陶瓷 普通陶瓷 (传统陶瓷) 特种陶瓷 (新型陶瓷、 技术陶瓷、 精细陶瓷） 以天然硅酸盐(黏土、石英、长石 ) 为原料, 高温烧结而成 以非硅酸盐类化工原料或人工合成原 料，如氧化物（氧化铝、氧化锆、氧 化钛等）和非氧化物（氮化硅、碳化 硼等）制造 陶瓷材料基础 第一节 陶瓷材料的结构 显微结构: 由晶相、气相、玻璃相构成 unfired sample fired sample largely unmolten phases (Flint SiO2) melting and liquid phase sintering new phases crystallising in frozen melt 一、晶相 主要组成相，对其物理、化学、机械性能 起决定作用 1. 晶相的结合键 主要是离子键和共价键, 大 多为混合键 以离子键为主的: Al2O3、 MgO、ZrO2 以共价键为主的: SiC、 BN 键的性质决定了陶瓷具有高熔点、高化学 稳定性、高绝缘性、高脆性 2. 晶相的晶体结构 主要是氧化物结构和硅酸盐结构 (1)氧化物结构: 氧离子构成晶格主体，金属离 子存在于间隙中。
面心立方晶格 密排六方晶格 八面体间隙和四面体间隙 (2)硅酸盐结构: 陶瓷的主要原料 长石: Na2O•Al2O3 • 6SiO2 高岭土: Al2O3 • 2SiO2 • H2O 硅氧四面体(SiO4) _ _ _ _ 硅酸盐的5种晶体结构: a. 岛状结构: 孤立存在，金属离子连接锆 石英(Zr[SiO4])，电学性能好 石英 b.组群状结构: 镁方柱石(Ca2Mg[Si2O7]) C. 链状结构: 顽火辉石(Mg2[Si2O6])(单链) 透闪石(Ca2Mg5[Si4O11](OH))(双链) 具有某些高分子的特性 D.层状结构: 滑石(Mg2[Si4O10](OH) 2) 白云母(KAl2 [AlSi3O10](OH) 2) 硬度低，可塑性好 层之间以金属离 子连接 E. 架状结构: 石英、钾长石(K [Si3AlO3]) 膨胀率小 石英 3.同素异构转变 871℃ 1477℃ 1713℃ β石英 β磷石英 β方石英 熔融石英 16% 4.7% 573℃ 120℃ 220℃ 0.82% 0.2% 2.8% α石英 α磷石英 α方石英 4. 实际陶瓷晶体缺陷 点缺陷、线缺陷、面缺陷。
缺陷的作用: a. 加速烧结扩散的过程; b. 空位影响电学性能; c. 位错影响光学、力学、电学性能 陶瓷位错不易运动，因而受力变形小 ，脆性高 离子晶体可有微量塑性变形，共价晶 体位错运动将使材料断裂 晶粒愈细，强度愈高 二、玻璃相 来源: 原料中的某些晶体 物质被烧熔化所致 结构: 近程有序，远程无序 作用: 粘接，降低烧结温度 ， 抑制晶粒长大，填充空气 ， 增加透光性 三、气相 定义: 陶瓷中的气孔 来源: 烧结过程中产生的 作用: 对性能有显著影响，降低强度， 影响透明性 第二节 陶瓷材料性能 一、机械性能 1. 高硬度 2. 高弹性模量 3.低抗拉强度和高抗压强度 4. 高温强度和低抗热震性 二、物理性能和化学性能 1. 热性能 2. 熔点高——高温强度和高温蠕变抗力 热膨胀率小，热导率低，热容量小 2. 电性能 绝缘性能好 压电陶瓷: 超声换能器、水声换能器、电声换能 器、陶瓷滤波器、陶瓷变压器、陶瓷鉴频器、 高压发生器、红外探测器、声表面波器件、电 光器件、引燃引爆装置和压电陀螺等 3. 磁性能 4. 光学性能 5. 化学性能 三、生物学性能 四、美术性能 铸造陶瓷材料 。