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1、无机非金属材料：以某些元素的氧化物、碳化物、氮化物、卤化物、硼化物以及硅酸盐、铝酸盐、磷酸盐、硼酸盐等所组成的材料，它几乎包括除金属材料、有机高分子材料外的所有材料。（传统无机非材料、新型无机非材料）特点：耐高温、化学稳定性好、强度硬度高、电绝缘性好、韧性差陶瓷：传统上，“陶瓷” 是指所有以粘土为主要原料与其它天然矿物原料经过粉碎、混炼、成形、烧成（结）等过程而制成的各种制品。广义的陶瓷概念：用陶瓷生产方法制造的无机非金属固体材料和制品的通称。按陶瓷的用途分类：普通陶瓷、特种陶瓷（结构陶瓷和功能陶瓷）粘土：一种颜色多样、细分散的多种含水铝硅酸盐矿物的混合体一次粘土：母岩风化后残留在原地而成的黏
2、土层二次粘土：由风化形成的粘土受风雨作用迁移到其他地点沉积而形成的黏土层成因：风化残积型、热液蚀变型、沉积型化学组成：主要化学成分为SiO2、A12O3和结晶水（H2O）矿物组成：高岭石类Al2O32SiO22H2O蒙脱石类：蒙脱石Al2O34SiO2nH2O（n2）叶蜡石Al2O34SiO2H2O伊利石类K2O3Al2O36SiO2 2H2O粘土中的杂质矿可塑性：可塑性是指粘土粉碎后用适量的水调和、混练后捏成泥团，在一定外力的作用下可以任意改变其形状而不发生开裂，除去外力后，仍能保持受力时的形状的性能。（1）塑性指数：塑限和液限 （的含水率）之差；塑限：粘土-水体系具有可塑性所需的最小含水率
3、；液限：粘土-水体系具有可塑性所允许的最大含水率；（2）塑性指标 ：工作水分下，粘土泥料受外力作用最初出现裂纹时应力与应变的乘积。触变性：粘土泥浆或可塑泥团受到振动或搅拌时，粘度会降低而流动性增加，静置后又能逐渐恢复原状。反之，相同的泥料放置一段时间后，在维持原有水分的情况下会增加粘度，出现变稠和固化现象。上述情况可以重复无数次。粘土的上述性质统称为触变性。粘土泥料的收缩：干燥收缩 烧成收缩。粘土在陶瓷生产中的作用 1）粘土的可塑性是陶瓷坯泥赖以成形的基础：可成形、成形后保持形状。并且保持干燥、烧成过程中的形状和强度！ 2）粘土使注浆泥料与釉料具有悬浮性与稳定性。 3）粘土一般呈细分散颗粒，同
4、时具有结合性。 4）粘土是陶瓷坯体烧结时的主体。 5）烧成时在一定范围内熔融，利于烧结致密化。 6）粘土是形成陶器主体结构和瓷器中莫来石晶体的主要来源石英晶型转换应用：通过控制升温或冷却速度来避免体积效应引起的开裂；利用体积变化，对原料煅烧，利于粉碎。石英在陶瓷生产中的作用： 1) 石英是瘠性原料，可对泥料的可塑性起调节作用。 2) 在陶瓷烧成时，石英影响陶瓷坏体的体积收缩。 3) 在瓷器中，石英对坯体的力学强度有着很大的影响 。 4) 石英对陶瓷釉料的性能有很大影响。长石：碱金属和碱土金属的铝硅酸盐矿物钠长石Na2OAl2O36SiO2 钾长石K2OAl2O36SiO2钙长石Ca OAl2O
5、32SiO2 钡长石BaOAl2O32SiO2长石在陶瓷生产中的作用：1.降低烧成温度 长石是坯、釉中碱金属氧化物(K2O、Na2O)的主要来源，从而降低陶瓷的烧成温度。2.提高机械强度和化学稳定性熔融后的长石熔体能溶解部分高岭土分解产物和石英颗粒，促进莫来石晶体的形成和长大，提高瓷体的机械强度和化学稳定性3.提高透光度长石熔体填充于各颗粒间，促进坯体致密化。其液相过冷成为玻璃相，提高了陶瓷制品的透光度。滑石：3MgO4SiO2H2O; 白云石CaCO3MgCO3 菱镁矿MgCO3尖晶石MgOAl2O3绿泥石MgCO33Al2O35SiO28H2O蛇纹石3MgO4SiO22H2O 方解石CaC
6、O3硅灰石CaOSiO2透辉石CaOMgO2SiO2、绢云母（KAl2AlSi3O7(OH,F)2) 锂辉石Li2OAl2O34SiO2锂云母又称鳞云母LiFKFAl2O33SiO2。坯料：（天然或人工合成）原料和添加剂等经过配料和加工后得到的具有成形性能的多组分混合物。坯料制备：原料预处理、原料破碎、过筛和除铁、泥浆的脱水、造粒、陈腐、练泥坯釉适应性：指陶瓷坯体与釉层有互相适应的物理性质使釉面不致龟裂或剥脱的性能。影响因素：膨胀系数、中间层、釉层厚度、吸湿膨胀造粒：在原料细粉中加入一定量的塑化剂，制成粒度较粗、具有一定假颗粒度级配、流动性较好的团粒（约2080目），以利于新型陶瓷坯料的压制成
7、形。成形：将配合料制成浆体、可塑泥团、粉料等坯料或熔融体，经适当的手段和设备变成具有一定形状、强度和性能的坯体或制品的过程。粘性流动：流体受剪切力作用，剪切应变随时间不断增大，此种变形称为粘性流动。塑性流动：当理想体受剪切应力小于某极限值（屈服值）时不发生剪切应变，达到该极限值，则此种形变称为塑性流动。塑性变形：由粘性流动和塑性流动所产生的变形。影响浆料流动性和稳定性的因素（1） 固相的含量、颗粒大小和形状的影响浆料流动的阻力来自：1）水分子本身的相互吸引力；2）固相分子与水之间的吸引力；3）固相颗粒相对位移时的碰撞阻力（2） 泥浆温度的影响 ：温度升高，粘度下降。（3） 粘土及泥浆处理方法的
8、影响：原料处理、浆料处理。（4） 泥浆的pH值的影响釉：根据陶瓷坯体性能的要求，利用天然矿物原料及某些化工原料按比例配合，在高温作用下熔融而覆盖在坯体表面的富有光泽的玻璃质层釉的作用：1）提高坯体化学稳定性：提高对液体和气体不透过性。2）覆盖于坯体表面：美感、增加瓷器艺术价值与欣赏价值。提高瓷体的表面光洁度。3）防止沾污坯体，便于洗涤。4）赋予产品特定的物理和化学性能5）改善陶瓷制品的性能：釉与坯体高温下反应，冷却后成为一个整体，正确选择釉料配方，可以使釉面产生均匀的压应力，从而改善陶瓷制品的力学性能、热性能、电性能等影响釉的熔融温度的因素主要有：釉的化学组成、矿物组成、细度、混合均匀程度、烧
9、成温度、时间等。脱水：全部或部分排除（物料）原料或坯体中的水分。干燥 ：是脱水的一种形式，一般是指通过加热方法脱除物料中的水分烘干。物料中水分的结合方式：化学结合水、（大气）吸附水、自由水（机械结合水）干燥过程：加热阶段、等速干燥阶段、降速干燥阶段、平衡阶段影响干燥速度的因素：1）内扩散速度2）外扩散速度3）其他因素：坯体形状、尺寸、设备的结构与尺寸、干燥方法等。烧成：成形坯体经高温处理，发生一系列物理化学变化，形成预期的矿物组成和显微结构，达到固定外形并获得所需性能的过程。烧结：粉末或粉末压坯在一定的气氛中，在低于其主要成分熔点的温度下加热而获得具有一定组织和性能的材料或制品的过程。 烧结侧
10、重考察显微组织（孔隙）变化，一般认为烧结以物理变化为主!煅烧：粉末状原料加热至一定温度，发生化学反应和相变，获得所需要组成和相结构的过程。 煅烧多对原料进行，主要实现某些组分的排除（分解）和结构转变。烧成过程1.化学反应 分解、氧化、固相反应、共熔、相变 2.热量传递 对流、传导、辐射传热3.质量传递 扩散4.动量传递 气体流动烧成制度：是指烧成时所执行的温度、压力和气氛规范，包括温度制度、气氛制度和压力制度。 压力制度是保证温度制度及气氛制度实现的条件零压位：零压位控制在预热（负压）、烧成（正压）两带之间，便于分隔焰性，使氧化、还原阶段分明。烧成温度：陶瓷坯体烧成时获得最优性质时的相应温度，
11、即操作时的止火温度。烧成方法：一次烧成(本烧)：施釉后的生坯一次直接烧成得到产品二次烧成(此时将一次烧制称为“素烧”、二次烧制称为“釉烧”)“两点一度”：氧化转强还原的温度点、强还原转弱还原、还原气氛的温度陶瓷制品在烧成过程中容易产生的缺陷：变形：起泡：桔釉和釉面针孔（猪毛孔）：坯体染色、烟熏和形成黑斑： 釉裂、釉缕、缺釉和缩釉： 开裂、落渣玻璃：由熔融物冷却而不析晶得到的无机物（狭义） 表现出玻璃转变现象的非晶态物质（广义）通性：各向同性，无固定熔点，介稳性，凝固的渐变性和可逆性（变化的可逆性），由熔融态向玻璃态转化时，物理、化学性质随温度变化的连续性（可变性）。玻璃形成温度（Tg），又称脆
12、性温度。它是玻璃出现脆性的最高温度，由于在这个温度下可以消除玻璃制品因不均匀冷却而产生的内应力，所以也称退火温度上限。Tg=1/22/3Tm软化温度（Tf ），它是玻璃开始出现液体状态典型性质的温度。相当于粘度109dPaS，也是玻璃可拉成丝的最低温度。玻璃的组成：硅酸盐玻璃以SiO2 为主成分，还有其他氧化物：玻璃形成体、玻璃中间体、玻璃调整体（网络外体）。玻璃结构的基本特点：近程有序，远程无序。晶子学说：玻璃的有序性、不均匀性和不连续性。无规则网络学说：多面体排列的连续性、均匀性和无序性硼氧反常：纯B2O3玻璃中加入Na2O ，各种物理性质出现极值。而不象SiO2中加入Na2O后性质变坏。
13、硼反常现象：在钠硅酸盐玻璃中加入氧化硼时，性质曲线上产生极值的现象。逆性玻璃：当存在两种以上金属离子且它们大小、电荷不同时， Y2也可制成玻璃且性质随量的增加而变好。玻璃的热历史：指玻璃从高温液态冷却，通过转变温度区域和退火温度区域的经历。热历史对性质的影响：性质折射率粘度热膨胀系数快冷小小大慢冷大大小混合碱效应（中和效应）：二元碱硅玻璃中，当玻璃中碱金属氧化物总量不变，用一种氧化物取代另一种，玻璃与扩散有关的性质不成直线变化，而出现明显的极值。玻璃结构中的氧化物分类（根据无规则网络学说，按元素与氧结合单键能大小分）网络生成体氧化物（NF） 网络外体氧化物（NM） 中间体氧化物（NI）玻璃的分
14、相：玻璃从高温冷却过程中或在一定温度下热处理时，由于内部质点的迁移，某些组分发生偏聚，从而形成化学组成不同的两个或两个以上的液相或玻璃相，此过程叫分相。分相种类：1、液相线以上液-液稳定分相（稳定地不混溶）2、液相线以下的介稳分相（亚稳不混溶性）均匀成核：在宏观均匀的玻璃体中，在基质内部而与相界、缺陷等无关的成核过程（自发成核、本征成核）。非均匀成核：依靠相界、晶界或基质的结构缺陷等不均匀部位而成核的过程。微晶玻璃：将加有晶核剂（或不加晶核剂）的特定组成的基础玻璃，在控制条件（一定温度制度）下进行晶化热处理，变成具有微晶体和玻璃相均匀分布的复合材料。成核剂：贵金属盐类；氧化物； 氟化物；复合晶
15、核剂。热处理工艺： 阶梯式热处理制度：室温核化温度（核化阶段）核化温度晶化温度（晶化阶段）冷却过程（冷却速度可较大）。 等温制度：等温保温即使放热与玻璃导热及比热适应，晶核形成后就较慢晶化。影响粘度的因素：温度、熔体结构、玻璃组成、热历史（快冷得到的玻璃粘度较小）粘度的测量与计算：奥霍琴法：T=AX+BY+CZ+D （X、Y、Z分别是Na2O、CaO+MgO3、A12O3的质量百分数）的工艺意义：澄清、均化、成形、热加工水对玻璃的侵蚀过程离子交换反应| SiONa+H+OH - SiOH + NaOH 硅羟团水化|SiOH + 1.5H2O Si(OH)4中和反应Si(OH)4 + NaOH Si(OH)3O-Na+总反应速度由控制。 Si(OH)4吸附水而成Si(OH)4 nH2O（硅酸凝胶）-保护膜，
