1、第五章第五章 陶陶 瓷瓷一、陶瓷（一、陶瓷（Ceramics）的概念）的概念1傳統的陶瓷概念傳統的陶瓷概念 是指是指所有以粘土為主要原料與其他所有以粘土為主要原料與其他天然礦物原料經過粉碎混煉、成型、煅天然礦物原料經過粉碎混煉、成型、煅燒等過程而制成的各種制品。如我們常燒等過程而制成的各種制品。如我們常見的日用陶瓷、藝術陶瓷、建筑衛生陶見的日用陶瓷、藝術陶瓷、建筑衛生陶瓷等都屬于傳統陶瓷。瓷等都屬于傳統陶瓷。緒 論2新型陶瓷的概念新型陶瓷的概念 隨著近代科學技術的飛速發展，陶瓷隨著近代科學技術的飛速發展，陶瓷已成為人類生活和現代化建設中不可缺少已成為人類生活和現代化建設中不可缺少的材料之一。的

2、材料之一。 具有高強、耐溫、耐腐特性或各種敏具有高強、耐溫、耐腐特性或各種敏感特性的陶瓷材料，由于其制作工藝過程感特性的陶瓷材料，由于其制作工藝過程與傳統陶瓷不同，更重要的是由于其化學與傳統陶瓷不同，更重要的是由于其化學組成、顯微結構及特性不同于傳統陶瓷，組成、顯微結構及特性不同于傳統陶瓷，故現在人們習慣稱其為新型陶瓷，而又把故現在人們習慣稱其為新型陶瓷，而又把所有新型陶瓷制品統稱為陶瓷新材料。所有新型陶瓷制品統稱為陶瓷新材料。 新型陶瓷是新型陶瓷是采用人工精制的無機粉采用人工精制的無機粉末原料，通過結構設計、精確的化學計末原料，通過結構設計、精確的化學計量、合適的成型方法和燒成制度而達到量、

3、合適的成型方法和燒成制度而達到特定的性能，經過加工處理使之符合使特定的性能，經過加工處理使之符合使用要求尺寸精度的無機非金屬材料。用要求尺寸精度的無機非金屬材料。 新型陶瓷正在不斷成熟和發展之中，新型陶瓷正在不斷成熟和發展之中，新型陶瓷也有如下幾種說法新型陶瓷也有如下幾種說法：先進陶瓷：先進陶瓷(Advanced Ceramics)、高性能陶瓷、高性能陶瓷(High Performance Ceramics)、高技術、高技術陶瓷陶瓷(High-tech. Ceramics)、精細陶瓷、精細陶瓷(Fine Ceramics)、特種陶瓷、特種陶瓷(Special Ceramics)等。等。 3廣義

4、的陶瓷概念廣義的陶瓷概念 用陶瓷生產方法制造的無機非金屬固體材料和用陶瓷生產方法制造的無機非金屬固體材料和制品的通稱。制品的通稱。二、陶瓷研究的發展歷程二、陶瓷研究的發展歷程 陶瓷在人類文明發展史上功不可沒。人類最早陶瓷在人類文明發展史上功不可沒。人類最早使用的工具使用的工具石器，可以說就是一種最早的天石器，可以說就是一種最早的天然陶瓷材料。陶瓷既是我國最杰出的科學成就之然陶瓷材料。陶瓷既是我國最杰出的科學成就之一，又是中華文明的偉大象征之一。一，又是中華文明的偉大象征之一。 就陶瓷研究的歷史進程來看，可簡單概括為三個發展就陶瓷研究的歷史進程來看，可簡單概括為三個發展階段，如圖階段，如圖1所示

5、。遠在幾千年前的新石器時代，我們的祖先所示。遠在幾千年前的新石器時代，我們的祖先就已經利用天然粘土作原料，塑造成各種形狀的器皿，再在就已經利用天然粘土作原料，塑造成各種形狀的器皿，再在火堆中燒成堅硬的可重復使用的火堆中燒成堅硬的可重復使用的陶器。陶器。由于燒成溫度較低，由于燒成溫度較低，陶器僅是一種含有較多氣孔、質地較松的未完全燒結制品。陶器僅是一種含有較多氣孔、質地較松的未完全燒結制品。 以后大約在以后大約在2000多年前的東漢晚期，多年前的東漢晚期，人們利用含鋁量較人們利用含鋁量較高的天然瓷土為原料，加上釉的發明，以及高溫燒結技術的高的天然瓷土為原料，加上釉的發明，以及高溫燒結技術的不斷改

6、進，使陶器步入了瓷器階段，這是陶瓷技術發展史上不斷改進，使陶器步入了瓷器階段，這是陶瓷技術發展史上十分重要的里程碑。十分重要的里程碑。由于瓷器燒成溫度高，質地致密堅硬，由于瓷器燒成溫度高，質地致密堅硬，表面有光亮的釉彩，隨著科學技術的進步與發展，由瓷器又表面有光亮的釉彩，隨著科學技術的進步與發展，由瓷器又衍生出了許多種類的陶瓷。衍生出了許多種類的陶瓷。 在日用陶瓷的基礎上，形成了工業陶瓷的生在日用陶瓷的基礎上，形成了工業陶瓷的生產，如電力工業用的高壓電瓷、化學工業用耐腐產，如電力工業用的高壓電瓷、化學工業用耐腐蝕的化工陶瓷、建筑工業用的建筑陶瓷和衛生陶蝕的化工陶瓷、建筑工業用的建筑陶瓷和衛生陶

7、瓷等。瓷等。 諸如此類的日用陶瓷、工業陶瓷與水泥、玻諸如此類的日用陶瓷、工業陶瓷與水泥、玻璃、耐火材料、搪瓷、磨料制品等統稱為硅酸鹽璃、耐火材料、搪瓷、磨料制品等統稱為硅酸鹽制品，因為它們的主要成分是硅酸鹽化合物。人制品，因為它們的主要成分是硅酸鹽化合物。人們一般將這一類陶瓷制品稱為傳統陶瓷或普通陶們一般將這一類陶瓷制品稱為傳統陶瓷或普通陶瓷。瓷。 從原始瓷器的出現到近代的傳統陶瓷，這一從原始瓷器的出現到近代的傳統陶瓷，這一階段一直持續了階段一直持續了4000余年。余年。瓷器瓷器（傳統陶瓷）（傳統陶瓷）陶陶 器器高鋁質粘土高鋁質粘土和瓷土的應用和瓷土的應用釉的發明釉的發明原料純化原料純化陶瓷工

8、藝陶瓷工藝的發展的發展陶瓷理論陶瓷理論的發展的發展先進陶瓷先進陶瓷（微米級）（微米級）納米陶瓷納米陶瓷高溫技術高溫技術的發展的發展顯微結構顯微結構分析的進步分析的進步性能研究性能研究的深入的深入無損評估無損評估的成就的成就相鄰學科相鄰學科的推動的推動圖圖1 陶瓷研究發展的三個階段陶瓷研究發展的三個階段 20世紀以來，特別是第二次世界大戰之后，世紀以來，特別是第二次世界大戰之后，隨著宇宙開發、原子能工業的興起和電子工業的隨著宇宙開發、原子能工業的興起和電子工業的迅速發展，對陶瓷材料，無論從性能、質量、品迅速發展，對陶瓷材料，無論從性能、質量、品種等方面，均提出了越來越高的要求，促使陶瓷種等方面，

9、均提出了越來越高的要求，促使陶瓷材料發展為新的具有一系列特殊功能的無機非金材料發展為新的具有一系列特殊功能的無機非金屬材料，屬材料，陶瓷研究的發展則從傳統陶瓷躍入第二陶瓷研究的發展則從傳統陶瓷躍入第二個階段個階段先進陶瓷階段先進陶瓷階段。先進陶瓷（。先進陶瓷（Advanced Ceramics，又稱現代陶瓷）是為了有別于傳統陶，又稱現代陶瓷）是為了有別于傳統陶瓷而言的。瓷而言的。 相鄰學科、相關技術的相互滲透與交相鄰學科、相關技術的相互滲透與交叉叉，是現代科學技術發展的一個重要特點。，是現代科學技術發展的一個重要特點。 先進陶瓷（或現代陶瓷）是在傳統硅先進陶瓷（或現代陶瓷）是在傳統硅酸鹽陶瓷的

10、基礎上，吸收了相鄰學科的先進酸鹽陶瓷的基礎上，吸收了相鄰學科的先進技術而發展起來的一門綜合而又相對獨立的技術而發展起來的一門綜合而又相對獨立的學科體系，許多學科和技術因素促成了這種學科體系，許多學科和技術因素促成了這種發展，例如：發展，例如： 在原料上，在原料上，從傳統陶瓷以天然礦物原料為主從傳統陶瓷以天然礦物原料為主體發展到用高純的合成化合物，材料的組成已遠遠體發展到用高純的合成化合物，材料的組成已遠遠超出硅酸鹽的范圍。超出硅酸鹽的范圍。 制備工藝的進步，制備工藝的進步，在傳統陶瓷工藝基礎上發在傳統陶瓷工藝基礎上發展和創造出一系列新的工藝技術。如展和創造出一系列新的工藝技術。如成型技術成型技

11、術上的上的等靜壓成型、熱壓注成型、注射成型、離心注漿成等靜壓成型、熱壓注成型、注射成型、離心注漿成型、壓力注漿成型和流延成膜等成型方法；型、壓力注漿成型和流延成膜等成型方法；燒成燒成上上則有熱壓燒結、熱等靜壓燒結、反應燒結、快速燒則有熱壓燒結、熱等靜壓燒結、反應燒結、快速燒結、微波燒結、等離子體燒結、自蔓燃燒結等。結、微波燒結、等離子體燒結、自蔓燃燒結等。 陶瓷科學理論的發展，陶瓷科學理論的發展，為陶瓷工藝的為陶瓷工藝的發展提供了科學依據，使陶瓷工藝從經驗操發展提供了科學依據，使陶瓷工藝從經驗操作發展到科學控制，并發展到在一定程度上作發展到科學控制，并發展到在一定程度上可根據實用要求進行特定的

12、材料設計?？筛鶕嵱靡筮M行特定的材料設計。 顯微結構分析上的進步顯微結構分析上的進步，使人們可更，使人們可更精確地了解陶瓷材料的結構及其組成，從而精確地了解陶瓷材料的結構及其組成，從而可人為控制工藝可人為控制工藝顯微結構顯微結構性能關系性能關系的統一，對陶瓷技術起到了指導作用。的統一，對陶瓷技術起到了指導作用。 陶瓷材料性能的研究陶瓷材料性能的研究使新的性能不斷出現，使新的性能不斷出現，大大開拓了陶瓷材料的應用范圍。大大開拓了陶瓷材料的應用范圍。 陶瓷材料無損評估技術的發展陶瓷材料無損評估技術的發展，加強了陶瓷，加強了陶瓷材料使用上的可靠性。材料使用上的可靠性。 相鄰學科的發展相鄰學科的發展

13、對陶瓷科學的進步起到了推對陶瓷科學的進步起到了推動作用。動作用。 但是應該指出，這一階段的先進陶瓷，無論但是應該指出，這一階段的先進陶瓷，無論從原料、顯微結構中所體現的晶粒、晶界、氣孔、從原料、顯微結構中所體現的晶粒、晶界、氣孔、缺陷等在尺度上還只是處在微米級的水平，缺陷等在尺度上還只是處在微米級的水平，故又故又可稱之為微米級先進陶瓷。可稱之為微米級先進陶瓷。 到上世紀到上世紀9090年代，陶瓷研究進入了第三個階年代，陶瓷研究進入了第三個階段段納米陶瓷階段納米陶瓷階段。所謂納米陶瓷，。所謂納米陶瓷，是指是指顯微結顯微結構中的物相具有納米（構中的物相具有納米（nmnm）級尺度的陶瓷材料，它）級尺

14、度的陶瓷材料，它包括晶粒尺寸、晶界寬度、第二相分布、氣孔尺寸、包括晶粒尺寸、晶界寬度、第二相分布、氣孔尺寸、缺陷尺寸等均在納米量級的尺度上。缺陷尺寸等均在納米量級的尺度上。 納米陶瓷是當前陶瓷材料研究中一個十分重要納米陶瓷是當前陶瓷材料研究中一個十分重要的發展趨向，它將促使陶瓷材料研究從工藝到理論，的發展趨向，它將促使陶瓷材料研究從工藝到理論，從性能到應用都提高到一個嶄新階段。從性能到應用都提高到一個嶄新階段。三、陶瓷的分類三、陶瓷的分類 陶瓷的分類方法很多，這里主要介陶瓷的分類方法很多，這里主要介紹紹按陶瓷的概念和用途來分類，按陶瓷的概念和用途來分類，可將陶瓷可將陶瓷分為普通陶瓷（分為普通陶

15、瓷（Traditional Ceramics）和特種陶瓷（和特種陶瓷（Special Ceramics）兩大）兩大類。類。 特種陶瓷從性能上可分為特種陶瓷從性能上可分為結構陶瓷和功能陶瓷結構陶瓷和功能陶瓷兩大類。兩大類。 結構陶瓷（結構陶瓷（Structural Ceramics）是指）是指具有具有力學和機械性能及部分熱學和化學功能的先進陶力學和機械性能及部分熱學和化學功能的先進陶瓷（現代陶瓷），特別適于高溫下應用的則稱為瓷（現代陶瓷），特別適于高溫下應用的則稱為高溫結構陶瓷。高溫結構陶瓷。 功能陶瓷（功能陶瓷（Functional Ceramics）是指）是指那些那些利用電、磁、聲、光、熱、

16、力等直接效應及其耦利用電、磁、聲、光、熱、力等直接效應及其耦合效應所提供的一種或多種性質來實現某種使用合效應所提供的一種或多種性質來實現某種使用功能的先進陶瓷（現代陶瓷）。功能的先進陶瓷（現代陶瓷）。 功能陶瓷的特點功能陶瓷的特點是品種多、產量大、價格低、是品種多、產量大、價格低、應用廣、功能全、技術高、更新快。應用廣、功能全、技術高、更新快。 通過對復雜多元氧化物系統的化學、物理及組通過對復雜多元氧化物系統的化學、物理及組成、結構、性能和使用效能間相互關系的研究，已成、結構、性能和使用效能間相互關系的研究，已陸續發現了一大批具有優異性能或特殊功能的功能陸續發現了一大批具有優異性能或特殊功能的

17、功能陶瓷，并可借助于離子置換、摻雜等方法調節、優陶瓷，并可借助于離子置換、摻雜等方法調節、優化其性能，化其性能，功能陶瓷材料研究功能陶瓷材料研究已開始從經驗式的探已開始從經驗式的探索逐步走向按所需性能來進行材料設計。索逐步走向按所需性能來進行材料設計。 結構陶瓷大致分為氧化物系和非氧化結構陶瓷大致分為氧化物系和非氧化物系兩類物系兩類，見表，見表1。由于許非氧化物系的陶。由于許非氧化物系的陶瓷材料具有氧化物系材料所不具備的優異瓷材料具有氧化物系材料所不具備的優異功能，因而其發展前途廣闊。功能，因而其發展前途廣闊。表表1 結構陶瓷的分類結構陶瓷的分類 種種 類類 材材 料料 氧氧 化化 物物 系系

18、Al2O3，MgO，ZrO2，SiO2，UO2，BeO等等非非氧氧化化物物系系碳碳 化化 物物SiC，TiC，B4C，WC，UC，ZrC等等氮氮 化化 物物Si3N4，AlN，BN，TiN，ZrN等等硼硼 化化 物物ZrB2，WB，TiB2，LaB6等等硅硅 化化 物物MoSi2氟氟 化化 物物CaF2，BaF2，MgF2硫硫 化化 物物ZnS，TiS2，MxMo6S8（M=Pb, Cu, Gd）碳和石墨碳和石墨C 功能陶瓷具有功能陶瓷具有電絕緣性、半導體性、導電性、電絕緣性、半導體性、導電性、壓電性、鐵電性、磁性、耐腐蝕性、化學吸附性、壓電性、鐵電性、磁性、耐腐蝕性、化學吸附性、生物適應性、

19、吸聲性（能）、耐輻射性等很多功生物適應性、吸聲性（能）、耐輻射性等很多功能，且具有相互轉換的功能。能，且具有相互轉換的功能。 功能陶瓷的大致分類見表功能陶瓷的大致分類見表2。隨著科學技術。隨著科學技術的發展，多功能陶瓷材料已逐漸在研制和生產，的發展，多功能陶瓷材料已逐漸在研制和生產，這種陶瓷材料所具備的多功能性是其它材料難以這種陶瓷材料所具備的多功能性是其它材料難以達到的，因而十分引人注目。達到的，因而十分引人注目。表表2 功能陶瓷的分類功能陶瓷的分類分類分類功能陶瓷功能陶瓷典典 型型 材材 料料主要用途主要用途電功電功能陶能陶瓷瓷絕緣陶瓷絕緣陶瓷Al2O3、BeO、MgO、AlN、SiC集成

20、電路基片、封裝陶瓷、高頻絕緣集成電路基片、封裝陶瓷、高頻絕緣陶瓷陶瓷介電陶瓷介電陶瓷TiO2、La2Ti2O7、Ba2Ti9O20陶瓷電容器、微波陶瓷陶瓷電容器、微波陶瓷鐵電陶瓷鐵電陶瓷BaTiO3、SrTiO3陶瓷電容器陶瓷電容器壓電陶瓷壓電陶瓷PZT、PT、LNN(PbBa)NaNb5O15超聲換能器、諧振器、濾波器、壓電超聲換能器、諧振器、濾波器、壓電點火、壓電電動機、表面波延遲元件點火、壓電電動機、表面波延遲元件半導體陶瓷半導體陶瓷PTC(Ba-Sr-Pb)TiO3NTC(Mn、Co、Ni、Fe、LaCrO3)CTR(V2O5 )溫度補償和自控加熱元件等溫度傳感溫度補償和自控加熱元件等

21、溫度傳感器、溫度補償器等熱傳感元件、防火器、溫度補償器等熱傳感元件、防火災傳感器等災傳感器等ZnO壓敏電阻壓敏電阻浪涌電流吸收器、噪聲消除、避雷器浪涌電流吸收器、噪聲消除、避雷器SiC發熱體發熱體電爐、小型電熱器等電爐、小型電熱器等快離子導體快離子導體陶瓷陶瓷-Al2O3、ZrO2鈉鈉-硫電池固體電介質、氧傳感器陶瓷硫電池固體電介質、氧傳感器陶瓷高溫超導陶高溫超導陶瓷瓷La-Ba-Cu-O、Y-Ba-Cu-OBi-Sr-Ca-Cu-O、Tl-Ba-Ca-Cu-O超導材料超導材料分分 類類 功功 能能 陶陶 瓷瓷 典典 型型 材材 料料 主主 要要 用用 途途磁磁 功功能能 陶陶瓷瓷軟磁鐵氧體軟

22、磁鐵氧體Mn-Zn、Cu-Zn、Ni-Zn、Cu-Zn-Mg電視機、收錄機的磁電視機、收錄機的磁芯，記錄磁頭、溫度芯，記錄磁頭、溫度傳感器，計算機電源傳感器，計算機電源磁芯、電波吸收體磁芯、電波吸收體硬磁鐵氧體硬磁鐵氧體Ba、Sr鐵氧體鐵氧體鐵氧體磁石鐵氧體磁石記憶用鐵氧體記憶用鐵氧體Li、Mn、Ni、Mg、Zn與鐵形成的尖晶與鐵形成的尖晶石型石型計算機磁芯計算機磁芯光光功功能能陶陶瓷瓷透明透明Al2O3陶瓷陶瓷Al2O3高壓鈉燈高壓鈉燈透明透明MgO陶瓷陶瓷MgO照明或特殊燈管，紅照明或特殊燈管，紅外輸出窗材料外輸出窗材料透明透明Y2O3-ThO2陶陶瓷瓷Y2O3ThO2激光元件激光元件透明

23、鐵電陶瓷透明鐵電陶瓷PLZT光存儲元件、視頻顯光存儲元件、視頻顯示和存儲系統，光開示和存儲系統，光開關、光閥等關、光閥等分類分類功能陶瓷功能陶瓷 典典 型型 材材 料料 主主 要要 用用 途途生生物物及及化化學學功功能能陶陶瓷瓷濕敏陶瓷濕敏陶瓷 MgCr2O4-TiO2、ZnO-Cr2O3、Fe3O4等等工業濕度檢測、烹工業濕度檢測、烹飪控制元件飪控制元件氣敏陶瓷氣敏陶瓷 SnO2、-Fe2O3、ZrO2、TiO2、ZnO等等汽車傳感器、氣體汽車傳感器、氣體泄漏報警，各類氣泄漏報警，各類氣體檢測體檢測載體用陶載體用陶瓷瓷堇青石瓷、堇青石瓷、Al2O3瓷、瓷、SiO2-Al2O3瓷等瓷等汽車尾氣

24、催化載體、汽車尾氣催化載體、化工用催化載體、化工用催化載體、酵素固定載體酵素固定載體催化用陶催化用陶瓷瓷沸石、過渡金屬氧化沸石、過渡金屬氧化物物接觸分解反應催化、接觸分解反應催化、排氣凈化催化排氣凈化催化生物陶瓷生物陶瓷 A l2O3、 C a5( F 、Cl)P3O12人造牙齒、關節骨人造牙齒、關節骨等等四、新型陶瓷的特性與應用四、新型陶瓷的特性與應用 新型陶瓷，由于不同的化學組分和顯微新型陶瓷，由于不同的化學組分和顯微結構而決定其具有不同的特殊性質和功能，結構而決定其具有不同的特殊性質和功能，如高強、高硬、耐溫、耐腐、絕緣、導電和如高強、高硬、耐溫、耐腐、絕緣、導電和各種電、磁、光及生物相

25、容性等，陶瓷材料各種電、磁、光及生物相容性等，陶瓷材料的這些性能，可以廣泛用于機械、電子、宇的這些性能，可以廣泛用于機械、電子、宇航、醫學工程等各個方面，成為近代尖端科航、醫學工程等各個方面，成為近代尖端科學技術的重要組成部分。學技術的重要組成部分。 新型陶瓷的主要特性和應用見表新型陶瓷的主要特性和應用見表3。表表3 新型陶瓷的特性與應用新型陶瓷的特性與應用領域領域 特特 性性 應應 用用光、光、電、電、磁磁學學功功能能領領域域電電子子陶陶瓷瓷高絕緣性高絕緣性集成電路組件，集成電路襯底，散熱性絕緣襯底集成電路組件，集成電路襯底，散熱性絕緣襯底鐵電性、介電鐵電性、介電性性圖像存儲元件，電光偏振光

26、元件，高容量電容器圖像存儲元件，電光偏振光元件，高容量電容器壓電性壓電性振子，點火元件，濾波器，壓電變壓器，超聲波元振子，點火元件，濾波器，壓電變壓器，超聲波元件，電子引燃器，彈性表面波元件，電子鐘表件，電子引燃器，彈性表面波元件，電子鐘表熱電性熱電性紅外檢測元件，自計式溫度計，探測器，新型武器紅外檢測元件，自計式溫度計，探測器，新型武器電子放射性電子放射性陰極射線管電子槍熱陰極，熱電子裝置，電子顯微陰極射線管電子槍熱陰極，熱電子裝置，電子顯微鏡，電子束焊機，超大規模集成電路電子束繪畫儀鏡，電子束焊機，超大規模集成電路電子束繪畫儀半導性、傳感半導性、傳感性性電阻發熱體（高溫電爐），濕度傳感器，

27、熱敏電阻電阻發熱體（高溫電爐），濕度傳感器，熱敏電阻（溫度控制器），壓力傳感器，穩壓元件（非線性（溫度控制器），壓力傳感器，穩壓元件（非線性電阻），自控系統電阻發熱元件（電子恒溫器，被電阻），自控系統電阻發熱元件（電子恒溫器，被褥干燥器，頭發干燥器），氣體傳感器（氣體泄漏褥干燥器，頭發干燥器），氣體傳感器（氣體泄漏報警器）報警器）離子導電性離子導電性氧量傳感器（汽車發動機空氣氧量傳感器（汽車發動機空氣燃料比控制器），燃料比控制器），高爐的控制，鈉硫電池（功率平衡用）高爐的控制，鈉硫電池（功率平衡用） 領領 域域 特特 性性 應應 用用光、光、電、電、磁磁學學功功能能領領域域光光電電陶陶瓷瓷熒光

28、性熒光性熒光體，彩色電視顯像管材料熒光體，彩色電視顯像管材料偏振光性偏振光性電光偏振光元件電光偏振光元件光電性光電性光電變換元件光電變換元件光光陶陶瓷瓷透光性透光性耐高溫耐蝕透光性（高壓鈉燈燈管），窯爐耐高溫耐蝕透光性（高壓鈉燈燈管），窯爐觀察窗，原子能反應堆窗口，半導性透可見觀察窗，原子能反應堆窗口，半導性透可見光性（光改變色玻璃）光性（光改變色玻璃）光反射性光反射性耐高溫金屬特性耐高溫金屬特性反射紅外性反射紅外性透過可見光，反射紅外線特性（節能型窗玻透過可見光，反射紅外線特性（節能型窗玻璃）璃）導光性導光性通信用光纖，光通信光纜，胃攝像機，光能通信用光纖，光通信光纜，胃攝像機，光能傳輸纖維

29、傳輸纖維磁性磁性陶陶 瓷瓷軟磁性、硬磁軟磁性、硬磁性性電腦存儲元件，變壓器磁芯，磁帶，磁盤，電腦存儲元件，變壓器磁芯，磁帶，磁盤，橡膠磁鐵，立體聲拾音器，磁頭，現金支付橡膠磁鐵，立體聲拾音器，磁頭，現金支付信用卡，冷藏庫氣密磁門信用卡，冷藏庫氣密磁門領領 域域 特特 性性 應應 用用熱學熱學功能功能領域領域傳熱性傳熱性集成電路絕緣（散熱）襯底集成電路絕緣（散熱）襯底絕熱性絕熱性耐熱絕熱體，輕質絕熱體，不燃壁材，節能型爐耐熱絕熱體，輕質絕熱體，不燃壁材，節能型爐耐高溫性耐高溫性耐高溫結構材料，高溫爐，核聚變反應堆材料，原子能耐高溫結構材料，高溫爐，核聚變反應堆材料，原子能反應堆材料反應堆材料機機

30、械械功功能能領領域域高強度、耐磨性、高強度、耐磨性、非膨脹收縮性非膨脹收縮性超高精度全陶瓷車床，機床，測量機械，拉絲模超高精度全陶瓷車床，機床，測量機械，拉絲模高強度、耐高溫高強度、耐高溫性性高性能高效汽車發動機，燃氣輪機葉片，柴油機，高性能高效汽車發動機，燃氣輪機葉片，柴油機，Sterling發動機，航天飛機表面瓦發動機，航天飛機表面瓦高比強度性高比強度性汽車零件，人造衛星機體，火箭機體，飛機機體汽車零件，人造衛星機體，火箭機體，飛機機體高模量高模量高爾夫球棒，長柄，網球拍，撐桿跳高撐桿，釣魚竿，高爾夫球棒，長柄，網球拍，撐桿跳高撐桿，釣魚竿，各種彈簧材料各種彈簧材料超硬性超硬性研磨材料，切

31、削工具，磨削材料研磨材料，切削工具，磨削材料潤滑性潤滑性軸承材料，高溫潤滑材料軸承材料，高溫潤滑材料生物生物化學化學功能功能領域領域骨親和性骨親和性人工骨，人造牙根，人造關節人工骨，人造牙根，人造關節載體性載體性固定酶載體，催化劑載體，生物化學反應控制裝置固定酶載體，催化劑載體，生物化學反應控制裝置耐蝕性耐蝕性理化儀器，化工陶瓷，化學裝置內襯，原子能有關材料理化儀器，化工陶瓷，化學裝置內襯，原子能有關材料催化性催化性水煤氣反應催化劑，耐熱催化劑，化學用催化劑水煤氣反應催化劑，耐熱催化劑，化學用催化劑 尤其要指出的是，尤其要指出的是，功能陶瓷功能陶瓷的不斷開發，的不斷開發，對科學技術的發展起了巨

32、大促進作用，功能對科學技術的發展起了巨大促進作用，功能陶瓷的應用領域也隨之更為廣泛，陶瓷的應用領域也隨之更為廣泛，目前主要目前主要用于用于電、磁、光、聲、熱和化學等信息的檢電、磁、光、聲、熱和化學等信息的檢測、轉換、傳輸、處理和存儲等，并已在電測、轉換、傳輸、處理和存儲等，并已在電子信息、集成電路、計算機、能源工程、超子信息、集成電路、計算機、能源工程、超聲換能、人工智能、生物工程等眾多近代科聲換能、人工智能、生物工程等眾多近代科技領域顯示出廣闊的應用前景。技領域顯示出廣闊的應用前景。根據功能陶瓷組成結構的易調性和可控性根據功能陶瓷組成結構的易調性和可控性，可以制備超高絕緣性、絕緣性、半導體、

33、導可以制備超高絕緣性、絕緣性、半導體、導電性和超導電性陶瓷；電性和超導電性陶瓷；根據其能量轉換和耦合特性，根據其能量轉換和耦合特性，可以制備壓電、可以制備壓電、光電、熱電、磁電和鐵電等陶瓷；光電、熱電、磁電和鐵電等陶瓷；根據其對外場條件的敏感效應根據其對外場條件的敏感效應，則可制備熱，則可制備熱敏、氣敏、濕敏、壓敏、磁敏和光敏等敏感敏、氣敏、濕敏、壓敏、磁敏和光敏等敏感陶瓷。陶瓷。 高溫超導氧化物陶瓷的發現，高溫超導氧化物陶瓷的發現，使功能陶使功能陶瓷的研究形成了全球性的熱點，高溫超導瓷的研究形成了全球性的熱點，高溫超導陶瓷的研究開發，為未來的技術革命帶來陶瓷的研究開發，為未來的技術革命帶來新

34、的曙光。新的曙光。 上世紀上世紀90年代開始的納米功能陶瓷的年代開始的納米功能陶瓷的研究，表明人們已開始深入到介于宏觀與研究，表明人們已開始深入到介于宏觀與原子尺度的納米層次來研究功能陶瓷的性原子尺度的納米層次來研究功能陶瓷的性能與結構，以期進一步開拓功能陶瓷新的能與結構，以期進一步開拓功能陶瓷新的應用領域。應用領域。五、新型陶瓷的工藝技術現狀五、新型陶瓷的工藝技術現狀 新型陶瓷已有新型陶瓷已有100余年的發展歷史，尤其是余年的發展歷史，尤其是近三十年多來，新型陶瓷已成為當今社會不可缺近三十年多來，新型陶瓷已成為當今社會不可缺少的新材料之一。少的新材料之一。 盡管新型陶瓷材料已有一套初步成熟的

35、工藝盡管新型陶瓷材料已有一套初步成熟的工藝技術，并已形成了一定的規模與市場，但由于其技術，并已形成了一定的規模與市場，但由于其尚處于發展和提高之中，產品質量和數量還不能尚處于發展和提高之中，產品質量和數量還不能滿足當今社會日益發展的需求，特別是高性能、滿足當今社會日益發展的需求，特別是高性能、高精度的產品還很缺乏。為此，目前需研究和解高精度的產品還很缺乏。為此，目前需研究和解決的重點是：決的重點是：1工藝工藝結構結構性能的設計與研究性能的設計與研究 有效地控制工藝過程，使其達到預定有效地控制工藝過程，使其達到預定的結構（包括薄膜化、纖維化、氣孔的含的結構（包括薄膜化、纖維化、氣孔的含量、非晶態

36、化、晶粒的微細化等），對于量、非晶態化、晶粒的微細化等），對于提高新型陶瓷材料的性能和進一步發現其提高新型陶瓷材料的性能和進一步發現其新的功能是十分重要的。新的功能是十分重要的。2重視粉體標準化、系列化的研究與開發重視粉體標準化、系列化的研究與開發 新型陶瓷材料規模化的大生產，必須新型陶瓷材料規?；拇笊a，必須以標準化的粉體為基礎，并根據不同產品以標準化的粉體為基礎，并根據不同產品的需要盡可能提供系列化的粉體。因此，的需要盡可能提供系列化的粉體。因此，高純、超細陶瓷粉體的制備仍是今后相當高純、超細陶瓷粉體的制備仍是今后相當長一段時期的主攻方向，先進的制備工藝長一段時期的主攻方向，先進的制備工

37、藝和制造成本的降低將成為主攻的重點。和制造成本的降低將成為主攻的重點。3提高新型陶瓷材料制品的重復性、可靠提高新型陶瓷材料制品的重復性、可靠性及其使用壽命性及其使用壽命 這是影響新型陶瓷產品能否有市場和這是影響新型陶瓷產品能否有市場和發展前主的關鍵。越是高技術的設備對材發展前主的關鍵。越是高技術的設備對材料的要求越高。目前新型陶瓷材料使用受料的要求越高。目前新型陶瓷材料使用受到一定的限制。為此，從事新型陶瓷材料到一定的限制。為此，從事新型陶瓷材料工作者必須對此引起足夠的重視，致力于工作者必須對此引起足夠的重視，致力于提高材料的性能和使用壽命。提高材料的性能和使用壽命。4新型陶瓷材料的精密加工亟

38、待加強新型陶瓷材料的精密加工亟待加強 由于陶瓷材料燒結時帶來體積的變化，由于陶瓷材料燒結時帶來體積的變化，要滿足精密裝配等要求必須進行精加工。但要滿足精密裝配等要求必須進行精加工。但陶瓷材料的高強、超硬又給精加工帶來了很陶瓷材料的高強、超硬又給精加工帶來了很大的困難。因此，必須研究采用快速、經濟大的困難。因此，必須研究采用快速、經濟的精加工技術，以賦于新型陶瓷材料更廣闊的精加工技術，以賦于新型陶瓷材料更廣闊的應用領域。的應用領域。六、新型陶瓷展望六、新型陶瓷展望 信息、能源、材料被譽為當代科學的三大支信息、能源、材料被譽為當代科學的三大支柱。新型陶瓷作為一種新材料，以其優異的性能在柱。新型陶瓷

39、作為一種新材料，以其優異的性能在材料領域獨樹一幟，受到了人們的高度重視，在未材料領域獨樹一幟，受到了人們的高度重視，在未來的社會中將發揮愈益顯著的作用。來的社會中將發揮愈益顯著的作用。 新型陶瓷材料將在下列幾方面獲得新的進展與新型陶瓷材料將在下列幾方面獲得新的進展與突破，對現代技術的發展和人類社會的進步作出特突破，對現代技術的發展和人類社會的進步作出特有的貢獻。有的貢獻。 1氣相凝聚法制備超微粉體將成為超微粉研究發展氣相凝聚法制備超微粉體將成為超微粉研究發展的重點的重點 隨著人們對新型陶瓷材料制品性能要求的提高，對隨著人們對新型陶瓷材料制品性能要求的提高，對其所用粉體性能的要求也將更加苛刻。采

40、用傳統的粉體制其所用粉體性能的要求也將更加苛刻。采用傳統的粉體制備法已無能為力。唯有氣相凝聚法可以實現這一目標。備法已無能為力。唯有氣相凝聚法可以實現這一目標。 氣相凝聚法是氣相凝聚法是直接利用氣相或是通過各種手段將物質直接利用氣相或是通過各種手段將物質變為氣體，使之在氣體狀態下發生化學反應或物理變化，變為氣體，使之在氣體狀態下發生化學反應或物理變化，最后在冷卻過程中凝聚形成超微粉。其方法主要有氣體中最后在冷卻過程中凝聚形成超微粉。其方法主要有氣體中蒸發法、化學氣相反應法、電弧等離子體法、高頻等離子蒸發法、化學氣相反應法、電弧等離子體法、高頻等離子體法和激光法等。體法和激光法等。2微波加熱將向

41、傳統燒結方法挑戰微波加熱將向傳統燒結方法挑戰 由于微波加熱完全不同于普通常規加熱由于微波加熱完全不同于普通常規加熱方 式 ， 有 著 加 熱 均 勻 、 加 熱 速 度 快方 式 ， 有 著 加 熱 均 勻 、 加 熱 速 度 快（500/min以上），高效節能和能實現以上），高效節能和能實現2000以上高溫等諸多優點。以上高溫等諸多優點。 微波加熱還能用于陶瓷間的焊接，為復微波加熱還能用于陶瓷間的焊接，為復雜異形陶瓷的制作或陶瓷瓷件的修復創造條雜異形陶瓷的制作或陶瓷瓷件的修復創造條件。件。3陶瓷材料脆性致命弱點將得到顯著改變陶瓷材料脆性致命弱點將得到顯著改變 陶瓷材料具有高強、耐磨、耐高溫、

42、耐腐等許多優陶瓷材料具有高強、耐磨、耐高溫、耐腐等許多優異性能，但陶瓷材料致命弱點異性能，但陶瓷材料致命弱點脆性，阻礙了它的進一脆性，阻礙了它的進一步應用和發展，因此，改善陶瓷材料的脆性一直為陶瓷材步應用和發展，因此，改善陶瓷材料的脆性一直為陶瓷材料科技工作者研究的熱點。料科技工作者研究的熱點。 目前人們已在目前人們已在粒子彌散增韌、氧化鋯相變增韌和晶須粒子彌散增韌、氧化鋯相變增韌和晶須（纖維）增韌方面做了許多工作，而其中晶須增韌尤為顯（纖維）增韌方面做了許多工作，而其中晶須增韌尤為顯著，其斷裂韌性已達著，其斷裂韌性已達36MPam1/2，比單一陶瓷增加一個，比單一陶瓷增加一個數量級，但韌性指

43、標仍不能達到人們所期望的效果。數量級，但韌性指標仍不能達到人們所期望的效果。 今后需完善和探索今后需完善和探索新的復合工藝技術，開發新的增韌新的復合工藝技術，開發新的增韌方法與途徑，如超塑性納米陶瓷等，使陶瓷材料的脆性得方法與途徑，如超塑性納米陶瓷等，使陶瓷材料的脆性得以根本的改變。以根本的改變。4納米材料的應用將為新型陶瓷材料帶來新的活納米材料的應用將為新型陶瓷材料帶來新的活力力 納 米 材 料 是 指納 米 材 料 是 指 在 納 米 （在 納 米 （ 1 0- 9m ） 長 度 范 圍） 長 度 范 圍（1100nm）內的微?；蚪Y構、結晶或納米復合的材料。）內的微粒或結構、結晶或納米復合

44、的材料。納米顆粒由于尺寸極小，故不易用一般的方法合成，而納米顆粒由于尺寸極小，故不易用一般的方法合成，而采用原位復合法，目前正在探索納米技術來制備納米材采用原位復合法，目前正在探索納米技術來制備納米材料。料。 納米材料具有特有納米材料具有特有的的“納米尺寸效應納米尺寸效應”，一些不易，一些不易固溶、混溶的組分有可能在納米尺度復合，從而可開發固溶、混溶的組分有可能在納米尺度復合，從而可開發新穎復合陶瓷材料；高缺陷濃度、高擴散系數和高反應新穎復合陶瓷材料；高缺陷濃度、高擴散系數和高反應度的納米材料，將在催化、生物化學等領域獲得應用。度的納米材料，將在催化、生物化學等領域獲得應用。納米材料的應用日趨

45、廣泛，因而，納米材料被公認為是納米材料的應用日趨廣泛，因而，納米材料被公認為是21世紀的新材料。世紀的新材料。5智能陶瓷將日益引起人們的關注智能陶瓷將日益引起人們的關注 智能陶瓷是更高級的功能陶瓷智能陶瓷是更高級的功能陶瓷，它利用陶瓷，它利用陶瓷的特有功能，通過傳感的特有功能，通過傳感反饋反饋驅動的綜合驅動的綜合效果，達到感知外界，并對外作功的目的。智能效果，達到感知外界，并對外作功的目的。智能陶瓷可分為被動的智能陶瓷、主動智能陶瓷、高陶瓷可分為被動的智能陶瓷、主動智能陶瓷、高智能陶瓷復合材料智能陶瓷復合材料。 智能陶瓷材料的發展是建立在人類的需求、智能陶瓷材料的發展是建立在人類的需求、材料中

46、所孕育的功能和材料中已顯露的功能三者材料中所孕育的功能和材料中已顯露的功能三者之間的聯系上。目前需要人們去進一步探索以形之間的聯系上。目前需要人們去進一步探索以形成一個龐大的智能系統。成一個龐大的智能系統。 七、陶七、陶 瓷瓷 品品 種種 簡簡 介介 對陶瓷（材料及其制品）都有特定的性能要求。對陶瓷（材料及其制品）都有特定的性能要求。例如對日用餐具要有一定的強度（例如對日用餐具要有一定的強度（strength）、白度）、白度(whitness)、抗熱沖擊性（熱穩定性、抗熱沖擊性（熱穩定性,thermal shock resistance）；對電瓷有強度和介電性能要求對特種）；對電瓷有強度和介電

47、性能要求對特種陶瓷的性能及其穩定性要求更高。陶瓷的性能及其穩定性要求更高。 陶瓷的性能一方面受到其本征物理量（如熱膨陶瓷的性能一方面受到其本征物理量（如熱膨脹系數、電阻率、彈性模量等）的影響，同時又與脹系數、電阻率、彈性模量等）的影響，同時又與其顯微結構密切相關（陶瓷燒結體的顯微結構見圖其顯微結構密切相關（陶瓷燒結體的顯微結構見圖2-5-1）。）。第一節第一節 陶瓷的組成、結構與性能陶瓷的組成、結構與性能 決定顯微結構和本征物理量的決定顯微結構和本征物理量的是陶瓷的組成及是陶瓷的組成及其加工工藝。其中陶瓷組成其加工工藝。其中陶瓷組成對對顯微結構乃至性能起決顯微結構乃至性能起決定性作用。定性作用

48、。 圖圖2-5-1 陶瓷燒結體的顯微結構陶瓷燒結體的顯微結構 一、陶瓷性能與材料鍵性、結構的關系一、陶瓷性能與材料鍵性、結構的關系A. 陶瓷材料的鍵性主要是陶瓷材料的鍵性主要是離子鍵與共價鍵，而且往往離子鍵與共價鍵，而且往往是兩種鍵雜交在一起。是兩種鍵雜交在一起。(1)如島狀硅酸鹽中如島狀硅酸鹽中，陽離子和硅氧四面體是以離子鍵，陽離子和硅氧四面體是以離子鍵相聯，四面體中相聯，四面體中Si-O是共價鍵與離子鍵的混合鍵。是共價鍵與離子鍵的混合鍵。(2)多數氧化物以多數氧化物以離子鍵相結合。離子鍵相結合。(3)一些非金屬的碳化物一些非金屬的碳化物、氮化物中，共價鍵占主導地、氮化物中，共價鍵占主導地位

49、。如位。如SiC的強共價鍵使其硬度大、耐高溫。的強共價鍵使其硬度大、耐高溫。Si3N4中中Si與四個與四個N共價形成堅固聯系的四面體，因而其共價形成堅固聯系的四面體，因而其強度及分解溫度均高，而且熱膨脹系數小、抗熱震強度及分解溫度均高，而且熱膨脹系數小、抗熱震性好性好.B. 陶瓷材料中原子或分子的排列方式和結構也陶瓷材料中原子或分子的排列方式和結構也是決定性能的重要依據是決定性能的重要依據(1)如具有對稱中心的晶體如具有對稱中心的晶體不可能具有壓電性；不可能具有壓電性；(2)在正尖晶石型結構中，在正尖晶石型結構中，相反方向排列的磁矩數相等相反方向排列的磁矩數相等，使得晶體的總磁矩為零，因而不顯

50、磁性；，使得晶體的總磁矩為零，因而不顯磁性；(3)在反尖晶石結構中，在反尖晶石結構中，相反方向排列的磁矩數不等，相反方向排列的磁矩數不等，因而晶體呈現磁性。因而晶體呈現磁性。C.結構缺陷對陶瓷材料的性能也有顯著的影響結構缺陷對陶瓷材料的性能也有顯著的影響 如點缺陷中的肖脫基缺陷、弗侖克爾缺陷及如點缺陷中的肖脫基缺陷、弗侖克爾缺陷及價電子位移產生的色心都會增大離子晶體的導電價電子位移產生的色心都會增大離子晶體的導電性。若晶體發生位錯或缺陷，自然會影響晶體的性。若晶體發生位錯或缺陷，自然會影響晶體的生長和材料的機械強度。生長和材料的機械強度。二、陶瓷強度的控制和脆性的改善二、陶瓷強度的控制和脆性的

51、改善1.陶瓷材料強度特征陶瓷材料強度特征A.陶瓷材料的實際強度為理論強度的陶瓷材料的實際強度為理論強度的1/101/100。 這是因為多晶的陶瓷材料結構中實際上存在著這是因為多晶的陶瓷材料結構中實際上存在著多種缺陷，這些缺陷強烈影響著材料的斷裂性能與多種缺陷，這些缺陷強烈影響著材料的斷裂性能與強度值。強度值。 提高陶瓷強度的關鍵是提高陶瓷強度的關鍵是控制其裂紋和位錯。例控制其裂紋和位錯。例如，若能將裂紋長度控制到和原子間距同一數量級，如，若能將裂紋長度控制到和原子間距同一數量級，則材料可接近理論強度。則材料可接近理論強度。 B. 陶瓷材料在室溫下具有脆性陶瓷材料在室溫下具有脆性 陶瓷材料的另一

52、個強度特征是室溫下具有脆陶瓷材料的另一個強度特征是室溫下具有脆性（性（brittleness），），表現為表現為在外加應力作用下會突然在外加應力作用下會突然斷裂。其抗沖擊強度低，承受溫度劇變能力差。斷裂。其抗沖擊強度低，承受溫度劇變能力差。 (1) 組成陶瓷材料的化合物往往是組成陶瓷材料的化合物往往是離子鍵和共離子鍵和共價鍵的鍵性，這些化學鍵的原子不象金屬鍵鍵合的價鍵的鍵性，這些化學鍵的原子不象金屬鍵鍵合的原子那樣排列緊密，而是有許多空隙，難以引起位原子那樣排列緊密，而是有許多空隙，難以引起位錯移動。錯移動。 (2) 陶瓷的顯微結構陶瓷的顯微結構，其多晶體的晶界也會阻，其多晶體的晶界也會阻礙位

53、移的通過，聚集的位移應力會導致裂紋的形成礙位移的通過，聚集的位移應力會導致裂紋的形成，并在超過一定的臨界值后突然擴展。，并在超過一定的臨界值后突然擴展。 (3)組成陶瓷材料的組成陶瓷材料的晶體和玻璃相也多是脆性的晶體和玻璃相也多是脆性的。 2. 陶瓷強度的控制和脆性的改善陶瓷強度的控制和脆性的改善 A.降低其總氣孔率，控制好氣孔的大小、形狀和分降低其總氣孔率，控制好氣孔的大小、形狀和分布。布。 B. 控制晶粒的大小、數量和形狀。控制晶粒的大小、數量和形狀。 C. 脆性是與強度密切相關但又不相同的性質，它是脆性是與強度密切相關但又不相同的性質，它是強度與塑性的綜合反映。強度與塑性的綜合反映。提高

54、提高強度并強度并 不會明顯改不會明顯改善脆性，善脆性，但但降低脆性（即增韌）對提高強度有利降低脆性（即增韌）對提高強度有利。 D. 增韌的方法一般有表面補強增韌的方法一般有表面補強（例如陶瓷表面的施（例如陶瓷表面的施釉、表面離子交換）、釉、表面離子交換）、復合增韌復合增韌（例如金屬與陶例如金屬與陶瓷的復合、纖維與陶瓷的復合）和瓷的復合、纖維與陶瓷的復合）和相變增韌相變增韌（如（如ZrO2的增韌作用）。的增韌作用）。第二節第二節 陶瓷坯料的配制陶瓷坯料的配制 陶瓷坯料陶瓷坯料(body material)一般一般是由幾種不同的原料配制而成的。性是由幾種不同的原料配制而成的。性能不同的陶瓷產品，其

55、所用原料的種能不同的陶瓷產品，其所用原料的種類和配比也不同，即所謂坯料組成或類和配比也不同，即所謂坯料組成或配方不同。配方不同。一、確定坯料配方的原則一、確定坯料配方的原則（1）充分考慮產品的物理化學性能和使）充分考慮產品的物理化學性能和使用性能要求用性能要求.（2）參考前人的經驗和數據）參考前人的經驗和數據.（3）了解各種原料對產品性質的影響）了解各種原料對產品性質的影響.（4）應滿足生產工藝的要求）應滿足生產工藝的要求.（5）了解原料的品位、來源和到廠價格）了解原料的品位、來源和到廠價格.二、坯體組成的表示方法二、坯體組成的表示方法（一）配料量表示法（一）配料量表示法 配料量表示法也稱配料

56、比表示法，是生產中常配料量表示法也稱配料比表示法，是生產中常用的方法。它直接列出所用原料的名稱和質量比（用的方法。它直接列出所用原料的名稱和質量比（各種原料質量比之和應為各種原料質量比之和應為100）。）。 例如，某釉面磚配方可表示如下：焦寶石例如，某釉面磚配方可表示如下：焦寶石40、石英石英30、粘土、粘土15、滑石、滑石5、石灰石、石灰石7、長石、長石3。這種方。這種方法便于工廠計量配料，直觀方便。法便于工廠計量配料，直觀方便。（二）化學組成表示法（二）化學組成表示法 即用坯料中各種化學組分所占的質量即用坯料中各種化學組分所占的質量百分數來表示坯料組成（見表百分數來表示坯料組成（見表2-5

57、-6）。）。 其優點是其優點是可以根據坯料中化學成分的可以根據坯料中化學成分的多少來推斷或比較坯體的某些性能。多少來推斷或比較坯體的某些性能。 表表2-5-6 某瓷坯的化學組成某瓷坯的化學組成SiO2 Al2O3Fe2O3TiO2 CaO MgOK2O Na2O灼減灼減量量 總計總計 64.15 24.33 0.71 0.39 7.49 1.84 0.88 0.22 100 （三）示性礦物組成表示法（三）示性礦物組成表示法 普通陶瓷坯體一般是由粘土、石英及熔劑類礦普通陶瓷坯體一般是由粘土、石英及熔劑類礦物原料組成。用這三類礦物的百分含量可表示坯物原料組成。用這三類礦物的百分含量可表示坯料的組成

58、，這樣的表示方法叫示性礦物表示法。料的組成，這樣的表示方法叫示性礦物表示法。 例如表例如表2-5-6中的釉面磚配方可表示成：粘土類中的釉面磚配方可表示成：粘土類礦物礦物51%，石英，石英28%，熔劑類礦物，熔劑類礦物21%。它有助。它有助于了解坯料的一些工藝性能，如燒成性能等。于了解坯料的一些工藝性能，如燒成性能等。0.282K2O 0.196MgO 0.078CaO 5.616SiO2 0.026Fe2O30.974TiO2（四）實驗式表示法（四）實驗式表示法 實驗式表示法也稱坯式表示法，實驗式表示法也稱坯式表示法，它是采用它是采用各種氧化物摩爾數來表示坯料組成的一種方法，各種氧化物摩爾數來

59、表示坯料組成的一種方法，將坯料中的氧化物分為堿性、中性和酸性氧化物將坯料中的氧化物分為堿性、中性和酸性氧化物（見表（見表2-5-7），并計算出其摩爾數后按順序排），并計算出其摩爾數后按順序排列。例如，某?；u坯式為：列。例如，某?；u坯式為：0.282K2O 0.026Fe2O30. 196MgO 5.616SiO2 0.078CaO 0.974TiO2實驗式表示法：實驗式表示法： a R2O b RO c R2O3 d RO2當當 a+b=1 時時 為釉式，為釉式， c=1 時時 為坯式。為坯式。 三、配三、配 料料 計計 算算（一）從化學組成計算實驗式（一）從化學組成計算實驗式 若知道了坯

60、料的化學組成，可按下列步驟，計算成為實若知道了坯料的化學組成，可按下列步驟，計算成為實驗式驗式 1、若坯料中的化學組成包含有灼減量成分、若坯料中的化學組成包含有灼減量成分，首先應將其，首先應將其換算成不含灼減量的化學組成；換算成不含灼減量的化學組成； 2、以各氧化物的摩爾質量、以各氧化物的摩爾質量，分別除各該項氧化物的質量，分別除各該項氧化物的質量百分數，得到各氧化物的摩爾數；百分數，得到各氧化物的摩爾數； 3、以堿性氧化物或中性氧化物摩爾數總和，、以堿性氧化物或中性氧化物摩爾數總和，分別除各氧分別除各氧化物的摩爾數，即得到一套以堿性氧化物或中性氧化物摩爾化物的摩爾數，即得到一套以堿性氧化物或