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【原创】关键时刻,这些陶瓷能“救你一命”!

山川

2021.2.26  |  点击 6150次

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导读 陶瓷其实很多方面在发挥着保卫生命安全的作用,今天我们就来了解一下,哪些陶瓷充当着“安全卫士”,又有哪些陶瓷能够“治病救人”。

中国粉体网讯  今天小编无意间看到了2019年的一条旧闻,说的是一名澳大利亚男性曾在大火肆虐的情况下,奇迹般地逃过了火灾,毫发无伤。


这名男子之所以能逃离火灾,是因为他在火灾发生前一天,用陶瓷纤维做了一个棺材大小的窑洞。火灾发生时,他就躲在这个窖中,保住了性命。



这位老兄能活下来,可以说陶瓷纤维立了大功。其实,有些陶瓷本就是很好的耐火绝热材料,这个很多人都知道。在其它方面,陶瓷其实也在发挥着保卫生命安全的作用,今天我们就来了解一下,哪些陶瓷充当着“安全卫士”,又有哪些陶瓷能够“治病救人”。


耐火陶瓷纤维


陶瓷纤维是一种纤维状轻质耐火材料,具有重量轻、耐高温、热稳定性好、导热率低、比热小及耐机械震动等优点,因而在机械、冶金、化工、石油、陶瓷、玻璃、电子等行业都得到了广泛的应用。同时,它在消防领域也有重要应用,如用于制备家庭用防火门、防火帘、灭火毯、接火花用垫子和隔热覆盖等防火缝制品,也用在一些高档写字楼中的档案库、金库、保险柜等重要场所的绝热、防火隔层,消防自动防火帘。



(陶瓷纤维灭火毯:图片来源于网络)


清华大学曾在《科学进展》上发表过一篇研究成果,他们的的研究团队研发出一种“海绵陶瓷”,这种新型陶瓷材料超轻、耐热,完全不存在传统消费陶瓷的脆性问题,而且其制备过程快速、经济,应用在隔热、消防人员防护服和水过滤等领域。


敏感陶瓷


敏感陶瓷主要有气敏陶瓷、声敏陶瓷、湿敏陶瓷等。其中气敏陶瓷、声敏陶瓷等可用于“危险报警器”。如声敏陶瓷可有效识别风暴产生的声波,用于沿海气象站可对恶劣天气的预警。而气敏陶瓷的应用更加靠谱,生活中有很多气体会对人类造成威胁,比如一氧化碳等易燃易爆气体,尤其是在煤矿的矿井中有一种危害矿工生命的气体——瓦斯,它不仅会令人窒息,而且一旦爆炸,后果不堪设想,气敏陶瓷就可以解决这个问题。


气敏陶瓷是通过与气体接触时电阻的变化来检测低浓度气体的。半导体表面吸附气体分子时,其电导率将随半导体类型和气体分子种类的不同而变化。气体吸附一般分物理吸附和化学吸附两大类。前者吸附热低,可以是多分子层吸附,无选择性。后者吸附热高,只能是单分子吸附,有选择性。在一般情况下,物理吸附和化学吸附同时存在。在常温下物理吸附是吸附的主要形式,随着温度的升高,化学吸附增加,至某一温度达到最大值。超过最大值后,气体解吸的几率增加,物理吸附和化学吸附同时减少。


气敏陶瓷一般可以分为表面效应和体效应两种类型。按制造方法和结构形式,可分为烧结型、薄膜型及厚膜型。但通常气敏陶瓷是按照使用材料的成分划分为SnO2、ZnO、Fe2O3等系列。


可以说,气敏陶瓷在火灾与危险气体预警方面有着非常重要的应用。


在医学领域的应用


陶瓷在医学上的应用已经持续很多年了,不论是用于生物医学材料还是用于医学设备,已经挽救了很多人的生命。在去年,青岛市中心医院曾为56岁的患者进行了“股骨头坏死病灶清除、人工陶瓷置入术”治疗,手术成功,现已出院,恢复良好。这是开展股骨头坏死保髋治疗的新技术新疗法,具有微创、并发症少、术后恢复快、保髋成功率高等优势,为股骨头坏死患者救“头”保髋治疗提供了希望。


1、口腔修复材料


对于陶瓷在医学上的应用,最广泛的就是在口腔治疗中的应用,口腔问题虽然不至于危及生命,但长久来看仍会极大的影响着人类的健康。氧化锆陶瓷作为一种口腔全瓷修复材料,在生物相容性、化学稳定性、抗弯曲强度和色泽等方面都十分具有优势。


2、生物陶瓷


生物陶瓷材料作为生命科学的重要内容,成为可以直接用于人体或与人体直接相关的生物体中的人工材料。生物陶瓷材料已经开始应用于人工骨、人工关节、人工齿根、骨充填材料、骨置换材料、骨结合材料、人造心脏瓣膜、人工肌腱、人工血管、人工气管等方面,成为推动人类社会医学进步的一大成就。



(陶瓷骨骼:图片来源于网络)


多年来,具有生物相容性和生物可降解性的陶瓷已广泛应用在创伤治疗和整形外科等医疗领域。氧化锆、氧化铝和氮化硅作为高性能陶瓷材料的代表,由于其出色的机械性能,耐磨性,低导热性和导电性以及优良的生物相容性等优点,被广泛用于生产永久性植入物及其它医疗器械。医疗部门不仅需要机械性能特别高的高性能陶瓷,同时也需要具有其他特性的生物可降解陶瓷。


磷酸三钙和羟基磷灰石属于生物可降解性的陶瓷类,由于它们与骨骼的无机成分相似而被用于生物可降解的植入物的生产。通过在愈合过程中材料的降解,可以向细胞提供必要的离子;同时,为细胞向内生长创造了空间。理想状态下,人造骨骼的降解速度与再生组织的生长一样快,从而保证在整个愈合过程中保持一定的机械稳定性。


参考来源:

[1]程仁志.压电陶瓷的应用进展与发展趋势

[2]奥地利Lithoz高精度陶瓷3D打印技术在医疗领域中的应用.贤集网

[3]中国粉体网


(中国粉体网编辑整理/山川)


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