福建农林大学无机非金属材料概要.docx

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福建农林大学无机非金属材料概要

无机非金属材料

化学组成和显微结构划分：

金属材料

无机非金属材料

高分子材料

复合材料

无机非金属材料的特点和性能

化学组分：

主要是氧化物和硅酸盐，其次是碳酸盐、硫酸盐和非氧化物

显微结构：

比金属的晶体结构复杂

力学性能：

强度高、硬度大、脆性

热学性能：

熔点高、低导热性、热膨胀系数小

电学性能：

绝大多数是绝缘体，高温导电能力比金属低

光学性能：

制成薄膜时大多是无色或浅色透明的

耐化学腐蚀能力较好

提问：

汽车行驶的时候为什么要加水？

陶瓷发动机为什么有这么优越的性能呢？

耐热性好，可以提高工作温度，使发动机效率提高，且燃料充分燃烧。

热传导性比金属低，从而节省能源。

陶瓷具有较高的高温强度和热稳定性，可以延长发动机的使用寿命。

无机非金属材料的优势：

性能优越

原料资源丰富，生产成本低廉

能量消耗低

第一章玻璃

一、定义

我国的技术词典把玻璃定义为“从熔体冷却，在室温下还能保持熔体结构的固体物质状态”，习惯上称之为“过冷的液体”。

二、玻璃的通性

各向同性

介稳性

无固定熔点

物理化学性质随成分变化的连续性和可逆性

三、玻璃的分类

元素玻璃：

由单一元素的原子构成的玻璃，有硫玻璃、硒玻璃等。

氧化物玻璃：

借助氧桥形成聚合结构的玻璃。

非氧化物玻璃：

卤化物玻璃和硫族化合物玻璃。

氧化物玻璃的命名

含单一的氧化物组分：

玻璃的名称和组分的名称一致

含有两种或两种以上不同的氧化物组分：

按照在玻璃中的摩尔分数从小到大排列

提问：

一种玻璃的主要生成物是SiO2，其余考虑命名的氧化物中，占第二位的是Al3O2，占第三位的是B2O3。

怎么命名这种玻璃？

硼铝硅酸盐玻璃

一价元素氧化物，按照分子量从小到大排列；

二价主族元素氧化物，接着是二价副族元素氧化物；

三价以上的氧化物，按照摩尔分数由小到大排列；

主要的玻璃生成氧化物。

提问：

一种玻璃的生成物是SiO2，其余考虑命名的氧化物有Na2O和CaO，这种玻璃怎么命名？

钠钙硅酸盐玻璃（Na2O-CaO-SiO2）

四、玻璃的结构

1、玻璃的结构理论

无规则网络学说：

玻璃的结构与相应的晶体结构相似，形成连续的三维空间网络结构。

它们的结构单元相同，不同只在于玻璃体的网络结构是不规则，非周期性的，因而它的内能大于晶体。

晶子学说：

玻璃是高度分散的晶体的集合体。

无规则网络学说强调了玻璃结构的连续性、均匀性和无序性。

晶子学说强调了玻璃结构的微不均匀性和有序性。

常见的几类玻璃

硅酸盐玻璃：

平板玻璃、瓶罐玻璃、

餐具玻璃等

硼酸盐玻璃：

仪器玻璃

磷酸盐玻璃：

激光放大器介质材料，

动植物痕量元素检测、生物功能材料

非氧化物玻璃：

光学材料、半导体材

料、易熔封接材料

2、硅酸盐玻璃结构

（1）石英玻璃结构

（2）碱硅酸盐玻璃结构

混合碱效应

在二元碱硅玻璃中，当碱金属氧化物的总量不变，用一种碱金属氧化物取代另一种时，玻璃的性质不是呈直线变化，而是出现明显的极值，这一现象称之为混合碱效应。

（3）钠钙硅酸盐玻璃结构

Na2O-CaO-SiO2三元系统玻璃

中，CaO的加入强化了NaO-SiO2的

结构，也限制了Na离子的运动。

成为

大多数实用玻璃的基础成分。

3、硼酸盐玻璃结构

硼氧反常性

碱金属或碱土金属氧化物加入B2O3中，使玻璃的各种物理性质，与相同条件下的碱硅酸盐玻璃相比，相应地向着相反的方向变化。

“硼-铝反常”现象：

硅酸盐玻璃中不存在B2O3时，SiO2能使折射率、密度上升；

玻璃中存在B2O3时，用Al2O3代替SiO2，随B2O3含量不同出现不同变化：

Na2O/B2O3=4时出现极大值。

Na2O/B2O3≥1时，折射率和密度显著下降。

Na2O/B2O3＜1时，性质变化曲线上出现极小值。

4、磷酸盐玻璃结构

P2O5玻璃的基本结构单元是有一个带双键的氧的【PO4】，结构中具有不对称中心，导致磷酸盐玻璃的理化性能较差。

随着RO、R2O的引入，结构中的P-O-P键断裂，影响了磷酸盐玻璃的化学稳定性和热膨胀系数等性能。

5、非氧化物玻璃

卤化物玻璃：

光学材料、易熔封接材料

硫属化合物玻璃：

半导体材料、透红外光材料、易熔封接材料等，具有特殊的开关效应。

第二节玻璃的制作原理

一、玻璃的形成条件

来说，同组成的玻璃体与晶体的内能差别越大，晶化倾向越大，越难以形成玻璃；反之，越容易形成玻璃。

2、动力学条件

生成玻璃的关键是熔体的冷却速度，也就是粘度的增大速

度。

泰曼：

晶核生成速率与晶体生

长速度对应的温度范围越接近，

越难以形成玻璃；反之，越容易

形成玻璃。

乌尔曼：

临界冷却速度越大，

越难以形成玻璃；反之则容易

些（厚度也是影响因素之一）。

熔点附近的熔体的粘度的大

小，是决定能否生成玻璃的主要

标志。

在相似的粘度-温度变化曲线情

况下，具有较低熔点，即

Tg/Tm值较大时，易获玻璃态。

3、晶体化学条件

熔体结构

键性

键强

（1）熔体结构

熔体中负离子团的聚合程度越

大，结构越复杂，熔体的粘度就越

大，越有利于生成玻璃。

负离子团的对称性越差，越有利于生成玻璃。

（2）键性

纯的离子键、金属键和共价

键都不容易形成玻璃。

存在极性共价键和金属共

价键的时候比较容易形成玻璃。

（3）键强

大于335KJ/mol的氧化物，能单独形成玻璃，称为网络形成体。

小于250KJ/mol的氧化物，能够调整玻璃性质，称为网络外体或网络调整体。

单键强度介于250~335KJ/mol的氧化物，称为中间体。

玻璃的形成方法

熔体冷却法

气相沉积法

化学气相沉积法

晶体能量泵入法

溶胶-凝胶法

熔融法冷却制备玻璃的工艺

配料

熔制

成形

退火

配料制备

配料组成

原料粒径

含水量

气体率

均匀性

玻璃的熔制

硅酸盐的形成

玻璃的形成

玻璃液的澄清

玻璃液的均化

玻璃液的冷却

玻璃的成形

吹制法：

瓶罐等空心玻璃

压制法：

烟灰缸、盘子等器皿玻璃

压延法：

厚玻璃板

拉制法：

玻璃管等

浇铸法：

光学玻璃等

重热：

短暂脱离模具接触，因本身内外温差而加热表面的现象。

可以使内外温度、质量重新分布均匀，防止外表面因为冷却过快产生太大的张应力而使成品破裂。

玻璃的退火

目的：

消除或减小玻璃中热应力至允许值。

温度：

在玻璃转变温度以下的相当温度范围内

第一章玻璃

一、定义

我国的技术词典把玻璃定义为“从熔体冷却，在室温下还能保持熔体结构的固体物质状态”，习惯上称之为“过冷的液体”。

二、玻璃的通性

各向同性

介稳性

无固定熔点

物理化学性质随成分变化的连续性和可逆性

氧化物玻璃的命名

含单一的氧化物组分：

玻璃的名称和组分的名称一致

含有两种或两种以上不同的氧化物组分：

按照在玻璃中的摩尔分数从小到大排列

一价元素氧化物，按照分子量从小到大排列；

二价主族元素氧化物，接着是二价副族元素氧化物；

三价以上的氧化物，按照摩尔分数由小到大排列；

主要的玻璃生成氧化物。

四、常见的几种玻璃结构

1、玻璃的结构理论

无规则网络学说强调了玻璃结构的连续性、均匀性和无序性。

晶子学说强调了玻璃结构的微不均匀性和有序性。

2、硅酸盐玻璃结构

（1）石英玻璃结构

（2）碱硅酸盐玻璃结构

（3）钠钙硅酸盐玻璃结构

Na2O-CaO-SiO2三元系统玻璃

中，CaO的加入强化了NaO-SiO2的

结构，也限制了Na离子的运动。

成为

大多数实用玻璃的基础成分。

3、硼酸盐玻璃结构

硼氧反常性

碱金属或碱土金属氧化物加入B2O3中，使玻璃的各种物理性质，与相同条件下的碱硅酸盐玻璃相比，相应地向着相反的方向变化。

已知A玻璃为石英玻璃，B玻璃含

12%Na2O、10%CaO和78%SiO2（摩尔百分

数），通过计算比较两种玻璃网络结构连接

程度的好坏。

X表示氧多面体的平均非桥氧数，Y表示氧多面体的平均桥氧数，Z表示网络形成体中正离子的配位数，R表示全部氧离子和全部网络形成体正离子数之比

解：

由得到：

A玻璃：

Z=4，R=2＝＞XA=0，YA=4

B玻璃：

Z=4，R=（12+10+78×2）/78≈2.28＝＞XB=0.56，YB=3.44

YA＞YB，说明A玻璃结构中的桥氧数多

于B玻璃，所以A玻璃的网络结构连接程度比

B玻璃好。

第二节玻璃的制作原理

一、玻璃的形成条件

来说，同组成的玻璃体与晶体的内能差别越大，晶化倾向越大，越难以形成玻璃；反之，越容易形成玻璃。

2、动力学条件

生成玻璃的关键是熔体的冷却速度，也就是粘度的增大速

度。

泰曼：

晶核生成速率与晶体生长速度对应的温度范围越接近，越难以形成玻璃；反之，越容易形成玻璃。

乌尔曼：

临界冷却速度越大，越难以形成玻璃；反之则容易些（厚度也是影响因素之一）熔点附近的熔体的粘度的大小，是决定能否生成玻璃的主要标志。

在相似的粘度-温度变化曲线情况下，具有较低熔点，即Tg/Tm值较大时，易获玻璃态。

3、晶体化学条件

熔体结构

键性

键强

（1）熔体结构

熔体中负离子团的聚合程度越大，结构越复杂，熔体的粘度就越大，越有利于生成玻璃。

负离子团的对称性越差，越有利于生成玻璃。

（2）键性

纯的离子键、金属键和共价键都不容易形成玻璃。

存在极性共价键和金属共价键的时候比较容易形成玻璃。

（3）键强

大于335KJ/mol的氧化物，能单独形成玻璃，称为网络形成体。

小于250KJ/mol的氧化物，能够调整玻璃性质，称为网络外体或网络调整体。

单键强度介于250~335KJ/mol的氧化物，称为中间体。

玻璃的形成方法

熔体冷却法

气相沉积法

化学气相沉积法

晶体能量泵入法

溶胶-凝胶法

熔融法冷却制备玻璃的工艺

配料

熔制

成形

退火

选择原料的原则：

原料的质量要符合玻璃制品的技术要求。

便于日常生产中调整成分。

适于熔化与澄清，挥发与分解的气体无毒性。

对耐火材料的侵蚀小。

原料易加工、矿藏量大、运输方便、价格低等。

配料制备

预烧：

减少机械磨损，降低铁的引入。

破碎：

满足使用要求的前提下，粒度尽量小。

干燥：

控制水分，保证配料的准确。

筛分：

保证混合均匀，避免分层。

除铁：

使颜色纯净，透明度好。

配料制备的常见指标

配料组成：

配料计算和各原料称量的正确性。

原料粒径：

使各种原料的颗粒质量相近，对于特别难熔的原料，力度可适当减小。

含水量

气体率

均匀性

玻璃的熔制

硅酸盐的形成

玻璃液的形成

玻璃液的澄清：

排除玻璃液中气泡的过程

玻璃液的均化：

化学组成均匀和热均匀

玻璃液的冷却：

防止厚薄不均匀和二次气泡的产生

玻璃的成形

吹制法：

瓶罐等空心玻璃

压制法：

烟灰缸、盘子等器皿玻璃

压延法：

厚玻璃板

拉制法：

玻璃管等

浇铸法：

光学玻璃等

浮法：

平板玻璃

重热：

短暂脱离模具接触，因本身内外温差而加热表面的现象。

可以使内外温度、质量重新分布均匀，防止外表面因为冷却过快产生太大的张应力而使成品破裂。

玻璃的退火

目的：

消除或减小玻璃中热应力至允许值。

温度：

在玻璃转变温度以下的相当温度范围内。

最高退火温度：

在该温度下保持3min能消除95%的应力，为退火上限（相当于转变温度）。

最低退火温度：

在该温度下保温3min只能消除5%的应力，为退火下限。

玻璃的退火温度上限和玻璃的组成有关。

生产中，一般取上限低于转变温度20~30℃。

四、玻璃的缺陷

气泡

结石：

出现在玻璃中的结晶夹杂物。

条纹和节瘤：

玻璃主体内存在的异类玻璃夹杂物，玻璃主体上呈不同程度的凸出。

五、玻璃的加工方法

冷加工：

研磨抛光、切割、喷砂、钻孔和切削。

热加工：

退火、烧口、火抛光、火焰切割或钻孔、焊接。

表面处理：

化学蚀刻、化学抛光、表面着色、表面涂层等。

第二节玻璃的制作原理

一、玻璃的形成条件

来说，同组成的玻璃体与晶体的内能差别越大，晶化倾向越大，越难以形成玻璃；反之，越容易形成玻璃。

2、动力学条件

生成玻璃的关键是熔体的冷却速度，也就是粘度的增大速

度。

泰曼：

晶核生成速率与晶体生

长速度对应的温度范围越接近，

越难以形成玻璃；反之，越容易

形成玻璃。

乌尔曼：

临界冷却速度越大，

越难以形成玻璃；反之则容易

些（厚度也是影响因素之一）。

3、晶体化学条件

熔体结构

键性

键强

（1）熔体结构

熔体中负离子团的聚合程度越

大，结构越复杂，熔体的粘度就越

大，越有利于生成玻璃。

负离子团的对称性越差，越有利于生成玻璃。

（2）键性

纯的离子键、金属键和共价

键都不容易形成玻璃。

存在极性共价键和金属共

价键的时候比较容易形成玻璃。

（3）键强

大于335KJ/mol的氧化物，能单独形成玻璃，称为网络形成体。

小于250KJ/mol的氧化物，能够调整玻璃性质，称为网络外体或网络调整体。

单键强度介于250~335KJ/mol的氧化物，称为中间体。

四、玻璃的缺陷

气泡

结石：

出现在玻璃中的结晶夹杂物。

条纹和节瘤：

玻璃主体内存在的异类玻璃夹杂物，玻璃主体上呈不同程度的凸出。

五、玻璃的加工方法

冷加工：

研磨抛光、切割、喷砂、钻孔和切削。

热加工：

退火、烧口、火抛光、火焰切割或钻孔、焊接。

表面处理：

化学蚀刻、化学抛光、表面着色、表面涂层等。

熔融冷却法制备玻璃的工艺

配料

熔制

成形

退火

配料制备的常见指标

配料组成：

配料计算和各原料称量的正确性。

原料粒径：

使各种原料的颗粒质量相近，对于特别难熔的原料，力度可适当减小。

含水量

气体率

均匀性

玻璃的熔制

硅酸盐的形成

玻璃液的形成

玻璃液的澄清：

排除玻璃液中气泡的过程

玻璃液的均化：

化学组成均匀和热均匀

玻璃液的冷却：

防止厚薄不均匀和二次气泡的产生

玻璃的成形

吹制法：

瓶罐等空心玻璃

压制法：

烟灰缸、盘子等器皿玻璃

压延法：

厚玻璃板

拉制法：

玻璃管等

浇铸法：

光学玻璃等

浮法：

平板玻璃

重热：

短暂脱离模具接触，因本身内外温差而加热表面的现象。

可以使内外温度、质量重新分布均匀，防止外表面因为冷却过快产生太大的张应力而使成品破裂。

玻璃的退火

目的：

消除或减小玻璃中热应力至允许值。

温度：

在玻璃转变温度以下的相当温度范围内。

最高退火温度：

在该温度下保持3min能消除95%的应力，为退火上限（相当于转变温度）。

最低退火温度：

在该温度下保温3min只能消除5%的应力，为退火下限。

玻璃的退火温度上限和玻璃的组成有关。

生产中，一般取上限低于转变温度20~30℃。

第三节玻璃的化学稳定性

对玻璃作用的侵蚀剂分为两类：

只能改变、破坏或溶解玻璃结构中的R2O、RO等网络调整体：

水、潮湿的空气、酸、中性和酸性盐溶液。

既对R2O、RO起作用，也对硅氧骨架起作用：

氢氧化钠溶液、碳酸盐溶液、氢氟酸、氟化物溶液和磷酸盐溶液等。

水对玻璃的侵蚀

酸对玻璃的侵蚀

除了氢氟酸之外，一般的酸并不直接与玻璃起反应，而是通过水对玻璃进行侵蚀，所以浓酸的对玻璃的侵蚀作用低于稀酸。

高碱玻璃的耐水性比耐酸性更好，高硅玻璃的耐酸性比耐水性更好。

碱对玻璃的侵蚀

大气对玻璃的侵蚀

大气的侵蚀实质上是水汽、CO2、SO2等作用的总和。

水汽对玻璃的侵蚀，最后会类似于碱溶液对玻璃的侵蚀；大气中的CO2、SO2溶于水后与碱溶液生成NaCO3、NaSO4等盐类，也会加速对玻璃的侵蚀，而且NaCO3和NaOH溶液的混合液比单独的NaCO3或NaOH溶液的作用更剧烈。

所以潮湿的大气对玻璃的侵蚀比水强烈。

影响玻璃化学稳定性的主要因素

组成：

硅酸盐玻璃中硅氧含量越多，化学稳定性越好。

碱金属氧化物含量越高，化学稳定性越低，且随着阳离子半径的减小，对其影响也越小。

两种以上碱金属离子存在，或二价的碱土金属氧化物取代一价的碱金属氧化物，都会改善化学稳定性。

引入三价以上网络外氧化物，提高化学稳定性。

含有B2O3的玻璃，存在硼反常现象。

热处理：

一般急冷玻璃的稳定性比徐冷玻璃的差。

玻璃在明焰炉中退火，化学稳定性随着退火时间的增加和退火温度的提高而变好。

硼酸盐玻璃是个例外，有时候退火玻璃反而化学稳定性低。

温度：

玻璃的化学稳定性随温度升高而下降。

100℃以下，温度每提高10℃，侵蚀介质的侵蚀速度增加50%~150%；100℃以上，侵蚀速度剧烈增加。

压力：

压力提高到一定值的时候，玻璃在短时间内就会被破坏，同时有大量的SiO2进入溶液中。

第四节玻璃的着色和脱色

一、玻璃的着色

离子着色

金属胶体粒子着色

化合物着色

二、玻璃的脱色

化学脱色

物理脱色

一、玻璃的着色

离子着色

本质是金属离子内部不饱和电子层中的价电子，在不同能级间跃迁，引起对可见光的选择性吸收。

包括过渡金属离子着色和稀土金属离子着色。

硫、硒及其化合物着色

单质硫只在含硼很高的玻璃中才稳定，使玻璃产生蓝色。

单质硒可在中性条件下存在玻璃中，产生淡紫红色。

硫化镉和硒化镉着色玻璃的颜色随CdS/CdSe的比例而变化。

只含CdS时呈黄色，CdS/CdSe=10/90时呈深红色，而CdSe大于90%时呈褐色。

金属胶体着色

玻璃可以通过细分散状态的金属对光的选择性吸收而着色。

一般认为选择性吸收是由于胶态金属颗粒的光散射引起的。

金属胶体着色剂中最主要的是金、银、铜，玻璃的颜色很大程度上取决于金属粒子的尺寸。

二、玻璃的脱色

化学脱色

玻璃中FeO的着色能力强过Fe2O3十倍左右。

所以要尽量使FeO氧化成Fe2O3。

为了达到氧化目的，一方面在熔窖里保持氧化气氛，另一方面可加入氧化剂如NaNO3、Mn2O3、CeO2等。

在配合料中加入氯化物或氟化物，与铁生成无色络合物。

物理脱色

通过引入适当的着色剂来中和玻璃原本的颜色，使玻璃变成白色或灰色。

缺点是使玻璃的总透过率下降。

黄绿色的互补色是蓝紫色，可以选用能形成蓝色、紫色的脱色剂。

一般选用硒、氧化亚钴、氧化亚镍、氧化锰和氧化钕等。

第五节新型玻璃材料

微晶玻璃

定义：

将加有成核剂的特定组成的基础玻璃，在一定温度下进行热处理时，使原本单一的玻璃相变成具有微晶体和玻璃相均匀分布的材料。

性能

机械强度高，是普通玻璃的1~2倍；

硬度和耐磨性好，硬度高于高碳钢和花岗岩；

绝缘性能优良，介电损耗少，介电常数稳定；

耐化学腐蚀；

热稳定性好，使用温度高，通过控制原始玻璃中晶相和玻璃相的比例可以在很大范围内调节热膨胀系数。

三大影响因素：

原始组成的成份、微晶体的尺寸和数量、残余玻璃相的性质和数量。

生产工艺

配合料制备——玻璃熔融——成形——加工——微晶化处理——再加工

注意：

熔制和成形过程中不结晶；成形后的玻璃有良好的加工性能；微晶化处理的时候能迅速实现整体析晶

最关键的是热处理：

阶梯温度制度和等温温度制度

光导纤维玻璃

激光玻璃

光色玻璃

半导体玻璃

生物玻璃

已知A玻璃为石英玻璃，B玻璃含

12%Na2O、10%CaO和78%SiO2（摩尔百分

数），通过计算比较两种玻璃网络结构连接

程度的好坏。

，X表示氧多面

体的平均非桥氧数，Y表示氧多面体的

平均桥氧数，Z表示网络形成体中正离子的

配位数，R表示全部氧离子和全部网络形成

体正离子数之比

解：

由得到：

A玻璃：

Z=4，R=2＝＞XA=0，YA=4

B玻璃：

Z=4，R=（12+10+78×2）/78≈2.28＝＞XB=0.56，YB=3.44

YA＞YB，说明A玻璃结构中的桥氧数多

于B玻璃，所以A玻璃的网络结构连接程度比

B玻璃好。

第三章陶瓷

由天然或人工合成的粉状化合物，经过高温烧结制成的，金属和非金属元素的无机化合物构成的多晶固体材料。

三、陶器和瓷器的区别

1、原料：

陶器使用一般黏土即可制坯烧成，瓷器以高岭土作坯。

2、胎色和透明度：

陶器坯体不透明，一般呈红色、褐色或灰色；瓷器的胎色为白色，胎体半透明。

3、烧成温度：

陶器一般在700～1000℃，瓷器一般在1200℃以上。

4、坚硬程度：

陶器硬度较差；瓷器表面用一般钢刀很难划出沟痕。

5、釉料：

陶器表面一般不施釉或施低温釉，瓷器的釉料有釉下彩和釉上彩两种。

6、总气孔率：

致密度和烧结度的标志。

普通陶器12．5％～38％；精陶12％～30％；细炻器（为4％～8％；硬质瓷2％～6％。

7、吸水率：

烧结度和瓷化程度的重要标志。

普通陶器吸水率都在8％以上，细炻器为0.5％～12％，瓷器为0～0.5％。

四、陶瓷的显微结构

1、晶相：

陶瓷的主要组成相，其性能

往往能表征材料的特性。

它的结构、数

量、形态和分布，决定了陶瓷的主要特

点和应用。

一种陶瓷材料中会有主晶

相、次晶相、第三晶相······主晶相的性

能标志着陶瓷材料的物理化学性能。

2、玻璃相：

填充晶粒间隙，粘结分散的晶相，提高材料的致密度；

降低烧结温度，加速烧结过程；

阻止晶体转变，抑制晶粒长大；

获得一定程度的玻璃特性，如透光性和光泽等。

玻璃相的力学强度通常比晶相低，熔点低，热稳定性差一些，导致陶瓷在高温下产生蠕变。

3、气相：

对材料的透气性、渗透性和吸水性有重要意义。

使陶瓷密度减少，并能减振。

使陶瓷强度下降，绝缘性降低，导热性能变弱，也常是造成裂纹的根源。

力求气孔细小，呈球形，分布均匀。

五、陶瓷的基本性能与特点

1、较高的弹性模量；

2、强度高，抗压强度远远大于抗

拉强度；

3、耐磨性能良好；

4、好的耐久性，如耐腐蚀、耐高

温、抗氧化；

5、硬度高；

6、优良的电绝缘性能。

除上述性能外，陶瓷的脆性

大，理论强度高，但实际强度较

低，这是陶瓷改善性能的主要方面

之一。

第二节陶瓷的制作原理

原料制备

成型

干燥

烧成

施釉

一、原料的制备

（一）天然原料

1、粘土类原料：

水铝硅酸盐矿物的混合体

2、长石类原料：

碱金属或碱土金属

的铝硅酸盐

3、石英类原料：

SiO2结晶矿物

4、滑石类原料：

3MgO·4SiO2·H2O

5、硅灰石原料：

CaO·SiO2

1、粘土类原料

主要化学成分：

SiO2、Al2O3、H2O；K2O、Na2O；CaO、MgO；Fe2O3、TiO2。

可塑性好，在坯料中起塑化和粘合的作用，使陶瓷坯体得以成型。

保证干坯的强度和烧成后的使用性能，如机械强度、热稳定性和化学稳定性。

2、长石类原料

呈架状结构的碱金属或碱土金属的铝硅酸盐，非塑性材料。

促进坯体烧结的主要熔剂性矿物。

保证坯体的机械强度和化学稳定性。

防止坯体在高温下变形。

提高透明度、光泽度和使用性能。

提高坯体的干燥速度，减小坯体的干燥收缩和变形。

3、石英类原料

非塑性材料，质硬、化学稳定性好、难熔，能降低坯料的粘度或可塑性。

增加坯体的机械强度。

有利于使釉面形成半透明的玻璃体，提高白度，并能够提高釉面的耐磨和耐化学侵蚀性。

缩短干燥时间，减少坯体干燥收缩，防止变形。

烧成过程中，SiO2体积的膨胀在一定程度上可以弥补坯体收缩的作用。

4、滑石

天然的