【正文】 正離子進(jìn)入結(jié)構(gòu) 。 Al OH 硅氧四面體的 所有四個(gè)頂點(diǎn) 均與相鄰的硅氧四面體的頂點(diǎn)相連 （ 所有頂點(diǎn)均共頂點(diǎn) ） ， 并向三維空間伸延排列成 “ 架 ” 。 層與層之間的結(jié)合力為氫鍵 ， 較弱 ， 故高嶺石容易在結(jié)合力較弱的層間碎裂 ， 但是 OHO之間仍有一定的吸引力 ， 所以 ， 單網(wǎng)層之間水分子不易進(jìn)去 ， 不會(huì)因水含量增加而膨脹 。 Al3+配位數(shù) 6， 每個(gè) Al3+同時(shí)與 2個(gè) O2和 4個(gè) OH相連 。 滑石 Mg3[Si4O10](OH) 高嶺石 Al4[Si4O10](OH)8和 白云母 KAl2[AlSi3O10](OH)2均 具有這種結(jié)構(gòu) 。 硅氧四面體通過(guò) 3個(gè)公共氧連接成在二維平面內(nèi)延伸的具有六節(jié)環(huán)的氧四面體層 ，另一個(gè)活性氧則可以和其它離子配位而形成一個(gè)整體 結(jié)構(gòu) 。 2條相同的單鏈通過(guò)尚未公用的氧可以組成雙鏈 ，其結(jié)構(gòu)單元為[Si4O11]6。 如圖所示，單鏈中是以 [Si2O6]4為結(jié)構(gòu)單元不斷重復(fù)而成，故單鏈結(jié)構(gòu)單元的化學(xué)式應(yīng)寫為[Si2O6]n4n。 雙四面體 構(gòu)成 [Si2O7]6絡(luò)陰離子 ， 如 硅鈣石 Ca3[Si2O7]、 鋁方柱石 Ca2Al [Si2O7]等 。 它們都具有下列 結(jié)構(gòu)特點(diǎn) ： 1）結(jié)構(gòu)中 Si4+之間沒(méi)有直接的鍵，而是通過(guò) O2連接起來(lái)的； 2）硅酸鹽晶體結(jié)構(gòu)是以硅氧四面體為結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)； 3）每一個(gè) O2只能連接 2個(gè)硅氧四面體； 4）硅氧四面體間只能共頂連接，而不能共棱和共面連接 （見(jiàn)下圖動(dòng)畫） 硅酸鹽結(jié)構(gòu)特點(diǎn)與結(jié)構(gòu)分類 該結(jié)構(gòu)中 ， [SiO4]四面體以 孤立狀態(tài) 存在 ， [SiO4]四面體的各頂角之間不直接連接 ， 即 [SiO4]四面體被其他金屬離子隔離 ， 所以稱 島狀結(jié)構(gòu) 。 [SiO4]既可孤立存在 ， 亦可通過(guò)共用頂點(diǎn)連接成鏈狀 、 平面或三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu) ， 故硅酸鹽材料有無(wú)機(jī)高聚物之稱 。 如： CaO、 MgO、 Al2O ZrO2 硅酸鹽結(jié)構(gòu) 結(jié)構(gòu)很復(fù)雜 ， 但基本結(jié)構(gòu)單元為 [SiO4]硅氧四面體 ， 結(jié)合鍵為 離子鍵 、 共價(jià)鍵的混合鍵 ； 每個(gè)氧原子最多只有被兩個(gè) [SiO4]所共有； SiOSi的鍵角為 145176。 Si3N SiC、 BN等以 共價(jià)鍵 為主 ，稱共價(jià)晶體 。 １ . 晶相 晶相 是陶瓷材料的 主要組成相 ， 對(duì)陶瓷的性能起決定性作用 。 電子絕緣件 氧化鋯陶瓷光學(xué)導(dǎo)管 氧化物陶瓷（ Al2O ZrO MgO等） 碳化物陶瓷（ SiC、 B4C、 WC等） 氮化物陶瓷（ Si3N TiN、 BN等） 新型碳化物陶瓷（ C3N4等） 硼化物陶瓷（ TiB ZrB2等） 復(fù)合陶瓷（ 3Al2O3斷口致密，即使無(wú)釉，也不透過(guò)液體和氣體，坯體透氣性差或無(wú)透光性。 ? 瓷器： 燒結(jié)程度較高，坯體堅(jiān)硬致密，斷面細(xì)膩而有光澤，為施釉或無(wú)釉制品，基本不吸水。 陶瓷分類（ 1） ? 按陶瓷 坯體特征 ，可把陶瓷制品分為： ? 陶器： 土狀斷面的多孔坯體。有時(shí)也在高溫下成型，甚至可經(jīng)過(guò)熔化及析晶等過(guò)程。陶瓷材料屬于無(wú)機(jī)非金屬材料，最少含 30％結(jié)晶體。 日用陶瓷－餐具 建筑陶瓷－地磚 電瓷 廣義的陶瓷概念： 用陶瓷生產(chǎn)方法制造的無(wú)機(jī)非金屬固體材料和制品的通稱。陶 瓷 材 料 一、陶瓷的概念與分類 陶瓷的概念 傳統(tǒng)上， “ 陶瓷 ” 是指所有以粘土為主要原料與其它天然礦物原料經(jīng)過(guò)粉碎、混煉、成形、燒結(jié)等過(guò)程而制成的各種制品。 傳統(tǒng)陶瓷包括常見(jiàn)的日用陶瓷制品和建筑陶瓷、電瓷等。 德國(guó)陶瓷協(xié)會(huì)：“陶瓷是化學(xué)工業(yè)或化學(xué)生產(chǎn)工藝的一個(gè)分支，包括陶瓷材料和器物的制造或進(jìn)一步加工成陶瓷制品 (元件 )。一般是在室溫中將原料成型，通過(guò) 800℃ 以上的高溫處理，以獲得這種材料的典型性質(zhì)?！? 美國(guó)和日本等國(guó)： Ceramics是包括各種硅酸鹽材料和制品在內(nèi)的無(wú)機(jī)非金屬材料的通稱， 不僅指陶瓷，還包括水泥、玻璃、搪瓷等 材料。機(jī)械強(qiáng)度低、熱穩(wěn)定性差、化學(xué)穩(wěn)定性也低、甚至薄坯制品亦無(wú)透光性。 ? 炻器： 其性質(zhì)介于 陶器 和 瓷器 之間。 性能及特征 陶器 瓷器 吸水性 /％ 一般大于 3 一般不大于 3 透光性 不透光 透光 坯體特征 未?；虿；潭炔睢嗝?粗糙 ?；潭雀?、結(jié)構(gòu)致密、細(xì) 膩，斷面呈石狀或貝殼狀 敲擊聲 沉濁 清脆 陶器和瓷器 結(jié)構(gòu)陶瓷 功能陶瓷 陶瓷耐火材料 玻 璃 按用途分類 陶瓷分類（ 2） 結(jié)構(gòu)陶瓷主要是用于 耐磨損、高強(qiáng)度、耐熱、耐熱沖擊、硬質(zhì)、高剛性、低熱膨脹性和隔熱 等結(jié)構(gòu)陶瓷材料； 不同形狀的特種結(jié)構(gòu)陶瓷件 功能陶瓷中包括 電磁功能 、 光學(xué)功能 和 生物 化學(xué)功能 等陶瓷制品和材料，此外還有核能陶瓷和其它功能材料等。2SiO2(莫來(lái)石 ) 等） 按成分 分 類 普通陶瓷 （ 硅酸鹽材料 ） 特種陶瓷 （ 人工合成材料 ） 按原料分類 陶瓷分類（ 3） 中國(guó)陶瓷技術(shù) （小專題） 二、陶瓷材料的結(jié)構(gòu) 陶瓷材料的結(jié)構(gòu)組成 陶瓷材料是多相多晶材料 ， 陶瓷結(jié)構(gòu)中同時(shí)存在 ? 晶體相 （ 晶相 ） ? 玻璃相 ? 氣相 各組成相的結(jié)構(gòu) 、數(shù)量 、 形態(tài) 、 大小及分布決定了陶瓷的性能 。 陶瓷中的晶相的結(jié)合鍵為 ? 離子鍵 ? 共價(jià)鍵 ? 混合鍵 氧化物結(jié)構(gòu) 的結(jié)合鍵以 離子鍵 為主 ， 又稱離子晶體 。 氧化物結(jié)構(gòu) 的主要特點(diǎn)是 氧離子緊密排列構(gòu)成晶格骨架 ， 組成六方或面心立方點(diǎn)陣 ， 而正離子位于骨架的適當(dāng)間隙之中 。 。 硅酸鹽晶體可以按硅 （ 鋁 ） 氧骨干的形式分成島狀結(jié)構(gòu) 、組群狀結(jié)構(gòu) 、 鏈狀結(jié)構(gòu) 、 層狀結(jié)構(gòu)和架狀結(jié)構(gòu) 。 （ 1）島狀結(jié)構(gòu)： 典型島狀結(jié)構(gòu)的硅酸鹽有 鋯英石 Zr[SiO4]、 橄欖石 Mg2[SiO4]、 石榴子石 Mg3Al2[SiO4]3以及莫來(lái)石 、 硅線石等 [SiO4]4 結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是以 [SiO4]四面體為基礎(chǔ) ， 2個(gè) 、 3個(gè) 、 4個(gè)和 6個(gè) [SiO4]四面體通過(guò)公共氧連接而成的四面體群體 ， 這種群體可看成一個(gè)結(jié)構(gòu)單元 ， 又稱分立的 有限硅氧四面體 群（ 硅氧絡(luò)陰離子 ） 。 [Si2O7]6 [Si6O18]12 [SiO4]4 （ 2）組群狀結(jié)構(gòu)： 硅氧四面體通過(guò)公共氧連接組成向一維延伸，組成連續(xù)的鏈 :單鏈和雙鏈。 如 透輝石 CaMg[Si2O6]、 頑火輝石 Mg2[Si2O6]等的結(jié)構(gòu)。 透閃石 Ca2Mg5[Si4O11]2(OH) （３）鏈狀結(jié)構(gòu) 一層一層的結(jié)構(gòu) ， 每層結(jié)構(gòu)由兩種多面體層構(gòu)成 ， 其中一層是硅氧四面體層 ， 另一層為八面體層 。 從硅氧四面體層中 可以取出矩形 [Si4O10]4－ 結(jié)構(gòu) 單元 。 （４）層狀結(jié)構(gòu)： 高嶺石結(jié)構(gòu)：下層是硅氧四面體 ， 上層是八面體層 ， 八面體由 1個(gè) Al3＋ 2個(gè) O2和 4個(gè) OH構(gòu)成 ， 可寫成 [AlO2(OH)4]。 這 2個(gè) O2起橋梁作用 ， 將硅氧層與水鋁石層連在一起形成單網(wǎng)層 。 高嶺石是陶瓷 、 水泥 、 涂料等的主要原料 。 若硅氧四面體中的 Si4+不被其它正離子取代 ， 則結(jié)構(gòu)中的 O2電價(jià)飽和 ， 石英是該結(jié)構(gòu)典型 。 這些正離子一般是半徑大 、 電荷較低的 K+、 Na+、 Ca2+和 Ba2+等 。 （５）架狀結(jié)構(gòu) : ? 有些陶瓷中的晶相也存在 同素異構(gòu)轉(zhuǎn)變 。 ? 晶粒愈細(xì) ， 陶瓷的強(qiáng)度愈高 。 ? 陶瓷材料中往往同時(shí)存在多種晶相 ， 對(duì)陶瓷性能起決定作用的晶相稱 主晶相 ， 其余為 次晶相 。 ２ . 玻璃相 玻璃相的作用 ? 將分散的晶相 粘結(jié) 在一起； ? 降低 燒結(jié) 溫 度； ? 抑制 晶相的晶粒長(zhǎng)大 ? 填充 氣孔 。 玻璃相熔點(diǎn)低 、 熱穩(wěn)定性差 ， 在較低溫度下開始軟化 ， 導(dǎo)致陶瓷在高溫下發(fā)生蠕變 ， 且其中常有一些金屬離子而降低陶瓷的絕緣性 。