先进陶瓷材料及进展》第一章概述
先进陶瓷材料制备研究进展
图1溶胶-凝胶法制备BGs 的工艺流程图1前言先进陶瓷具有精细的结构，其化学键为离子键和共价键，键合能大，因而具有金属和高分子材料所不具备的高模量、高硬度、耐腐蚀等性能以及光、声、电等优异功能特性。
先进陶瓷优良的综合特性促使其广泛应用于电子、机械、计算机、医学工程、化工等各个领域。
近年来，先进陶瓷广泛受到材料科学工作者的关注。
随着先进陶瓷各种功能的开发，其市场规模将不断扩大，早在几年前先进陶瓷材料及其产品的销售总额就已超过500亿美元，年增长率达8%[1]。
随着高新科技的不断发展，先进陶瓷在某些高技术领域已成为关键材料和瓶颈材料，因而传统的经验技术已不能满足先进陶瓷的制备要求。
国内外学者对先进陶瓷材料的制备技术进行了大量研究[2-3]。
目前，先进陶瓷材料的制备不再是沿用传统的方法，而是采用与现代科技相结合的高新技术。
与传统的经验技术相比，高新技术制备的先进陶瓷尺寸精度高、结构均匀、致密度高、机加工量少，由此取代传统技术成为目前先进陶瓷材料制备的主流技术。
鉴于此，有必要对该材料的先进制备方法进行归纳分析，以期为先进陶瓷的制备、研究和生产提供参考。
2先进陶瓷素坯的制备技术事实上，与传统固相反应法相比，溶胶-凝胶工艺的反应温度低，粉体高度均匀，纯度可达化学纯[4-5]，并且可在溶液中对陶瓷薄膜或纤维的形状进行修饰[6-7]，具有优越的控制能力。
采用溶胶-凝胶法制备氧化铝陶瓷晶粒,可以缩短反应时间，并使各晶面产生各向异性，有效控制晶粒的形状。
按照工序，将氧化铝粉体配制成具有流动性的液态流体，在装有透射式X 射线测厚仪的流延机上进行流延成型，可制得厚度仅为10um，误差不超过1um 的高质量超薄型氧化铝陶瓷基片。
BGs 是一种多孔陶瓷材料，能够与骨等软硬组织结合，对宿主的伤害小[8-11]。
Eshsan Vafa 等[12]从苹果当中提取自制醋为催化剂，用溶胶-凝胶法合成了BGs，其流程如图1所示。
以往的研究表明，商业BGs 颗粒的粗糙度、孔隙率和均匀度都小于用溶胶-凝胶法制备的BGs 颗粒[13-14]。
2先进陶瓷材料第一章
第1章 先进陶瓷粉体的制备及其性能表征
材料学院 袁海滨 2017年11月25日
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第1章 先进陶瓷粉体的制备及其性能表征
先进陶瓷材料的性能在一定程度上是由其显微结构决定 的，而显微结构的优劣取决于制备工艺过程。先进陶瓷的制 备工艺包括粉体制备、成型、烧结和后续加工四个主要环节。 理想的粉体应是： 1、形状规则（各向同性）一致； 2、粒径均匀且细小； 3、不结块； 4、纯度高； 5、能控制相。 目前先进陶瓷粉料的制备方法一般分为机械法和合成法 两种。
粉体粒度（粒径）
凡构成某种粉体的颗粒群，其颗粒的平均大小被定义为 该粉体的粒度。
粉体粒径大小影响粉体性质，如最敏感的比表面积、可 压缩性、流动性。 粉体粒度决定应用范畴，是粉体诸物性中最重要的特性 如： 土木、水利所用粉体 1cm以上 冶金、食品： 40μm-1cm 纳米粉体： nm量级 先进陶瓷粉体，一般粒径在0.05μm～40μm
颗粒形状与粉末生产方法的关系 颗粒形状 球形 近球形 片状 多角形 粉末生产方法 气相沉积，液相沉积 气体雾化，置换(溶液) 塑性金属机械研磨，水雾化 机械粉碎 颗粒形状 树枝状 多孔海绵状 碟状 不规则形 粉末生产方法 水溶液电解 金属氧化物还原 金属旋涡研磨 水雾化，机械粉 （1）用不同方法测得的粒径可能有较大的区别。 （2）一般测得是二次粒径，并不仅仅是一次粒径，显微 镜的方法才有可能将其分析。
9
先进陶瓷 粉体性能
显微镜下测得的颗粒径 ① Feret径（投影轮廓） ② Martin径 （等分面积） ③投影面积相当径 ④定方向最大径 ⑤投影周长相当径
10
先进陶瓷 粉体性能
4
先进陶瓷 粉体性能
粉体团聚
先进陶瓷材料及进展 陶瓷的制备工艺
2.1 陶瓷的基本制备工艺
第二章 陶瓷的制备工艺
一 原料的制备
天然原料。开发出来以后，一般需要加工， 即通过筛选、风选、淘洗、研磨以及磁选等， 分离出适当颗粒度的所需矿物组分。
人工合成原料。如生产电工陶瓷、磁性陶瓷 等特殊陶瓷制品所用的原料。
第3页/共114页
2.1 陶瓷的基本制备工艺
天然原料
第二章 陶瓷的制备工艺
石 英 中 杂 质 成 分 有 A l 2O 3 、 F e 2O 3 、 T i O 2 、 CaO、MgO等。
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2.2 传统陶瓷的制备工艺
第二章 陶瓷的制备工艺
石英具有很强耐酸性，除氢氟酸外，一切 酸类对它都不产生作用。
当石英和碱性物质接触时，反应生成可溶 性硅酸盐，高温中与碱金属氧化物作用生 成硅酸盐与玻璃态物质。
(b)
(c)
(d)
图 2.1 粉状成型体的烧结过程示意图
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2.1 陶瓷的基本制备工艺
第二章 陶瓷的制备工艺
烧结过程可分为初期、 中期、后期三阶段。
烧结初期使成型体中颗 粒重排，空隙变形缩小， 但总表面积没有减小，并 不能最终填满空隙。
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2.1 陶瓷的基本制备工艺
1100
无色、灰 白
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2.2 传统陶瓷的制备工艺
第二章 陶瓷的制备工艺
钾长石
钠长石
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2.2 传统陶瓷的制备工艺
第二章 陶瓷的制备工艺
表2-1 长石类矿物的化学组成及性质(续2,完)
名称 化学式
相对 密度
钙长 石
CaO·Al2O3·2SiO2
2.70~ 2.76
无机非金属专业导论 先进陶瓷材料发展动态
11月，普度大学的科学家研究表明，通过植入在相同 方向排列的碳纳米管和细丝，并仿照人工骨中陶瓷晶 体和胶原质纤维的排列方式，即可以提高人工关节的 性能。
美国发展概况
在2005年1月10-12日举行的医疗器械的设计与制造会 议上，美国Biophan技术公司展示了用于医疗和生命 科学中的陶瓷发动机。
2005年5月，美国Rensselaer工学院的研究人员利用陶 瓷模板产生分又的纳米线和纳米管。
美国加州伯克利大学化学系研究人员与美国劳伦斯国 家实验室的科学家合作，利用外延镀膜新技术，首次 成功地合成了具有单晶结构的氮化镓(GaN)纳米管， 这种新技术也可以应用于合成其他材料的单晶纳米管。
2005年4月，日本东北大学多元科学技术研究所与宇部 兴产公司共同研发出下一代耐热结构材料，具有在 1500℃高温下也能承受1400MPa压力的特点，作为汽 车和飞机等的耐热零部件，将有广阔的使用前景。日 本研制出一种够经受1700℃以上的高温复合材料，其 是氧化铝粉末经熔化、冷却、再铝化后制成，它强度 大，加工性能好，在高温下不会变质。
先进陶瓷
我国“十五”科技规划中与先进陶瓷有关的发展领域 有：超细粉末的制备技术，批量和工业生产装备的研 究；高性能陶瓷的特殊成型、烧结、精密加工、涂层、 纤维增强复合技术和工艺装备的研究；脆性材料的评 价技术、无损检测、破坏准则及烧结、复合机理；高 温工程陶瓷如燃气轮机、高温封阀轴承、风机、炼钢 机械部件等研制；光学功能(如透光、偏光、集光、 荧光等)陶瓷和光电、光磁、非线性光学陶瓷的研制； 敏感陶瓷与电子陶瓷、各种气敏、光敏、声敏、压敏 等敏感元件、高热导、高绝缘基板及磁性材料等的研 制；化学功能陶瓷(耐腐蚀、催化剂及其载体、燃料 电池、离子交换剂等)研制；生物功能陶瓷(如具有生 物活性和亲和性的人工骨、牙齿、心瓣膜)研制等。
陶瓷材料的结构特点和力学性能
近年来的研究表明，当陶瓷材料具有下述条件时，可显示 超塑性：
晶粒细小(尺寸小于1um)；晶体是等轴晶；第二相弥散分布， 能抑制高温下基体晶粒的生长；晶粒之间存在液相或者玻璃相。
典型拥有超塑性的陶瓷材料是用化学共沉淀法制备的含 Al2O3的ZrO2粉体，成形后在1250oC左右烧结，可获得相对密度 为98％左右的烧结体。这种陶瓷在1250oC、3.5×10-2s-1应变速率 下，最大应变量可达400％。陶瓷材料的超塑性与晶界滑动或晶 界液相流动有关，和金属一样．陶瓷材料的超塑性流动也是扩 散控制过程。
的关系符合Hall-Petch关系式：
b ＝ o ＋kd-1/2
(1-6)
式中o为无限大单晶的强度，k为系数，d为晶粒直径。从
上式可以看出，细晶组织对提高材料的室温强度有利无害，而
晶界相的性质与厚度、晶粒形状对强度的影响则较为复杂。
温度 陶瓷材料的一个显著特点是高温强度比金属高很多。
当温度T<0.5Tm时，基本保持不变；当温度高于0.5Tm时，才出 现明显降低。
研究结果表明，陶瓷超塑性与金属超塑性的不同点如下： (1) 超塑性陶瓷的应变速率和应力之间既没有金属超塑性那 样的依赖关系，也无单一的 n 值。 (2) 当存在晶间玻璃相时，陶瓷的 n 值几乎随玻璃相增加而 减小；而超塑性金属的n值几乎随初始晶粒尺寸增大而减小。
(2) 硬度 硬度是材料的重要力学性能之一，它是材料抵抗局部压力 而产生变形能力的表征。由于结合键存在差异，陶瓷与金属的 硬度存在较大差异。常用的硬度指标有布氏硬度(HB)，洛氏硬 度(HR)、维氏硬度(HV)、莫氏硬度等。 表1-1为典型陶瓷材料的熔点和硬度。目前测试陶瓷材料硬 度的方法主要有金刚石压头加载压入法，测试内容主要为洛氏 硬度和维氏硬度（显微硬度）。
先进陶瓷材料
先进陶瓷材料先进陶瓷材料是指具有优异性能和广泛应用前景的陶瓷材料，它们在材料科学领域发挥着重要作用。
与传统陶瓷材料相比，先进陶瓷材料具有更高的强度、硬度、耐磨性、耐高温性、化学稳定性和绝缘性。
它们被广泛应用于航空航天、汽车、电子、医疗器械、能源等领域，成为推动现代科技和工业发展的重要材料之一。
先进陶瓷材料主要包括氧化铝陶瓷、氮化硅陶瓷、碳化硅陶瓷、氧化锆陶瓷等。
这些材料具有优异的高温性能和耐磨性，因此在航空航天领域得到广泛应用。
例如，氮化硅陶瓷被用作航空发动机零部件的高温结构材料，氧化锆陶瓷被用作航天器热结构材料，氧化铝陶瓷被用作航空航天器的绝缘材料。
在汽车制造领域，先进陶瓷材料也发挥着重要作用。
碳化硅陶瓷被用作汽车发动机零部件的高温结构材料，氧化铝陶瓷被用作汽车刹车片的耐磨材料，氮化硅陶瓷被用作汽车发动机气门的耐磨材料。
这些材料的应用大大提高了汽车的性能和可靠性。
在电子领域，先进陶瓷材料也发挥着重要作用。
氧化铝陶瓷被用作集成电路基板的绝缘材料，氮化硅陶瓷被用作电子封装材料，碳化硅陶瓷被用作电子散热材料。
这些材料的应用使电子产品具有更高的性能和可靠性。
在医疗器械领域，先进陶瓷材料也发挥着重要作用。
氧化锆陶瓷被用作人工关节的材料，氮化硅陶瓷被用作牙科修复材料，碳化硅陶瓷被用作医疗器械的耐磨材料。
这些材料的应用使医疗器械具有更好的生物相容性和耐用性。
在能源领域，先进陶瓷材料也发挥着重要作用。
氮化硅陶瓷被用作核能领域的结构材料，氧化铝陶瓷被用作火电厂的绝缘材料，碳化硅陶瓷被用作太阳能电池的基板材料。
这些材料的应用使能源设备具有更高的安全性和稳定性。
总的来说，先进陶瓷材料以其优异的性能和广泛的应用前景，成为推动现代科技和工业发展的重要材料之一。
随着科学技术的不断进步，先进陶瓷材料将会有更广泛的应用领域和更多的创新发展，为人类社会的进步做出更大的贡献。
先进陶瓷材料的应用和发展
先进陶瓷材料的应用和发展先进陶瓷材料是近年来发展迅速的一种新型材料。
它是指具有特殊性能的陶瓷材料，包括高强度、高硬度、高温稳定性、防腐蚀、高绝缘性等。
先进陶瓷材料在现代工业生产中的应用越来越广泛，已经成为提高产业现代化、技术水平不可或缺的一种材料。
1、先进陶瓷材料的种类先进陶瓷材料按其用途可以分为结构陶瓷、复合陶瓷、功能（特种）陶瓷和生物陶瓷。
结构陶瓷包括氧化铝、氧化锆、碳化硅、氮化硅等制成的异种陶瓷；复合陶瓷包括碳纤维增强复合材料、氧化铝纤维增强复合材料等；功能陶瓷包括玻璃陶瓷、无机非金属性材料等；生物陶瓷包括生物活性玻璃、生物活性陶瓷等。
2、先进陶瓷材料的应用先进陶瓷材料在现代工业生产中应用极为广泛。
（1）电子电气领域：众所周知，无机非金属材料，如氮化硼和氧化硅，是制造半导体器件和集成电路芯片的重要材料。
先进陶瓷也被大量应用于各种电子元器件和电子材料中。
例如：氮化硅陶瓷在集成电路封装中使用，定向晶化氧化锆陶瓷用作多层电路板绝缘材料等。
（2）化学工业领域：先进陶瓷的高温稳定性、耐腐蚀性及防磨性等优良性能，在某些领域中得到了广泛的应用。
例如：工业催化剂中使用的氧化物纳米晶陶瓷材料，在高温和酸碱性环境下稳定性能非常优秀；而碳化硅陶瓷等材料在石油化工和化学制品生产过程中具有出色的耐磨性和耐腐蚀性能，是理想的储罐和管道内衬材料。
（3）机械工业领域: 先进陶瓷材料的高硬度、高强度、防磨性强等特点，使其成为机械制造领域的理想材料。
例如：高纯氧化锆、碳化硅等陶瓷材料制成的轴承环，能承受高速旋转下的高温高压环境，耐磨性优越，寿命长；而碳纤维增强的陶瓷复合材料在制造航空航天和汽车制动系统等高强度机械零部件中应用广泛。
3、先进陶瓷材料的发展趋势随着科技进步和人们对优质高端材料需求的提高，先进陶瓷材料的应用领域和种类也将不断扩大和丰富。
（1）材料的微晶化：微晶化是制备先进陶瓷材料的一种新技术，通过微观结构的优化，可以提高材料的性能，使其更具强度、硬度、韧性等特性，也有助于抑制材料的晶粒长大和裂纹扩展。
先进陶瓷应用[1]
![先进陶瓷应用[1]](https://img.taocdn.com/s3/m/dc988a7527284b73f24250bf.png)
先进陶瓷应用引言在千姿百态的物质界，大自然所恩赐的天然材料（如矿物、岩石、木材、丝棉等）虽数量大，品种多，但就其品种远不能满足社会发展的需求。
现代科技和人类生存所应用的材料，绝大多数品种是以自然资源和传统材料为基础，经加工改造而成的人工合成材料。
正是这些人工材料，支撑着整个社会的科技与文明。
故而，对自然资源的开发、传统材料的改造和新型材料的研制，已成为当今人们获取新材料的系统工程。
材料工程技术将为科技进步不断开发出形形色色的具有特殊功能的新型材料和先进材料。
功能奇异的先进陶瓷便是新材料技术发展的典范。
陶瓷是用无机化合物粉料经高温烧结而成的、以多晶聚集体为基本结构的固体物质。
传统陶瓷是以天然硅酸盐矿物（瓷石、粘土、长石、石英砂等）为原料，经粉碎、磨细、调和、塑形、干燥、锻烧等传统工艺制作而成。
实际上瓷是在陶的基础上发展而成的比陶白净、细腻、质地致密且性能更为优良的硅酸盐材料。
先进陶瓷与传统陶瓷区别在于：先进陶瓷是以高纯、超细的人工合成的无机化合物（可含或不含硅化物）为原料，采用精密控制的先进工艺烧结而成的、比传统陶瓷结构更加精细、性能更加优异的新一代陶瓷。
先进陶瓷又称为精细陶瓷或高性能陶瓷。
先进陶瓷按使用性能可分为先进结构陶瓷（其使用性能主要指强度、刚度、硬度、弹性、韧性等力学性能）和先进功能陶瓷（其使用性能主要指光、电、磁、热、声等功能性能）两大类；按其化学成分又可分为：氧化物陶瓷、氮化物陶瓷、氟化物陶瓷、碳化物陶瓷、硅化物陶瓷、硼化物陶瓷、铝酸盐陶瓷等。
先进结构陶瓷是指以其优异的力学性能而用于各种机械结构部件的新型陶瓷。
应用领域如陶瓷质密封套管、轴承、缸套、活塞及切削刀具等；先进功能陶瓷则是指利用材料的电、磁、光、声、热等直接的性能或其耦合效应来实现某种使用性能的新型陶瓷。
如电容器陶瓷以其极高的抗电击穿性能用来制作高容抗陶瓷电容器；压电陶瓷以其能利用机械撞击或机械振荡产生电效应来制作压电点火装置的发火元件或传感器元件；热敏陶瓷可感知微小的温度变化，用于测温、控温；气敏陶瓷制成的气敏元件能对易燃、易爆、有害气体进行监测、控制和实现自动报警；而用光敏陶瓷制成的电阻器可用作光电控制，自动曝光和自动记数；磁性陶瓷是重要的信息记录材料，在计算机中完成记忆功能。
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第一章 概述
汉代柿蒂云纹红陶器
汉代盾牌武士佣
汉代陶狗
汉代陶器男欢女爱
1.1 陶瓷的定义和发展历史
景 德 镇 陶 器
第一章 概述
1.1 陶瓷的定义和发展历史
希 腊 陶 器
第一章 概述
1.1 陶瓷的定义和发展历史
第一章 概述
制陶原料——高岭土是江西省景德镇东郊高 岭村所产，景德镇也就成了瓷都。
明代以后瓷器传出海外，中国亦被海外人士 以“瓷”（china）作为国名。
1.1 陶瓷的定义和发展历史
第一章 概述
新石器时代，我们的祖先就会制作陶器。然 而陶器仅是一种含有较多气孔、质地较松的 未完全烧结制品。
东汉晚期，陶器步入了瓷器阶段，这是陶瓷 技术发展史上十分重要的里程碑。
1.1 陶瓷的定义和发展历史
汉 代 瓷 器
第一章 概述
1.1 陶瓷的定义和发展历史
第一章 概述
先进陶瓷材料及进展
尹奇异
第一章 概述
1.0 教学基本要求
第一章 概 述
教学基本要求
了解陶瓷的定义和发展历史。 掌握陶瓷的分类、特性及用途。 理解陶瓷的特点。 了解先进陶瓷的发展前景。
1.1 陶瓷的定义和发展历史
第一章 概述
约50万年前，人类学会了用火，慢慢知道黏 土成型经火烧制后可变成坚硬耐用的器物。
第一章 概述
TiO2陶瓷薄膜AFM照片
1.1 陶瓷的定义和发展历史
第一章 概述
Hale Waihona Puke 纳米陶瓷是当前陶瓷材料研究中的一个十分 重要发展趋向，它将促使陶瓷材料从工艺到 理论、从性能到应用提高到一个崭新阶段。
1.2 陶瓷的分类、特性及用途
一 按化学成分分类
氧化物陶瓷。 碳化物陶瓷。 氮化物陶瓷。 硼化物陶瓷。
VC NbC
BeO TiO2 Y2O5 Al2O3 Cr2O3 CeO2
BaTiO3 HfC TaC
Mo2C MoC
1.2 陶瓷的分类、特性及用途
第一章 概述
表1.1 陶瓷按化学成分分类表(续,完)
Si3N4
TiN
氮化物
ZrN
VN
BN
AlN
C3N4
TaN
NbN
ScN
硼化物 TiB2
HfB
ZrB2 WB
第一章 概述
半导体精密结构陶瓷
1.2 陶瓷的分类、特性及用途
第一章 概述
陶瓷椅
1.2 陶瓷的分类、特性及用途
第一章 概述
表1.4 结构陶瓷的分类、特性和用途(续1)
系列
材料
特性
用途
氧化物
Al2O3 ,SiO2 , MgO,ZrO2 , BeO ,
莫来石等
高强度,高硬度, 高韧性,高导热 性,耐磨性
Mo2B ZrB
WB6
LaB6
1.2 陶瓷的分类、特性及用途
二 按陶瓷的概念与用途分类
第一章 概述
传统陶瓷,又称普通陶瓷。根据其使用领域的 不同，又可分为日用陶瓷、艺术陈设陶瓷、建 筑卫生陶瓷、化学化工陶瓷、电瓷等。
传统陶瓷以外的广义陶瓷概念中所涉及的陶瓷 材料和制品即为先进陶瓷。
1.2 陶瓷的分类、特性及用途
热电性
探测红外辐射计数和温 度测定
1.2 陶瓷的分类、特性及用途
第一章 概述
表1.5 功能陶瓷的分类、特性和用途(续3)
功 能
系列
电 敏 热敏
子 陶
感 陶
气敏
瓷 瓷 湿敏
材料
PTC,NTC SnO2,ZnO,ZrO2 Si-Na2O-V2O5系
第一章 概述
汉代陶器
景德镇陶器
1.2 陶瓷的分类、特性及用途
第一章 概述
瓷器
1.2 陶瓷的分类、特性及用途
第一章 概述
表1.3 传统陶瓷按所用原料及坯体致密程度分类(续1)
陶器
瓷器
类别
粗陶器 普通陶器 精陶器 炻器 普通瓷 细瓷器
特征
坯体未 烧结， 粗松多 孔，吸 水性大， 有色， 不施釉
坯体未烧 结，粗松 多孔，但 较土器致 密，有色， 施釉或不 施釉
1.2 陶瓷的分类、特性及用途
第一章 概述
表1.3 传统陶瓷按所用原料及坯体致密程度分类(续4)
陶器
瓷器
类别 粗陶器 普通陶 精陶 炻器 普通瓷 细瓷
颜色
黄色,红色, 青色,黑色
黄色红色 灰色
白色 浅色
乳黄, 浅褐, 灰,紫
白色
白色
1.2 陶瓷的分类、特性及用途
第一章 概述
表1.3 传统陶瓷按所用原料及坯体致密程度分类(续5)
1.2 陶瓷的分类、特性及用途
第一章 概述
表1.3 传统陶瓷按所用原料及坯体致密程度分类(续3)
类别
粗陶
陶器
普通 精陶 陶器
炻器
瓷器
普通 细瓷器 瓷
烧成温 850~ 度/℃ 1100
900~ 1200
素烧 1100~ 1300 釉烧 1000~ 1200
1200~ 1300
1250~ 1320
1320~1450 1250~1320 1120~1250 1200~1300
1.1 陶瓷的定义和发展历史
陶瓷在人类文明史 上功不可没。人类 最早使用的工具— —石器，可以说就 是一种最早的天然 陶瓷材料。
第一章 概述
1.1 陶瓷的定义和发展历史
第一章 概述
仙人洞旧石器时代遗址
1.1 陶瓷的定义和发展历史
第一章 概述
石斧
1.1 陶瓷的定义和发展历史
第一章 概述
陶瓷既是我国最杰出的科学成就之一，又是 中华文明伟大象征之一。
日用器 皿, 建 筑制品
日用器 皿, 艺 术瓷,电 瓷,化学 瓷
1.2 陶瓷的分类、特性及用途
第一章 概述
四 先进陶瓷的分类、特性及用途
先进陶瓷按其特性和用途,可分为两大类:结构 陶瓷和功能陶瓷。
所谓结构陶瓷，是指能作为工程结构材料使用 的陶瓷。其分类、特性及用途见表1-4。
1.2 陶瓷的分类、特性及用途
坯体未 烧结或 只部分 烧结， 有孔隙， 一般呈 白色， 施釉
烧结， 致密， 接近瓷 器，多 呈色， 施釉或 不施釉， 不受酸 侵蚀
介于精 陶器和 瓷器， 仍有一 定吸水 率
完全烧 结，有 半透明 性，致 密，贝 壳状， 色白， 施釉， 耐酸碱
1.2 陶瓷的分类、特性及用途
第一章 概述
表1.3 传统陶瓷按所用原料及坯体致密程度分类(续2)
第一章 概述
1.2 陶瓷的分类、特性及用途
第一章 概述
表1.1 陶瓷按化学成分分类表
氧化物 碳化物
SiO2 V2O5 CaO ZrSiO4 WC Be2C
MgO
B2O3 ZrO2 CaSiO3 B4C UC
MgAl2O4 MgO·Al2O3 3Al2O3·2SiO2 PbZrTiO3 TiC ZrC
小影霸显示卡使用先进纳米陶瓷风扇
1.1 陶瓷的定义和发展历史
第一章 概述
20世纪90年代，陶瓷的研究进入了第三个阶 段——纳米陶瓷阶段。
所谓纳米陶瓷，是指显微结构中物相具有纳 米（nm）级尺度的陶瓷材料，它包括晶粒尺 寸、晶界宽度、第二相分布、气孔尺寸、缺 陷尺寸等均在纳米量级的尺度上。
1.1 陶瓷的定义和发展历史
瓷
钛酸铝
α<2×10-6 ℃-1
耐急冷急热 结构零件
1.2 陶瓷的分类、特性及用途
第一章 概述
表1.4 结构陶瓷的分类、特性和用途(续4,完)
系列
材料
特性
用途
复合 材料
Cf/SiO2、 SiCw/ZrO2
高温力学性能 火箭头罩、飞行器表面瓦、
优良
发动机零部件
注：f——纤维；w——晶须，原子排列极为有序，结构十 分完整的单晶纤维，强度接近原子间的理论强度，直径在 纳米级，长度在几十微米，可用作良好的补强材料。
特性
用途
耐高温, 汽车发动机零件, 超硬性, 燃气轮机叶片,高 抗热震, 温润滑材料,耐磨 抗氧化 材料,耐火材料
1.2 陶瓷的分类、特性及用途
第一章 概述
表1.4 结构陶瓷的分类、特性和用途(续3)
系列
材料
特性
用途
纳米陶瓷
纳米氧化物、非氧 化物
超塑性、高韧性
各种高性能 结构零件
低膨胀陶 堇青石、锂辉石、
一般不需加工
常需切割、打孔、研磨和抛光等
用途
日用、艺术陈设、建筑 卫生、化学化工、电瓷
结构陶瓷、功能陶瓷
1.2 陶瓷的分类、特性及用途
三 传统陶瓷的分类
第一章 概述
传统陶瓷按所用原料及坯体致密度分为两大类： 陶器和瓷器。
根据性能和特征的差别，陶器和瓷器可分成几 个小类，具体分类见表1-3。
1.2 陶瓷的分类、特性及用途
先进陶瓷（Advanced Ceramics）是为了有 别于传统陶瓷而言的。
1.1 陶瓷的定义和发展历史
第一章 概述
先进陶瓷是在传统硅酸盐陶瓷的基础上，吸 收了相邻学科的先进技术而发展起来的一门 综合而又相对独立的学科。
这一阶段先进陶瓷被称为微米级先进陶瓷。
1.1 陶瓷的定义和发展历史
第一章 概述
成型
可塑、注浆、压制
压制、热压铸、注射、轧 膜、流延、等静压为主
1.2 陶瓷的分类、特性及用途
第一章 概述
表1.2 传统陶瓷与先进陶瓷的分类比较(续2,完)
生产 工序
烧成
加工
传统陶瓷
先进陶瓷
温度在1300℃以下，燃 料以煤、油、气为主
结构陶瓷常需1600℃，功能陶 瓷需精确控制温度，以电、气、 油加热为主