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打不碎的韌性陶瓷
①陶瓷，是用物理化學(xué)方法制造出來的最早的人造材料。一萬多年以前，它的誕生使人類由舊石器時(shí)代進(jìn)入了新石器時(shí)代。然而，陶瓷的脆性一直是它的致命弱點(diǎn)，如果能夠克服這個(gè)弱點(diǎn)，再加上它原有的耐磨、耐高溫、耐腐蝕等非常有價(jià)值的性能，那么陶瓷材料的前途將遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過現(xiàn)代的優(yōu)質(zhì)合金。
②可喜的是，經(jīng)過科學(xué)家的不懈努力，終于找到了克服陶瓷脆性的“藥方”。
③首先，從改善內(nèi)部結(jié)構(gòu)著手。研究表明，在陶瓷的原料中添加少量的氧化釔、氧化鎂、氧化鈣等粉末，經(jīng)高溫?zé)捴瞥裳趸�鋯陶瓷后，其中的氧化鋯便生成兩種晶體：立方晶體和四方晶體。當(dāng)陶瓷受到外力作用時(shí)，四方晶體便變成一種單斜晶體，體積迅速“膨脹”。由于晶體的體積急速增大，進(jìn)而可阻止陶瓷中原先存在的細(xì)微裂紋的擴(kuò)展，陶瓷就不會(huì)破裂了。有人在氧化鋁坯料中加入二氧化鋯，當(dāng)加入量為基體體積的15%時(shí)，陶瓷的硬度可以提高3倍，有人稱之為“陶瓷鋼”。
④其次，將纖維均勻地分布于陶瓷的原料中，以提高陶瓷的強(qiáng)度和韌性，其原理與我們?cè)谑�灰中加入紙筋相類似。這是因?yàn)�，將纖維加入陶瓷原料中，具有以下三大作用：纖維不易拉斷，在工作時(shí)可承擔(dān)大部分外加負(fù)荷，減輕陶瓷的負(fù)擔(dān)，使裂紋不易產(chǎn)生；纖維與陶瓷體結(jié)合在一起后，具有很大的摩擦力，于是，陶瓷的韌性可以大大增加；即使陶瓷出現(xiàn)了細(xì)微裂紋，纖維也能將它們緊緊拉住，使裂紋不至于進(jìn)一步擴(kuò)展開來。
⑤第三，還在改善陶瓷表面狀態(tài)方面下功夫。一般來說，陶瓷的斷裂大都從表面開始，因此，改善陶瓷表面狀態(tài)就猶如為防止陶瓷的破損設(shè)下了一道屏障。具體方法為：通過化學(xué)和機(jī)械拋光技術(shù)消除陶瓷的表面缺陷；對(duì)氮化硅、碳化硅等非氧化物，只要通過控制表面氧化技術(shù)，就可消除表面缺陷或使裂紋尖端變鈍；通過熱處理也可達(dá)到表面強(qiáng)化或增韌的目的。
⑥經(jīng)過特殊加工的陶瓷，再也不是那種碰不得、摔不起的“瓷娃娃”了，即使把它丟在水泥地上也毫無損傷。這種打不碎的陶瓷，目前已經(jīng)廣泛應(yīng)用于一些高科技領(lǐng)域，如用來制造汽車、飛機(jī)、快艇的發(fā)動(dòng)機(jī)和其他重要零部件。這類陶瓷材料無疑將有廣闊的發(fā)展前景。
小題1:結(jié)合文章內(nèi)容，說說第②段中加點(diǎn)詞語“藥方”具體指什么。（2分）
小題2:寫出文章第③段畫橫線的“當(dāng)陶瓷受到外力作用時(shí)”不能刪去的理由。（2分）
小題3:說說第⑤段劃線句子的表達(dá)效果。（3分）
小題4:閱讀下面鏈接材料，借助文中知識(shí)，分析韌性陶瓷能有如此性能的原因。（3分）
韌性陶瓷制作的菜刀，硬度極強(qiáng)，僅次于金剛石。用它處理食物不易粘連，能切出如紙一樣薄的肉片，永不需要磨刀。即使面對(duì)冷凍肉品這樣難處理的食材，陶瓷菜刀也不會(huì)崩刃，在韌性方面相對(duì)于傳統(tǒng)陶瓷有了很大進(jìn)步。