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文献综述

摘要：本文主要介绍了莫来石陶瓷的各种合成方法、抗蠕变机理及其在各个领域的应用。进一步研究了以莫来石为基的高温抗蠕变材料，开发合成耐高温、抗蠕变和抗极冷极热的高品质莫来石材料。

关键词：莫来石陶瓷；高温抗蠕变；合成；抗蠕变机理

1引言

在国民经济迅速发展的同时，环境问题也日益严重，节能环保现已成为被各个国家密切关注的问题。陶瓷材料因其导热系数小、耐高温和无污染等优点，成为新一代节能环保材料。随着现代科学技术的发展，陶瓷材料在国民经济和人民生活中起着越来越重要的作用，已成为国民经济重要的支柱产业[1]。陶瓷材料以其高强度、高熔点、耐磨性好等优点被广泛应用于硅酸盐、动力、航空等工业领域[2]，其中，陶瓷耐高温性能好、使用寿命长的特性，使其可作为耐火材料如高温窑具、承烧板、推板等，在高温领域方面具有重要地位。随着现代加工工艺要求的不断提高，对陶瓷材料的高温力学性能要求也越来越高。高温蠕变性是指高温下材料由于自身重力或其它外应力的作用，形变随时间延长而增加的现象[3]。弯曲蠕变是陶瓷材料在高温环境下主要的破坏方式，很大程度上决定材料的工作温度和使用寿命，因而陶瓷材料的抗蠕变性能就尤其重要。

氧化铝陶瓷具有强度高、硬度大及抗氧化良好和化学性质稳定[4]的优点，是一种用途广泛的工程陶瓷材料。但氧化铝基陶瓷材料主要是以离子键或共价键结合的，位错势垒很高[5]，材料脆性很大，不能承受剧烈的热冲击，即抗热震性[6]较差。此外，氧化铝陶瓷虽然耐高温，但其抗蠕变性能较差。在氧化铝陶瓷越来越不能满足工业生产要求的情况下，莫来石陶瓷开始受到人们的关注。莫来石因具有抗热震稳定性好、荷重软化温度高、抗渣性好及较高的抗蠕变性等优良性能，被认为是一种耐火工业、电子、光学和高温结构等领域的重要侯选材料〔7〕。

莫来石最早在苏格兰Mull岛发现。直到1924年，莫来石以苏格兰的莫来岛命名。然而天然莫来石非常稀少，世界上至今没有发现具备开采经济价值的天然莫来石矿，我国天然莫来石在湖北武安县和河南省林县有所发现[8]。人造莫来石是常见且应用广泛的一种矿物。莫来石的工业生产始于60年代，70年代产量猛增，现在世界年产莫来石及其熟料制品约50万吨，因而研究莫来石的合成具有重要的意义[9]。

2陶瓷材料的高温蠕变

陶瓷材料在高温使用过程中，承受小于其断裂强度的某一定荷重时，发生高温形变，变形量随时间的延长而增加，甚至使材料破坏，这种现象称之为高温蠕变。蠕变（以下均指高温蠕变性）是陶瓷重要的高温力学性能。材料蠕变从宏观上表现为延展性，随着温度的升高，原子间相对运动剧烈，蠕变现象越来越明显。陶瓷材料的化学键主要是离子键、共价键或离子-共价混合键，具有明显的方向性，常温下陶瓷材料没有延展性[10]；而在高温下，当应力超过弹性极限，会产生一定塑性形变。

2.1陶瓷材料的塑性形变