陶瓷材料（CeramicMaterials）2工业上应用的典型的传统陶瓷产品如陶瓷器、玻璃、水泥等，是黏土、石英、长石等硅酸盐类材料制作而成。现代陶瓷材料的原料已不再是单纯的天然矿物材料，而是扩大到人工化合物，如Al2O3、SiO2、ZrO2等。3随着现代科技的发展，出现了许多性能优良的新型陶瓷。4一、陶瓷材料的分类1.按化学成分分类氧化物陶瓷：Al2O3、SiO2、ZrO2、MgO、CaO、BeO、Cr2O3、CeO2、ThO2碳化物陶瓷：SiC、B4C、WC、TiC氮化物陶瓷：Si3N4、AlN、TiN、BN新型氮化物陶瓷：C3N4硼化物陶瓷：TiB2、ZrB25复合瓷：3Al2O3·2SiO2（莫来石）、MgAl2O3（尖晶石）、CaSiO3、ZrSiO4、BaTiO3、PbZrTiO3、BaZrO3、CaTiO3金属陶瓷和纤维增强陶瓷（均属复合材料）6普通陶瓷：以天然的岩石、矿石、黏土等材料作原料。特种陶瓷：采用人工合成的材料作原料。2.按使用的原材料分类73.按用途分类4.按性能分类日用陶瓷、结构陶瓷、功能陶瓷高强度陶瓷、高温陶瓷、耐磨陶瓷、耐酸陶瓷、压电陶瓷、光学陶瓷、半导体陶瓷、磁性陶瓷、生物陶瓷等。8二、陶瓷材料的特点1.陶瓷材料的相组成特点陶瓷材料通常由三种不同的相组成，即晶相（1）、玻璃相（2）和气相（3）（气孔），其显微结构是由原料、组成和制造工艺所决定的。9晶相是陶瓷材料的主要组成相，并且决定陶瓷材料物理化学性质的主要也是晶相。晶相主要有硅酸盐、氧化物、非氧化物三种。硅酸盐的基本结构是硅氧四面体（SiO4），构成不同结构的硅酸盐。大多数氧化物的结构是氧离子密堆的立方和六方结构，金属离子位于其八面体或四面体间隙中。10玻璃相是一种低熔点的非晶态固相，作用是充填晶粒间隙、粘结晶粒、提高材料致密度、降低烧结温度和抑制晶粒长大。玻璃相的组成随着坯料组成、分散度、烧结时间以及炉（窑）内气氛的不同而变化。玻璃相会降低陶瓷的强度、耐热耐火性和绝缘性，故陶瓷中玻璃相的体积分数一般为20~40%。11气相（气孔）是指陶瓷孔隙中的气体，是在工艺过程中形成并保留下来的。陶瓷的性能受气孔的含量、形状、分布等的影响，气孔会降低陶瓷的强度，增大介电损耗，降低绝缘性，降低致密度，提高绝热性和抗振性；对功能陶瓷的光、电、磁等性能也会产生影响。普通陶瓷的气孔率为体积的5~10%，特种陶瓷和功能陶瓷为5%以下。122.陶瓷材料的结合键特点陶瓷材料的主要成分是氧化物、碳化物、氮化物、硅化物等，因而其结合键以离子键（如Al2O3）、共价键（如Si3N4）及两者的混合键为主。133.陶瓷材料的力学性能特点高硬度，一般为1000~5000HV，而淬火钢为500~800HV，因而具有优良的耐磨性。弹性模量高，刚度大，是各种材料中最高的。抗拉强度很低，抗弯强度稍高，抗压强度很高，一般比抗拉强度高10倍。塑性、韧性低，脆性大，在室温下几乎没有塑性。143.陶瓷材料的物理化学性能特点熔点很高，大多在2000℃以上，具有很高的耐热性。线膨胀系数小，导热性和抗热振性都较差，受热冲击时容易破裂。化学稳定性高，抗氧化性优良，对酸、碱、盐具有良好的耐腐蚀性。有各种电学性能，大多数陶瓷具有高电阻率，少数陶瓷具有半导体性质。许多陶瓷具有特殊的性能，如光学性能、电磁性能。154.陶瓷材料的工艺特点陶瓷是脆性材料，大部分陶瓷是通过粉体成形和高温烧结来成形的，因此陶瓷是烧结体。（1）坯料制备（2）成形（可塑法、注浆法、压制法）（3）烧结16Al2O3粉末的烧结组织ZrO2陶瓷中的气孔烧结体也是晶粒的聚集体，有晶粒和晶界，所存在的问题是其存在一定的气孔率。17三、常用陶瓷材料（一）普通陶瓷普通陶瓷是用黏土（Al2O3·2SiO2·2H2O）、长石（K2O·Al2O3·6SiO2，Na2O·Al2O3·6SiO2）和石英（SiO2）为原料，经成形、烧结而成的陶瓷。组织中主晶相为莫来石（3Al2O3·2SiO2），占25~30%，玻璃相占35~60%，气相占1~3%。这类陶瓷质地坚硬、不氧化、耐腐蚀、不导电、加工成形性好、成本低，但强度较低，耐热性及绝缘性不如特种陶瓷。18包括日用器皿和瓷器。一般具有良好的光泽度、透明度，热稳定性和机械强度较高。1.普通日用陶瓷192.普通工业陶瓷改善工业陶瓷性能的方法：加入MgO、ZnO、BaO、Cr2O3等，增加莫来石...
