【正文】 若要求陶瓷材料密度下，絕緣性好時，則希望有一定量氣相存在。開放氣孔和封閉氣孔在材料中的總相對體積稱為真氣孔率；開放氣孔的相對體積稱為顯氣孔率。 因此生產(chǎn)上要控制氣孔數(shù)量 、 大小及分布 。 如果是表面開口的 ， 會使陶瓷質(zhì)量下降 。陶瓷中的氣孔有開放氣孔和封閉氣孔兩種。所以工業(yè)陶瓷必須控制玻璃相的含量，一般為 20％～ 40％，特殊情況下可達 60％。 玻璃相的熔點低、熱穩(wěn)定性差，使陶瓷在高溫下容易產(chǎn)生蠕變，從而降低高溫下的強度。 它的結(jié)構(gòu)是由離子多面體 （ 如硅氧四面體 ）構(gòu)成短程有序排列的空間網(wǎng)絡(luò) 。 當過冷液體繼續(xù)冷卻到玻璃化轉(zhuǎn)變溫度 Tg時 ， 則凝固為非晶態(tài)的玻璃相 。 三、玻璃相 陶瓷制品 ， 在燒結(jié)過程中 ， 有些物質(zhì) ， 如作為主要原料的 SiO2已處在熔化狀態(tài) 。但是，陶瓷晶體中的位錯，卻不像金屬中的位錯對變形和強化起著那樣重要的作用，因為陶瓷晶體的晶格常數(shù)比合金的晶格常數(shù)大得多，而且結(jié)構(gòu)復(fù)雜，位錯運動極為困難，同時還很難產(chǎn)生新的位錯。在一個晶粒內(nèi)，也有線缺陷（位錯）和點缺陷（空位和間隙原子），這些晶體缺陷的作用亦類同金屬晶體中的缺陷。 ④ 硅氧四面體間只能共頂連接，而不能共棱和共面連接。 ② 結(jié)構(gòu)是以硅氧四面體為基礎(chǔ)的 。但一個頂點最多只能兩個四面體共有，連接方式不同，硅酸鹽化合物的形式也就不同。 （ 1）硅酸鹽四面體單元 O2－ Si4+ 硅氧四面體結(jié)構(gòu) （ 2）硅酸鹽結(jié)構(gòu)分類 硅氧四面體的四個頂點均分布有 O2， 所以它能與周圍其它陽離子或另一個硅氧四面體連接起來。許多陶瓷材料都包含硅酸鹽，一方面是因為硅酸鹽豐富和便宜，另一方面則是因為它們具有在工程上有用的某些獨特性能。根據(jù)正離子所占空隙的位置和數(shù)量的不同，形成各種不同結(jié)構(gòu)的氧化物，如下表所示。它們的共同特點是：①結(jié)合鍵主要是離子鍵，或含有一定比例的共價鍵；②有確定的成分，可以用準確的分子式表示。例如由離子鍵結(jié)合的氧化鋁晶體組成的剛玉陶瓷，具有機械強度高、耐高溫及抗腐蝕等優(yōu)良性能。 二、陶瓷晶體相 晶體相是組成陶瓷的基本相，也稱主晶相。這是因為陶瓷是以離子鍵或共價鍵 為主的離子晶體 (如 MgO、 Al2O3等 )或共價晶體(如 SiC、 Si3N4等 )。 一、陶瓷材料的結(jié)構(gòu)特點 陶瓷材料在熱和化學環(huán)境中比它們的組元更穩(wěn)定，通常比相應(yīng)的金屬或聚合物更硬。傳統(tǒng)上 “ 陶瓷 ” 是陶器與瓷器的總稱。顯然，高分子的聚集態(tài)結(jié)構(gòu)與高分子材料的性能有著直接關(guān)系。高分子的聚集態(tài)結(jié)構(gòu)，是指高分子材料內(nèi)部高分子鏈之間的幾何排列和堆砌結(jié)構(gòu)，也稱為超分子結(jié)構(gòu)，它是在高分子材料加工成型過程中形成的。 三、高分子材料的聚集態(tài)結(jié)構(gòu) 組成物質(zhì)的分子聚集在一起的狀態(tài)稱為物質(zhì)的聚集態(tài)。這類高聚物的硬度高、脆性大、無彈性和塑性，是熱固性高聚物 。 這類高聚物的性能和加工都接近于線型高分子 ， 也屬于 熱塑性高聚物 。 聚乙烯 、 聚氯乙烯等烯類聚合物都屬于典型的 熱塑性高聚物 。這類高聚物的特點是彈性 、 塑性好 ， 硬度低 ， 是熱塑性高聚物 。 C1 109o28， ˊ C2 C3 C4 碳鏈 C—C鍵的內(nèi)旋轉(zhuǎn)示意圖 伸展鏈 無規(guī)線團鏈 折疊鏈 螺旋鏈 單個大分子鏈的幾種構(gòu)象示意圖 高分子鏈的幾何形狀 由于聚合反應(yīng)的復(fù)雜性 ， 在合成聚合物的過程中 ， 可以發(fā)生各種各樣的反應(yīng)形式 ， 所以高分子鏈也會呈現(xiàn)出各種不同的形態(tài) 。 （ 2） 高分子鏈的柔順性 由構(gòu)象變化獲得不同卷曲程度的特性 ， 稱為高分子鏈的柔順性 。 3） 無規(guī)立構(gòu) 取代基 R在主鏈的兩側(cè)作不規(guī)則的分布 。 如乙烯類高分子鏈一般有以下三種立體構(gòu)型： 1） 全同立構(gòu) 取代基 R全部處于主鏈的同一側(cè) 。 空間構(gòu)型： 高分子中結(jié)構(gòu)單元由化學鍵所固定的原子在空間的幾何排列稱為分子鏈的 構(gòu)型 。任何大分子鏈都是由鏈節(jié)按一定的方式連接而成的。 這就決定了高聚物材料比重較小 （ 一般只有 ～ ） ， 只有鋼鐵的 1/4～ 1/7。 H H C C H R （ 2） 雜鏈聚合物 主鏈除碳外 ， 還有其它元素 。 其鏈節(jié)結(jié)構(gòu)如下： 其中， R叫做官能團或側(cè)基，官能團不同，得到的聚合物也不同。 高聚物重量W 分子量 M 高聚物分子量分布及重均分子量 三、大分子鏈的組成和構(gòu)造 組成大分子鏈的元素 （ 1） 碳鏈聚合物 主鏈由碳原子一種元素組成 。 ???iiiiin NMNM???iiiiiw WMWM分子量的分布 若要確切地描繪高聚物試樣的分子量 ， 除了給出分子量的統(tǒng)計平均值外 ， 還應(yīng)給出試樣的分子量分布 ， 最理想的是能知道該試樣的分子量分布曲線 。 常用統(tǒng)計平均分子量的表示 數(shù)均分子量 按分子數(shù)的統(tǒng)計平均 ， 定義為： 式中： Mi： 第 i組分子的單分子質(zhì)量； Ni： 第 i組分子的分子數(shù) 。如果按高聚物中各級分的分子數(shù)平均叫 “ 數(shù)均分子量 ” ，以表示；如果按高聚物中各級分的重量平均，得到的是 “ 重均分子量 ” ，用表示。高聚物的分子量用“ 平均分子量 ” 表示，高聚物分子量不是一個確定值，而是一個數(shù)值范圍。 例如通常所說分子量 10萬的聚乙烯 ， 可能是由分子量 2萬－ 20萬大小不同的聚乙烯分子組成的 ， 這種現(xiàn)象稱為分子量的 多分散性 。 對于低分子化合物而言 ， 每種分子都有確定的分子量 ，分子大小一樣 ， 所以都有固定的分子量 。從結(jié)構(gòu)上看這是因為高分子化合物大都是有機化合物，分子中的化學鍵都是共價鍵，不能電離，因此不能傳遞電子，又因為大分子呈蜷曲狀態(tài)，互相糾纏在一起，在受熱，受聲作用之后，分子不易振動起來，因而它對熱、聲也具有絕緣性。這是高分子化合物具有可塑性的原因。只有經(jīng)過一個較長的時間和溫度間隔，分子鏈受熱部分不斷擴大，整個大分子鏈才會變軟。 （ 3）具有可塑性：高分子化合物受熱以后先是經(jīng)過一個較長的軟化過程，而后才能變?yōu)榭闪鲃拥囊后w。高分子結(jié)構(gòu)的這種特征稱為可分割性。高分子則不然，因為它分子很大。聚合度和高分子的分子量有如下關(guān)系： M=m n M高分子的分子量 n高分子的聚合度 m鏈節(jié)的分子量 高分子的基本特點 高分子具有和低分子截然不同的結(jié)構(gòu)特征： （ 1）大分子的可分割性：低分子物質(zhì)的分子不能用一般的機械方法把它分開。 大分子鏈中的重復(fù)結(jié)構(gòu)單元稱之為 “ 鏈節(jié) ” 。 一般地說，低分子化合物沒有什么強度和彈性，而高分子化合物則具有一定的強度和彈性。 V原子 C原子 (a) (b) 間隙相和間隙化