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陶瓷材料
陶瓷材料化学键的特点是以离子键及共价键为主要结合力;陶瓷材料一般具有耐高温、耐腐蚀、高硬度、高强度以及具有某些特殊性能(如:压电性、磁性、光学性能等),这主要是由材料的化学组成(包括杂质等)和结构状态(包括晶体的结构,化学键的种类以及晶体中的缺陷等)所决定的。表8-1列出电负性差与键性质的关系。
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纳米陶瓷
由传统陶瓷发展到精细陶瓷是第二次飞跃,在这个期间,不论是原材料,还是制备工艺、产品性能和应用等许多方面都有长足的进展和提高,然而对于陶瓷材料的致命弱点——脆性问题——没有得到根本的解决。如室温下合成的TiO2陶瓷,它可以弯曲,其塑性变形高达100%,韧性极好。纳米陶瓷被称为是21世纪陶瓷。
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耐高温陶瓷材料
陶瓷材料的熔点和硬度一般均比金属材料高,又加上具有良好的绝缘性和化学稳定性(特别是抗氧化性),所以它在许多高温的技术领域中得到广泛的应用。下面我们介绍耐高温陶瓷材料。另一类是非金属之间的化合物,包括B或Si的碳化物和氮化物。陶瓷材料具有许多优异的性能,但它的韧性小,脆性大,不抗冲击。
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高温结构陶瓷
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1300℃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。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1300℃反应后获得也可用化学气相沉积法,使SiCl4和N2在H2气氛保护下反应,产物Si3N4沉积在石墨基体上,形成一层致密的Si3N4层。
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生物陶瓷
人体器官和组织由于种种原因需要修复或再造时,选用的材料要求生物相容性好,对肌体无免疫排异反应;血液相容性好,无溶血、凝血反应;不会引起代谢作用异常现象;目前已发展起来的生物合金、生物高分子和生物陶瓷基本上能满足这些要求。陶瓷材料要在生物工程中占有地位,必须考虑解决其性脆问题。
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生态建筑材料
关于生态建材的发展方式和对环境协调性的改进,日本学者三本良一教授总结了四类创新的方法和它们各自对环境协调性贡献大小的评价,即,产品改进,重新设计,功能创新和系统创新。(2)以最低资源和能源消耗、最小环境污染代价生产传统建筑材料,如用新型干法工艺技术生产高质量水泥材料。
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颅骨缺损
概述:颅骨缺损大都因开放性颅脑损伤或火器性穿透伤所致,部分病人是因手术减压或有病颅骨切除而残留骨缺损。因为单纯的颅骨成形术对脑外伤后功能性症状、精神障碍和外伤性癫痫等表现的治疗效果是难以预测的。自体骨虽然组织反应小,但需在供骨区和植骨区两处施术,增加病人痛苦且整形效果较差。
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组织工程学
人体组织损伤、缺损会导致功能障碍。组织工程学是80年代提出的一个崭新概念,它融合了工程学和生命科学的基本原理、基本理论、基本技术和基本方法,在体外构建一个有生物活性的种植体,植入体内修复组织缺损,替代器官功能;在材料学方面,主要涉及可降解高分子材料、陶瓷材料;
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电价规则
一个稳定的结构不仅在宏观范围内是电中性的,在原子尺度上也必须是电中性的。又如,在陶瓷材料中比较重要的金红石TiO2,由于rr-=0.48(小于0.732),所以阳离子的立方密堆,一个氧离子周围可形成6个八面体空隙,因此Ti4只填充一半的八面体空隙。