【正文】 英（ SiO2 99%)，在沉積巖中的石英砂巖（ SiO2 =90~95%) ，地面風化后有石英砂； ? 水晶（最純）、鵝卵石（最不純）； ? SiO2在常壓下有七種結晶態(tài)和一個玻璃態(tài)： α石英（三方晶系）、 β石英（六方）、 α鱗石英（斜方）、 β鱗石英（六方）、 γ 鱗石英（六方）、 α方石英（四方）、β方石英（等軸）及石英玻璃（非晶態(tài)）。八面體間隙 金紅石 TiO2， MnO2 A2O3 密排六方 2/3八面體間隙 剛玉 Al2O3， Fe2O3 ABO3 密排六方 2/3八面體間隙 (A,B) 鐵鈦礦 FeTiO3 面心立方 1/4八面體間隙 鈣鈦礦 CaTiO3， BaTiO3 AB2O4 面心立方 1/8四面體（ A） 189。四面體間隙 纖維鋅礦 ZnO AO2 簡單立方 189。 各種氧化物的結構及特點 結構類型 氧離子排列方式 陽離子填充方式 結構名稱 舉例 AO 面心立方 全部八面體間隙 巖鹽 MgO， CaO等 面心立方 189。 工程意義較大的是純氧化物陶瓷，它們的熔點多數(shù)超過 2022186。主要由離子鍵結合，也有一定成分的共價鍵。 ① 日用陶瓷 性能要求：白度，光潔度，熱穩(wěn)定性，機械強度，熱穩(wěn)定性 用途：日用器皿，工藝品藝術品等 ② 建筑陶瓷 性能要求：強度，熱穩(wěn)定性 用途：地面，墻壁，管道，衛(wèi)生潔具等 . ③ 電工陶瓷（高壓瓷） 性能要求：強度，介電性能和熱穩(wěn)定性 . 用途：隔電，支持及連接，絕緣器件 ④ 化工陶瓷 性能要求：耐蝕性 . 用途：實驗器皿，耐熱容器，管道，設備。 ※ 玻璃 — 工業(yè)玻璃 (光學，電工，儀表，實驗室用 )；建筑玻璃；日用玻璃 ※ 陶瓷 — 普通陶瓷 日用，建筑衛(wèi)生，電器（絕緣），化工，多孔 …… 特種陶瓷 電容器，壓電，磁性，電光，高溫 …… 金屬陶瓷 結構陶瓷，工具（硬質合金），耐熱，電工 …… ※ 玻璃陶瓷 — 耐熱耐蝕微晶玻璃，光子玻璃陶瓷，無線電透明微晶玻璃，熔渣玻璃陶瓷 … 普通陶瓷 原料 —長石，石英，粘土，高嶺土，絹云母，滑石，石灰。 ⑤ 冷卻速度。 ③ 填充密度及體積密度。 ② 粒度分布。 液相燒結 ：將 Al2O3粉加壓成型，燒成后瓷器坯體產生玻璃相而固結。 燒結機理 ：顆粒在接觸點處的離子因熱的振動而擴散，如兩物質 (A＋ B－ )與 (C＋ D－ )混合加熱時，當?shù)竭_某溫度時，則彼此的離于在顆粒表面擴散而發(fā)生如下反應： (A＋ B－ )+(C＋ D－ ) → (A＋ C＋ ）＋（ B－ D－ ） 顆粒接觸點愈多 (亦即顆粒微細 )，填充愈致密時，反應愈快。它的主要特點 是模具具有彈性，運用模具可以均勻的傳遞壓力的特點對其施壓。 3. 加壓成型法 將粒料和粉料加壓變形而固結成型，它 粉壓法 和 干壓法 。 2. 可塑性成型法 可塑性成型就是采用具有捏練狀態(tài)的濕坯泥成型的方法。 目是指每平方英吋篩網上的空眼數(shù)目， 50目就是指每平方英吋上的孔眼是 50個，500目就是 500個，目數(shù)越高，孔眼越多，能夠通過篩網的粒子的粒徑越小。將所粉碎的粉料經和水混合和捏練，就可以得到所需要的坯泥。 ⑧ 其他陶瓷原料 高鋁質原料、碳酸鋇、石灰石、白云石等。石英之間存在結晶形態(tài)的轉化，如下： ⑦ 溶劑原料 在陶瓷工業(yè)中為了降低燒結物的溫度而加入的原料，重要有以下兩種： （ 1）長石類：鉀長石或正長石（ K2O. )、鈉長石（Na2O. ) 、鈣長石（ CaO. )等。 ⑤ 滑石 滑石與葉蠟石有相同的晶體結構，其化學式為： ，在瓷中加入少量的滑石可以提高其透明度和白度，并增加瓷中玻璃相的含量，提高致密度，擴大燒結范圍。 ④ 瓷石 瓷石是一種由石英、絹云母組成，并含有若干高嶺土。 ② 蠟石 它是一種硬質粘土，以葉蠟石為主要成分的鋁硅酸鹽，主要成分為%， %， H2O5%。陶瓷的抗熱振性很低（比金屬低的多，日用陶瓷 220℃ ） (6) 化學穩(wěn)定性：耐高溫，耐火，不可燃燒，抗蝕（抗液體金屬、酸、堿、鹽） (7) 導電性 — 大多數(shù)是良好的絕緣體，同時也有不少半導體（ NiO， Fe3O4等） 2 陶瓷的制備 陶瓷原料的種類與性質 ① 粘土與高嶺土 ? 粘土：主要成分是微細鋁硅酸質，如磚瓦用泥土 ? 高嶺土 :以高嶺土礦為主要成分，它分為殘留高嶺土和沉積高嶺土。 (3) 塑性，在室溫幾乎沒有塑性，韌性差，脆性大，是陶瓷的最大缺點。陶瓷材料 —— Ryan Lee 2022 10 23 第一部分 陶瓷基礎知識 1. 陶瓷的性能 (1)硬度是各類材料中最高的。 （高聚物 20HV，淬火鋼 500800HV，陶瓷 10005000HV） (2)強度 理論強度很高，耐壓（抗壓強度高），抗彎（抗彎強度高），不耐拉（抗拉強度很低，比抗壓強度低一個數(shù)量級）較高的高溫強度。 (4) 熱膨脹性低，導熱性差，多為較好的絕熱材料（ λ=10 2～ 105w/m﹒K ） (5) 熱穩(wěn)定性 — 抗熱振性 （在不同溫度范圍波動時的壽命）急冷到水中不破裂所能承受的最高溫度。 這兩種原料的主要成分為 %, %, %。 ③ 膨潤土 膨潤土主要是由蒙脫石構成的粘土，它的化學式為： ，這種原料最突出的特點是有膨潤性，它在瓷器生產中主要用作增塑劑。長石等巖石狀礦物，它不是單一的礦物巖石，而是多種礦物集合體。 ⑥ 二氧化硅原料 二氧化硅原料一般為石英，純的石英透明，稱為水晶。 （ 2）含鋰礦類：主要有鋰云母、磷鋁石、鋰輝石及葉長石。 陶瓷原料的加工 陶瓷原料的加工就是將原料先煅燒，然后粉碎，從粉碎效率上來看，一般是先經過粗碎，再中碎，最后細碎，讓原料顆粒達到 200目～ 250目。 陶瓷胚體成型 當坯泥混合好后，將其均勻的填充到模型中。 1. 注漿體成型法 這種成型方法是將坯料泥漿注入石膏模內，石膏將水中所懸浮的粘土與水一起吸引到模的表面，水被石膏吸收后就形成與模型一樣形狀的坯料。其成型方法有：擠出成型，熱壓成型，濕式及半濕式成型等。 4. 等靜壓成型法 等靜壓成型法與干壓成型法相似，它是在模行各個面都施加均勻的壓力。 陶瓷的燒制 燒制（燒成） ：它是將粉末做成的坯體，利用熱的 作用使之硬固。 固相燒結 ：將 Al2O3粉加壓成型，燒成后不生成玻璃相而固結。 影響燒成的因素 ① 化學組成與礦物成分。粒度越細，燒結效果越好。 ④ 燒成溫度與時間，溫度越高，時間越短，但不成比例變化。冷卻速度影響產品的質量，如變形、開裂等 ⑥ 燒成中的氣氛，指氣體的性質（氧化、還原、中性），如含氧化鐵的坯體，適宜于在還原性氣氛中燒結。 加入（ MgO， ZnO， BaO， Cr2O3等）提高強度；加入（ Al2O3 ， ZrO2等）提高強度和熱穩(wěn)定性；加入（ SiC等）提高導熱性。 特種陶瓷 氧化物陶瓷 氧化物陶瓷是指包含氧元素的陶瓷，包括由金屬與非金屬元素的化合物構成的非均勻固體物質。 最重要的氧化物陶瓷是幾種簡單類型的氧化物： AO， AO2，A2O3， ABO3和 AB2O4等結構類型（ A、 B表示陽離子）。C ， 應用最多是： SiO2, Al2O3, ZrO2, MgO, CaO, BeO, ThO2和 UO2等，以及一些氧化物之間的化合物如 3Al2O3?2SiO2（莫來石）， MgO ?Al2O3(尖晶石）等。四面體間隙 閃鋅礦 BeO 面心立方 189。立方體間隙 螢石 ZrO2等 面心立方 全部四面體間隙 反螢石 Na2O， K2O 畸變面心立方 189。八面體間隙（ B） 尖晶石 FeAl2O4 面心立方 1/8四面體（ A） 1/8八面體間隙（ A， B） 反尖晶石 FeMgFeO4 密排六方 189。 光學石英玻璃 （ 2） Al2O3(剛玉 )陶瓷 ? Al2O3陶瓷通常稱剛玉瓷，與天然礦物剛玉同名，天然剛玉是一種純氧化鋁礦物； ?工業(yè)生產的剛玉主要成分是 Al2O3和 SiO2， Al2O3 含量越高， Al2O3陶瓷性能越好； ? 剛玉瓷這一名詞只限于氧化鋁含量為 95%以上的，主晶相為剛玉的陶瓷材料，工業(yè)上大量生產氧化鋁含量為 95%的剛玉瓷（簡稱 95瓷），也生產97%、 99%的剛玉瓷； ?剛玉瓷具有較高的室溫和高溫機械強度、很好的絕熱性能、 高化學穩(wěn)定性、良好的介電性能、高硬度、高耐磨性； ?用途： 、坩堝、電子陶瓷材料的熱壓燒結模具、高溫爐襯、內燃機火花塞、航空火花塞； 、理化器皿，酸、堿都不與其發(fā)生化學作用； 、無線電、電真空等技術中使用的陶瓷元件，如雷達天線罩、微波電介質、超高頻大功率電子管的支架、集成電路的構件等； 、軸承、磨料磨具等； 致密的剛玉可用作電真空陶瓷； 氧化鋁透明陶瓷高壓鈉燈的燈管、紅外光管的窗口等； 多孔（氧孔率達 90%）的氧化鋁陶瓷在 1700~1750186。 其它用途： 剛玉陶瓷缺點是脆性大，抗熱振性差，不能承受環(huán)境溫度的突然變化。 （ 3） ZrO2陶瓷 ? ZrO2 陶瓷熔點高（ 2667186。C、MgO2800186。C）， 導熱系數(shù)??； ? 自然界中分布最廣的二氧化鋯是天然礦物斜鋯礦，一般含 80%~9