氢氟酸外，能耐其它各种酸的腐蚀，并能耐碱、各种金属的腐蚀，并具有优良的电绝缘性和耐辐射性。可用作高温轴承、在腐蚀介质中使用的密封环、热电偶套管、也可用作金属切削刀具。
（2）碳化硅陶瓷：主要成分是SiC，是一种高强度、高硬度的耐高温陶瓷，在1200～1400℃使用仍能保持高的抗弯强度，是目前高温强度最高的陶瓷，碳化硅陶瓷还具有良好的导热性、抗氧化性、导电性和高的冲击韧度。是良好的高温结构材料，可用于火箭尾喷管喷嘴、热电偶套管、炉管等高温下工作的部件；利用它的导热性可制作高温下的热交换器材料；利用它的高硬度和耐磨性制作砂轮、磨料等。
（3）氧化铝陶瓷：主要组成物为Al2O3，一般含量大于45%。氧化铝陶瓷具有各种优良的性能。耐高温，一般可要1600℃长期使用，耐腐蚀，高强度，其强度为普通陶瓷的2～3倍，高者可达5～6倍。其缺点是脆性大，不能接受突然的环境温度变化。用途极为广泛，可用作坩埚、发动机火花塞、高温耐火材料、热电偶套管、密封环等，也可作刀具和模具。
图4.5 功能陶瓷材料产品
（4）电子陶瓷：陶瓷大家族中一位活力四射的成员，不仅具有传统陶瓷的耐高温、耐腐蚀、耐风化等特性，而且在电、磁、声、光等方面具有许多优异的性能。常见的电子陶瓷材料有绝缘陶瓷，介电陶瓷、压电陶瓷、磁性陶瓷、半导体陶瓷、红外传感器用陶瓷和透明陶瓷等。其中，介电陶瓷的主要用途是制备储存电能的陶瓷电容器，目前全世界每年生产的陶瓷电容器高达几百亿支，大量用于集成电路的高密度设计和微波电路元件中。可以说，没有介质陶瓷，就没有今天的电子工业。
（5）超导陶瓷：指具有超导特性的功能陶瓷，其超导特性指在一定的临界温度时，超导陶瓷进入超导状态，电阻率趋向于零，且在磁场中其体内的磁感应强度也为零的特性。由于超导陶瓷具有上述特性，在输配电方面可以制造超导线圈无损耗地输配电，在交通运输方面可以制造磁悬浮高速列车和制备船舶和空间飞行器的电磁推进装置，在环保方面可以进行废水净化和去除毒物，在医药方面可以从血浆中分离血红细胞并正在研究抑制和杀死癌细胞，在高能物理方面利用其磁场加速高能粒子等
（6）气敏陶瓷：对某些气体很敏感，遇到这些气体分子就发生电性能的变化。常见的气敏陶瓷材料比如二氧化锡(SnO2),氧化锌(ZnO),氧化锆(ZrO2)等。这些材料可以用来做气体传感器，而且可以通过选择材料或者掺杂等方法做成只对特定的气体敏感，例如专门的酒精传感器、一氧化碳传感器等，有些还可以检测生化武器的毒气。日常生活中用于检测瓦斯、煤气等有毒、易燃、易爆气体的“电鼻子”，就是一种典型的气敏陶瓷制品。
（7）压敏陶瓷：是指电阻值随着外加电压变化有一显著的非线性变化的半导体陶瓷，具有非线性伏安特性，在某一临界电压下，压敏电阻陶瓷电阻值非常高，几乎没有电流，但当超过这一临界电压时，电阻将急剧变化，并有电流通过，随电压的少许增加，电流会很快增大。目前常见的压敏陶瓷主要有SiC、TiO2、SrTiO3和ZnO四大类，应用广、性能好的当属氧化锌压敏陶瓷，在电力系统、电子线路、家用电器等领域应用广泛，尤其在高性能浪涌吸收、过压保护、超导性能和无间隙避雷器方面的应用最为突出。
（8）热敏陶瓷：在工作温度范围内，电阻率明显随温度变化的一类功能陶瓷。主要用于制作热敏电阻器、温度传感器、加热器以及限流元件等。
总之，特种陶瓷是一种正在不断开发中的陶瓷材料产品，但原料的制取、材料的评价和利用技术等许多方面也仍有尚待解决的课题。不过，人们有充分理由相信，随着科学技术的飞速发展，在未来的制造业中将会有更多的特种陶瓷、智能陶瓷制品被引入和采用。不仅如此，伴随先进陶瓷各种功能的不断发掘，其在微电子工业、通讯产业、自动化控制和未来智能化技术等方面作为支撑材料的地位将日益显著，市场容量也将进一步提升。
