煉焦爐

[拼音]：jinshu taoci

[英文]：cermets

由金屬和陶瓷性非金屬組成的燒結材料。廣義的金屬陶瓷還包括難熔化合物合金、硬質合金、彌散型核燃料元件和控制棒、金屬粘結的金剛石工具材料等。狹義的金屬陶瓷是指難熔化合物與金屬的燒結材料。19世紀末，英國人穆瓦桑(J.Moissan)研製了多種難熔化合物。1914年德國人洛曼(H.Lohmann)等首次將 80～95％的難熔化合物與金屬粉末混合製得了燒結金屬陶瓷。1917年美國人利布曼(A.J.Liebmann)等用氧化物、鎢、鐵、碳等成分製造了高硬表面的拉絲模。1923年德國人施勒特爾(K.Schrter)首次製成了效能良好的燒結WC－Co硬質合金。40年代後期，美國布萊克本(A.R.Blackburnn)等研究成功了Cr-Al2O3金屬陶瓷。中國於1958年開始研製高溫金屬陶瓷材料。

難熔化合物

主要指以過渡族金屬元素(鈦、鋯、鉿、釩、鈮、鉭、鉻、鎢、鉬等)與碳、硼、氮、矽等形成的化合物。有時也包括高熔點的非金屬化合物，如B4C、Si3N4等。大多數碳化物、硼化物、氮化物的熔點比其金屬組分的熔點高，熔點比大於1；而矽化物的熔點則低於其金屬組分的熔點，熔點比小於1（見表）。

難熔化合物硬度很高，其硬度按矽化物、氮化物、碳化物、硼化物次序而增加；難熔化合物的脆性大，常溫下很難變形，它們的抗熱震性也差。在難熔化合物中加入金屬作為粘結相，可以增加其強韌性裹a href='http://www.baiven.com/baike/225/315630.html' target='_blank' >透納瓶穀日鸚浴Ａ街幟訝芻銜鎰槌傻暮轄鶩芨納頗承┓矯嫻男閱埽繒廡┖轄鸕娜任榷ㄐ砸話惚鵲ヒ壞哪訝芻銜鏌謾Ⅻ/p>

難熔化合物，特別是非金屬難熔化合物，如碳化硼、碳化矽等，其化學穩定性都很高，耐酸、鹼腐蝕，抗氧化性好。含硼、矽的難熔化合物製品在氧化氣氛中，表面形成防止氧繼續擴散的緻密膜。難熔化合物及其合金對熔鹽、熔融金屬、熔渣等的耐腐蝕性比氧化物耐火材料要高，硼化物對熔融金屬尤為穩定。

生產工藝

難熔化合物產品一般都是粉末狀，然後用粉末冶金方法制成陶瓷或金屬陶瓷製品。各種原料粉末新增成形劑混合均勻後，可用粉漿澆注、模壓、擠壓、熱壓、等靜壓等方法成形，然後在保護氣氛或真空中進行燒結（見粉末冶金成形，粉末冶金燒結）。此外，先將陶瓷相製成具有一定強度的多孔骨架，然後再往孔隙中滲入金屬相也是製造金屬陶瓷製品的可行途徑。

浸潤性對製造工藝與強度的影響

金屬陶瓷的製造工藝和製品的強度與金屬相和非金屬相間的浸潤性好壞有很大的關係。浸潤性好時，製作工藝容易且製品強度高，反之則製造困難且強度較差。浸潤性以浸潤角大小來表示（見圖）。

圖中γ(液氣)、γ(固液)、γ(固氣)各為液體-氣體，固體-液體，固體-氣體之間的介面表面張力。圖a浸潤角θ＜90°表明液相浸潤固相;圖bθ＞90°表明液相與固相不浸潤。浸潤角θ＝0°時，液相完全浸潤固相。

金屬陶瓷都有兩相以上的結構，兩相的結合強度與它們之間的浸潤性有關，因此在製作金屬陶瓷材料時需要考慮下列因素：

（1）金屬相浸潤陶瓷相的程度；

（2）可通過改變金屬與陶瓷的相組成來改善它們之間的浸潤性；

（3）有時通過在兩相介面上產生少量的第三相也可以改善兩相之間的結合強度。

用途

金屬陶瓷粉末用熱噴塗的方法噴焊到工件的表面形成耐磨的表面層，可以大大延長工件的使用壽命。也用金屬陶瓷粉末製成各種堆焊焊條，把它堆焊在各種機械的易磨損部位上，還可把金屬陶瓷製成薄片，貼焊在某些機械零件的表面上，從而提高它的高溫耐磨性及耐蝕性。難熔化合物燒結材料和金屬陶瓷還可以做成各種零件，滿足一些特殊用途的要求。例如：硼元素有較大的中子吸收截面，因此燒結碳化硼可用作原子反應堆的控制棒。燒結碳化鉻製成的塊規有很好的耐磨性和尺寸穩定性。硼化鋯和氧化鋯材料耐高溫，有優良的導電性、導熱性和化學穩定性，可用作高溫電熱元件、火焰噴管、冶煉用坩堝等。燒結氮化矽可用作高溫耐蝕的軸承和密封環。碳化鈦金屬陶瓷可用作切削工具、模具和化工零件，又是高溫渦輪葉片可能採用的材料。鉻-氧化鋁金屬陶瓷可用作爐管、熱電偶保護套、高溫噴嘴等，用它作擠壓銅材的模具，壽命比模具鋼提高10倍以上。但是由於金屬陶瓷有脆性大和難加工的缺點，因此實用上仍受到不少限制。