典型陶瓷材料典型陶瓷材料 第一第一节 结构陶瓷构陶瓷q 陶瓷的分陶瓷的分类氧化物陶瓷（氧化物陶瓷（Al2O3、、ZrO2、、MgO等）等）碳化物陶瓷（碳化物陶瓷（SiC、、B4C、、WC等）等）氮化物陶瓷（氮化物陶瓷（Si3N4、、TiN、、BN等）等）新型碳化物陶瓷（新型碳化物陶瓷（C3N4等）等）硼化物陶瓷（硼化物陶瓷（TiB2、、ZrB2等）等）复合陶瓷（复合陶瓷（3Al2O3·2SiO2() 等）等）按成分按成分按成分按成分分分分分 类类 普通陶瓷（硅酸普通陶瓷（硅酸盐材料）材料）特种陶瓷（人工合成材料）特种陶瓷（人工合成材料）按原料分按原料分按原料分按原料分类类结构陶瓷构陶瓷功能陶瓷功能陶瓷陶瓷耐火材料陶瓷耐火材料玻玻 璃璃按用途分按用途分按用途分按用途分类类 ØØ 晶体晶体晶体晶体结结构构构构 氧化氧化铝有十多种同素异构体，但常有十多种同素异构体，但常见的主要有三种：的主要有三种：α-Al2O3、、β-Al2O3 、、γ-Al2O3 γ-Al2O3属于尖晶石型（立方）属于尖晶石型（立方）结构，高温构，高温时不不稳定，定，在在1600℃转变为α-Al2O3 。
α-Al2O3 属于六方系，属于六方系，稳定定性好，在熔点性好，在熔点2050 ℃之前不之前不发生晶型生晶型转变q 氧化氧化铝陶瓷陶瓷 Al2O3＋少量＋少量SiO2根据Al2O3含量可分含量可分为刚玉玉-莫来莫来瓷（瓷（75瓷，瓷，wAl2O3=75%）和）和刚玉瓷（玉瓷（95瓷，瓷，99瓷） ØØ 制制制制备备方法方法方法方法：：：：原料煅原料煅烧配料配料球磨球磨成形成形烧结ØØ 性能与性能与性能与性能与应应 用用用用：：：：1））高高强度度、、高高温温稳定定性性：：装装饰瓷瓷，，喷嘴嘴、、火火箭箭、、导弹的的导流罩流罩 ；；2））高高硬硬度度、、高高耐耐磨磨性性：：切切削削工工具具，，模模具具，，磨磨料料，，轴承承，，人造宝石；人造宝石； 3））低低的的介介电损耗耗、、高高电阻阻率率、、高高绝缘性性：：火火花花塞塞，，电 路基板，管座；路基板，管座； 4））熔熔点点高高、、抗抗腐腐蚀：：耐耐火火材材料料，，坩坩埚，，炉炉管管，，热电偶偶保保护套等；套等； 5）离子）离子导电性：太阳能性：太阳能电池材料和蓄池材料和蓄电池材料等池材料等 6）生物相容性：）生物相容性：还可用于制作人工骨骼和人造关可用于制作人工骨骼和人造关节等。
等 ØØ 晶体晶体晶体晶体结结构构构构q 氧化氧化锆陶瓷陶瓷m-ZrO2：：单斜晶系（＜斜晶系（＜1170℃））t- ZrO2：四方晶系（：四方晶系（1170～～2370 ℃））c-ZrO2：立方晶系（：立方晶系（2370～～2715 ℃）） 备注：氧化注：氧化锆熔点熔点为2715 ℃ ØØ 性能与性能与性能与性能与应应用用用用1））热导率小，化学率小，化学稳定性好、耐腐定性好、耐腐蚀性高：可用于高性高：可用于高温温绝缘材料、耐火材料，如熔材料、耐火材料，如熔炼铂和和铑等金属的坩等金属的坩埚、、喷嘴、嘴、阀心、密封器件等：心、密封器件等：2）硬度高，耐磨性好：可用于制造切削刀具、模具、）硬度高，耐磨性好：可用于制造切削刀具、模具、剪刀、高剪刀、高尔夫球棍夫球棍头等3）具有敏感特性：可做气敏元件，）具有敏感特性：可做气敏元件，还可作可作为高温燃料高温燃料电池固体池固体电解隔膜、解隔膜、钢液液测氧探氧探头等 q 碳化硅陶瓷碳化硅陶瓷 以以SiC为主要成分的陶瓷主要成分的陶瓷 具有很高的高温具有很高的高温强度，在度，在1400℃时抗弯抗弯强度仍保持度仍保持在在500～～600MPa，工作温度可达，工作温度可达1700℃；有很好的；有很好的热稳定性、抗蠕定性、抗蠕变性、耐磨性、耐性、耐磨性、耐蚀性，良好的性，良好的导热性、耐性、耐辐射性。
射性 制作火箭尾制作火箭尾喷管管喷嘴、嘴、浇注金属的注金属的浇道口、道口、轴承、承、轴套、密封套、密封阀片、片、轧钢用用导轮、内燃机器件、、内燃机器件、热电偶保偶保护套管、炉管、核燃料包封材料等套管、炉管、核燃料包封材料等 q 氮化硅陶瓷氮化硅陶瓷 以以Si3N4为主要成分的陶瓷主要成分的陶瓷 氮化硅陶瓷具有很高的硬度，摩擦系数小，耐磨氮化硅陶瓷具有很高的硬度，摩擦系数小，耐磨性好，抗性好，抗热振性大大高于其它陶瓷它具有振性大大高于其它陶瓷它具有优良的化学良的化学稳定性，能耐除定性，能耐除氢氟酸、氟酸、氢氧化氧化钠外的其他酸和碱性溶外的其他酸和碱性溶液的腐液的腐蚀，以及抗熔融金属的侵，以及抗熔融金属的侵蚀它还具有具有优良的良的绝缘性能 用于制造切削刀具、高温用于制造切削刀具、高温轴承、承、泵密封密封环、、热电偶保偶保护套、缸套、活塞套、缸套、活塞顶、、电磁磁泵管道和管道和阀门等 第二第二节 功能陶瓷功能陶瓷q 铁电陶瓷陶瓷 有些陶瓷的晶粒排列是不有些陶瓷的晶粒排列是不规则的，但在外的，但在外电场作用作用下，不同取向的下，不同取向的电畴开始畴开始转向向电场方向，材料出方向，材料出现自自发极化，在极化，在电场方向呈方向呈显一定一定电场强度，度，这类陶瓷称陶瓷称为铁电陶瓷，广泛陶瓷，广泛应用的用的铁电材料有材料有钛酸酸钡、、钛酸酸铅、、锆酸酸铝等。
等 铁电陶瓷陶瓷应用最多的是用最多的是铁电陶瓷陶瓷电容器，容器，还可用于可用于制造制造压电元件、元件、热释电元件、元件、电光元件、光元件、电热器件等 q 压电陶瓷陶瓷 铁电陶陶瓷瓷在在外外加加电场作作用用下下出出现宏宏观的的压电效效应，，称称为压电陶陶瓷瓷目目前前所所用用的的压电陶陶瓷瓷主主要要有有钛酸酸钡、、钛酸酸铅、、锆酸酸铝、、锆钛酸酸铅等 压电陶陶瓷瓷在在工工业、、国国防防及及日日常常生生活活中中应用用十十分分广广泛泛如如压电换能能器器、、压电马达达、、压电变压器器、、电声声转换器器件件等等利利用用压电效效应将将机机械械能能转换为电能能或或把把电能能转换为机械能的元件称机械能的元件称为换能器 q 氧化氧化锆固体固体电解解质陶瓷陶瓷 ZrO2中中加加入入CaO、、Y2O3等等后后，，提提供供了了氧氧离离子子扩散散的的通通道道，，所所以以为氧氧离离子子导体体氧氧化化锆固固体体电解解质陶陶瓷瓷主主要用于氧敏要用于氧敏传感器和高温燃料感器和高温燃料电池的固体池的固体电解解质q 生物陶瓷生物陶瓷 氧氧化化铝陶陶瓷瓷和和氧氧化化锆陶陶瓷瓷与与生生物物肌肌体体有有较好好的的相相容容性性，，耐耐腐腐蚀性性和和耐耐磨磨性性能能都都较好好，，因因此此常常用用于于生生物物体体中承受中承受载荷部位的荷部位的矫形整修，如人造骨骼等。
形整修，如人造骨骼等 导电性性介介于于导电和和绝缘介介质之之间的的陶陶瓷瓷材材料料主主要要有有钛酸酸钡陶陶瓷瓷，，具具有有正正电阻阻温温度度系系数数，，应用用非非常常广广泛泛如如用用于于电动机机、、收收录机机、、计算算机机、、复复印印机机、、变压器器、、烘烘干干机机、、暖暖风机机、、电烙烙铁、、彩彩电消消磁磁、、燃燃料料的的发热体体、、阻阻风门、化油器、功率、化油器、功率计、、线路温度路温度补偿等q 半半导体陶瓷体陶瓷 第三第三节 陶瓷耐火材料陶瓷耐火材料 陶陶瓷瓷耐耐火火材材料料的的重重要要性性能能指指标是是：：低低温温强度度、、高高温温强度、体密度、孔隙率等度、体密度、孔隙率等酸性耐火材料（以酸性耐火材料（以SiO2、、Al2O3为主）主）碱性耐火材料（如碱性耐火材料（如MgO、、CaO等）等）ØØ 分分分分类类 第四第四节 玻玻 璃璃主主主主 要要要要原原原原 料料料料反应反应反应反应条件条件条件条件玻璃窑中发生的主要反应玻璃窑中发生的主要反应玻璃窑中发生的主要反应玻璃窑中发生的主要反应成分成分成分成分纯碱纯碱石灰石石灰石石英石英高高 温温Na2CO3+SiO2 = Na2SiO3+CO2CaCO3+SiO2 = CaSiO3+CO2 Na2SiO3 CaSiO3 SiO2 玻璃是介于玻璃是介于结晶晶态和无定型和无定型态之之间的一种物的一种物质状状态，，称称为玻璃玻璃态物物质。
种种种种 类类类类特特特特 性性性性用用用用 途途途途普通玻璃普通玻璃再高温下易软化再高温下易软化窗玻璃、玻璃瓶、玻璃杯等窗玻璃、玻璃瓶、玻璃杯等石英玻璃石英玻璃膨胀系数小，耐酸碱，膨胀系数小，耐酸碱，强度大，滤光强度大，滤光化学仪器，高压水银灯，紫化学仪器，高压水银灯，紫外灯，光导纤维，压电晶体外灯，光导纤维，压电晶体等等光学玻璃光学玻璃透光性能好，有折光透光性能好，有折光和色散性和色散性眼镜片，照相机，显微镜，眼镜片，照相机，显微镜，望远镜用凸凹透镜等光学仪望远镜用凸凹透镜等光学仪器器玻璃纤维玻璃纤维耐腐蚀，不怕烧，不耐腐蚀，不怕烧，不导电，不吸水，隔热，导电，不吸水，隔热，吸声，防蛀虫吸声，防蛀虫太空飞行员的衣服，玻璃钢太空飞行员的衣服，玻璃钢等等钢化玻璃钢化玻璃耐高温，耐腐蚀，强耐高温，耐腐蚀，强度大，质轻，抗震裂度大，质轻，抗震裂运动器材，微波通讯器材，运动器材，微波通讯器材，汽车，火车窗玻璃等汽车，火车窗玻璃等几种玻璃的特性和用途几种玻璃的特性和用途 石英玻璃石英玻璃 玻璃玻璃纤维 。