工程材料网络课程 4 陶瓷材料 4.1 概述

陶瓷材料是除金属和高聚物以外的无机非金属材料通称。 工业上应用的典型的传统陶瓷产品如陶瓷器、玻璃、水泥等。随着现代科技的发展，出现了许多性能优良的新型陶瓷。

一、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]。

晶相是陶瓷材料中主要的组成相，决定陶瓷材料物理化学性质的主要是晶相。

玻璃相的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。

气相是在工艺过程中形成并保留下来的。

2、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。

3、陶瓷材料的性能特点

陶瓷材料具有高熔点、高硬度、高化学稳定性，耐高温、耐氧化、耐腐蚀等特性。

陶瓷材料还具有密度小、弹性模量大、耐磨损、强度高等特点。

功能陶瓷还具有电、光、磁等特殊性能。

4、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型和高温烧结来成形的，因此陶瓷是烧结体。

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。

二、陶瓷材料的分类

1、按化学成分分类

可将陶瓷材料分为氧化物陶瓷、碳化物陶瓷、氮化物陶瓷及其它化合物陶瓷。

2、按使用的原材料分类

可将陶瓷材料分为普通陶瓷和特种陶瓷。

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。

3、按性能和用途分类

可将陶瓷材料分为结构陶瓷和功能陶瓷两类。