為了使陶瓷既可以耐高溫又不容易破碎,人們?cè)谥谱魈沾傻恼惩晾锛恿诵┙饘俜,因此制成了金屬陶瓷?由一種或幾種陶瓷相與金屬相或合金所組成的復(fù)合材料。廣義的金屬陶瓷還包括難熔化合物合金、硬質(zhì)合金、金屬粘結(jié)的金剛石工具材料。金屬陶瓷中的陶瓷相是具有高熔點(diǎn) 、高硬度的氧化物或難熔化合物,金屬相主要是過渡元素(鐵、鈷、鎳、鉻、鎢、鉬等)及其合金。
根據(jù)各組成相所占百分比不同,金屬陶瓷分為以陶瓷為基質(zhì)和以金屬為基質(zhì)兩類。陶瓷基金屬陶瓷主要有:①氧化物基金屬陶瓷。以氧化鋁、氧化鋯、氧化鎂、氧化鈹?shù)葹榛w,與金屬鎢、鉻或鈷復(fù)合而成,具有耐高溫、抗化學(xué)腐蝕、導(dǎo)熱性好、機(jī)械強(qiáng)度高等特點(diǎn),可用作導(dǎo)彈噴管襯套、熔煉金屬的坩堝和金屬切削刀具。②碳化物基金屬陶瓷。以碳化鈦、碳化硅、碳化鎢等為基體,與金屬鈷、鎳、鉻、鎢、鉬等金屬?gòu)?fù)合而成,具有高硬度、高耐磨性、耐高溫等特點(diǎn),用于制造切削刀具 、高溫軸承、密封環(huán)、撿絲模套及透平葉片。③氮化物基金屬陶瓷。以氮化鈦、氮化硼、氮化硅和氮化鉭為基體,具有超硬性、抗熱振性和良好的高溫蠕變性,應(yīng)用較少。
金屬陶瓷兼有金屬和陶瓷的優(yōu)點(diǎn),它密度小、硬度高、耐磨、導(dǎo)熱性好,不會(huì)因?yàn)轶E冷或驟熱而脆裂。另外,在金屬表面涂一層氣密性好、熔點(diǎn)高、傳熱性能很差的陶瓷涂層,也能防止金屬或合金在高溫下氧化或腐蝕。金屬陶瓷既具有金屬的韌性、高導(dǎo)熱性和良好的熱穩(wěn)定性,又具有陶瓷的耐高溫 、耐腐蝕和耐磨損等特性。
金屬陶瓷廣泛地應(yīng)用于火箭、導(dǎo)彈、超音速飛機(jī)的外殼、燃燒室的火焰噴口等地方。