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1、化学成分分析化学成分分析2/12/20231物相成分分析物相成分分析2/12/202322/12/20233第二章无机非金属材料2/12/202341.无机非金属材料概论无机非金属材料概论2.陶瓷材料陶瓷材料（普通陶瓷、特种陶瓷）（普通陶瓷、特种陶瓷）3.玻璃材料玻璃材料4.胶凝材料胶凝材料本章主要内容本章主要内容2/12/202351 1、什么是无机非金属材料？什么是无机非金属材料？无机非金属材料：无机非金属材料：主要是指由一种或多种金属元主要是指由一种或多种金属元素同一种非金属元素素同一种非金属元素(如如O,S,C,NO,S,C,N等等,通常为通常为O)O)所形成的化合物，多为金属氧化物和
2、金属非氧所形成的化合物，多为金属氧化物和金属非氧化物。化物。也可以认为也可以认为也可以认为也可以认为 金属材料和有机高分子材料以外金属材料和有机高分子材料以外金属材料和有机高分子材料以外金属材料和有机高分子材料以外的固体材料通称无机非金属材料。的固体材料通称无机非金属材料。的固体材料通称无机非金属材料。的固体材料通称无机非金属材料。2/12/20236无机非金属材料无机非金属材料无机非金属材料无机非金属材料(又一种表述）又一种表述）又一种表述）又一种表述）指某些元素的氧化物、碳化指某些元素的氧化物、碳化指某些元素的氧化物、碳化指某些元素的氧化物、碳化物、氮化物、硼化物、硫系化合物（包括硫化物、
3、硒物、氮化物、硼化物、硫系化合物（包括硫化物、硒物、氮化物、硼化物、硫系化合物（包括硫化物、硒物、氮化物、硼化物、硫系化合物（包括硫化物、硒化物及碲化物）和硅酸盐、钛酸盐、铝酸盐、磷酸盐化物及碲化物）和硅酸盐、钛酸盐、铝酸盐、磷酸盐化物及碲化物）和硅酸盐、钛酸盐、铝酸盐、磷酸盐化物及碲化物）和硅酸盐、钛酸盐、铝酸盐、磷酸盐等含氧酸盐为主要组成的无机材料。等含氧酸盐为主要组成的无机材料。等含氧酸盐为主要组成的无机材料。等含氧酸盐为主要组成的无机材料。无机非金属材料无机非金属材料无机非金属材料无机非金属材料包括陶瓷、玻璃、水泥、耐火材料、包括陶瓷、玻璃、水泥、耐火材料、包括陶瓷、玻璃、水泥、耐火材
4、料、包括陶瓷、玻璃、水泥、耐火材料、搪瓷、磨料以及新型无机材料等。搪瓷、磨料以及新型无机材料等。搪瓷、磨料以及新型无机材料等。搪瓷、磨料以及新型无机材料等。其中陶瓷一词，随着与陶瓷工艺相近的无机材料的不其中陶瓷一词，随着与陶瓷工艺相近的无机材料的不其中陶瓷一词，随着与陶瓷工艺相近的无机材料的不其中陶瓷一词，随着与陶瓷工艺相近的无机材料的不断出现，其概念的外延也不断扩大。断出现，其概念的外延也不断扩大。断出现，其概念的外延也不断扩大。断出现，其概念的外延也不断扩大。广义的陶瓷广义的陶瓷广义的陶瓷广义的陶瓷概念概念概念概念几乎与无机非金属材料的含意相同。几乎与无机非金属材料的含意相同。几乎与无机非
5、金属材料的含意相同。几乎与无机非金属材料的含意相同。2/12/20237无机非金属材料的名目繁多，用途各异，目前无机非金属材料的名目繁多，用途各异，目前无机非金属材料的名目繁多，用途各异，目前无机非金属材料的名目繁多，用途各异，目前尚没有统一而完善的分类方法。尚没有统一而完善的分类方法。尚没有统一而完善的分类方法。尚没有统一而完善的分类方法。通常把它们分为通常把它们分为通常把它们分为通常把它们分为传统（普通）传统（普通）传统（普通）传统（普通）无机非金属材料无机非金属材料无机非金属材料无机非金属材料和和和和新型（特种）新型（特种）新型（特种）新型（特种）无机非金属材料两大类。无机非金属材料两大
6、类。无机非金属材料两大类。无机非金属材料两大类。如何分类？如何分类？难！普通陶瓷特种陶瓷普通陶瓷特种陶瓷普通陶瓷特种陶瓷普通陶瓷特种陶瓷普通玻璃特种玻璃普通玻璃特种玻璃普通玻璃特种玻璃普通玻璃特种玻璃普通水泥特种水泥普通水泥特种水泥普通水泥特种水泥普通水泥特种水泥 2/12/20238主要特性主要特性熔点高、硬度高、化学稳定性好、熔点高、硬度高、化学稳定性好、耐高温、耐腐蚀、耐磨损、耐氧化、耐高温、耐腐蚀、耐磨损、耐氧化、弹性模量大、强度高。弹性模量大、强度高。一般为脆性材料一般为脆性材料2/12/202392、陶瓷材料陶瓷材料2.1 2.1 陶瓷的概念陶瓷的概念陶瓷陶瓷陶瓷陶瓷(cerami
7、cs)(ceramics)(ceramics)(ceramics)是以非金属矿物或化工产品为原料，是以非金属矿物或化工产品为原料，是以非金属矿物或化工产品为原料，是以非金属矿物或化工产品为原料，经原料处理、成型、烧成等工序制成的产品。经原料处理、成型、烧成等工序制成的产品。经原料处理、成型、烧成等工序制成的产品。经原料处理、成型、烧成等工序制成的产品。2.22.2 陶瓷的分类陶瓷的分类 早期，陶瓷是陶器与瓷器的总称。早期，陶瓷是陶器与瓷器的总称。早期，陶瓷是陶器与瓷器的总称。早期，陶瓷是陶器与瓷器的总称。瓷瓷瓷瓷器器器器的的的的坯坯坯坯体体体体致致致致密密密密，基基基基本本本本上上上上不不不不
8、吸吸吸吸水水水水，有有有有一一一一定定定定的的的的半半半半透透透透明明明明性性性性，通通通通常常常常施釉，敲之声音清脆。施釉，敲之声音清脆。施釉，敲之声音清脆。施釉，敲之声音清脆。陶陶陶陶器器器器通通通通常常常常有有有有一一一一定定定定吸吸吸吸水水水水率率率率，断断断断面面面面粗粗粗粗糙糙糙糙无无无无光光光光，不不不不透透透透明明明明，敲敲敲敲之之之之声声声声音音音音粗哑，有的无釉，有的施釉。粗哑，有的无釉，有的施釉。粗哑，有的无釉，有的施釉。粗哑，有的无釉，有的施釉。2/12/202310古代各种陶制品古代各种陶制品2/12/202311各 种 瓷 器2/12/202312传传传传统统统统的
9、的的的陶陶陶陶瓷瓷瓷瓷如如如如日日日日用用用用陶陶陶陶瓷瓷瓷瓷、建建建建筑筑筑筑陶陶陶陶瓷瓷瓷瓷等等等等是是是是用用用用粘粘粘粘土土土土类类类类及及及及其其其其它它它它天天天天然然然然矿矿矿矿物物物物原原原原料料料料经经经经粉粉粉粉碎碎碎碎加加加加工工工工、成成成成型型型型、烧烧烧烧成成成成等等等等过过过过程程程程而得的器皿。这类陶瓷可称为而得的器皿。这类陶瓷可称为而得的器皿。这类陶瓷可称为而得的器皿。这类陶瓷可称为传统（普通）陶瓷传统（普通）陶瓷传统（普通）陶瓷传统（普通）陶瓷。随随随随着着着着生生生生产产产产和和和和科科科科学学学学技技技技术术术术的的的的发发发发展展展展，对对对对陶陶陶陶
10、瓷瓷瓷瓷制制制制品品品品的的的的性性性性能能能能与与与与应应应应用用用用提提提提出出出出了了了了新新新新的的的的要要要要求求求求，因因因因而而而而制制制制成成成成了了了了许许许许多多多多新新新新品品品品种种种种，它它它它们们们们的的的的生生生生产产产产过过过过程程程程虽虽虽虽然然然然还还还还是是是是原原原原料料料料处处处处理理理理、成成成成型型型型、烧烧烧烧成成成成等等等等这这这这种种种种传传传传统统统统的的的的方方方方式式式式，但但但但采采采采用用用用的的的的原原原原料料料料已已已已扩扩扩扩大大大大到到到到高高高高度度度度精精精精选选选选的的的的天天天天然然然然原原原原料料料料或或或或人人人
11、人工工工工合合合合成成成成原原原原料料料料，使使使使用用用用高高高高度度度度可可可可控控控控的的的的生生生生产产产产工工工工艺艺艺艺，因因因因而而而而往往往往往往往往具具具具有有有有一一一一些些些些特特特特殊殊殊殊的的的的性性性性能能能能，相相相相对对对对于于于于传传传传统统统统陶陶陶陶瓷，这类陶瓷制品称为瓷，这类陶瓷制品称为瓷，这类陶瓷制品称为瓷，这类陶瓷制品称为新型（特种）陶瓷新型（特种）陶瓷新型（特种）陶瓷新型（特种）陶瓷。2/12/2023132/12/2023142/12/2023152.3 陶瓷材料的化学键及显微结构陶瓷材料的化学键及显微结构 陶瓷材料的化学键陶瓷材料的化学键陶陶陶
12、陶瓷瓷瓷瓷材材材材料料料料是是是是以以以以离离离离子子子子键键键键（如如如如MgOMgO、AlAl2 2OO3 3）、共共共共价价价价键键键键（如如如如SiSi3 3NN4 4、BNBN）以以以以及及及及离离离离子子子子共共共共价价价价混混混混合合合合键键键键（SiOSiO2 2）结合在一起。结合在一起。结合在一起。结合在一起。金金金金属属属属氧氧氧氧化化化化物物物物主主主主要要要要是是是是离离离离子子子子键键键键结结结结合合合合。由由由由于于于于离离离离子子子子键键键键没没没没有有有有方方方方向向向向性性性性，只只只只要要要要求求求求正正正正负负负负离离离离子子子子相相相相间间间间排排排排列
13、列列列并并并并尽尽尽尽量量量量紧紧紧紧密密密密堆堆堆堆积积积积，因因因因而而而而离离离离子子子子晶晶晶晶体体体体的的的的密密密密度度度度较较较较高高高高，键键键键强强强强度度度度也也也也较较较较高高高高。这这这这类类类类材材材材料料料料强强强强度度度度高高高高、硬硬硬硬度度度度高高高高，但但但但脆脆脆脆性性性性大大大大。离离离离子子子子晶晶晶晶体体体体固态绝缘，熔融后可导电。固态绝缘，熔融后可导电。固态绝缘，熔融后可导电。固态绝缘，熔融后可导电。2/12/202316共共共共价价价价键键键键具具具具有有有有方方方方向向向向性性性性与与与与饱饱饱饱和和和和性性性性，这这这这就就就就决决决决定定定
14、定了了了了共共共共价价价价晶晶晶晶体体体体中中中中原原原原子子子子的的的的堆堆堆堆积积积积密密密密度度度度较较较较小小小小。共共共共价价价价晶晶晶晶体体体体键键键键强强强强度度度度较较较较高高高高，且且且且具具具具有有有有稳稳稳稳定定定定的的的的结结结结构构构构，故故故故这这这这类类类类材材材材料料料料熔熔熔熔点点点点高高高高、硬度高、脆性大，热膨胀系数小。硬度高、脆性大，热膨胀系数小。硬度高、脆性大，热膨胀系数小。硬度高、脆性大，热膨胀系数小。虽然陶瓷材料的键性主要为离子键和共价键，虽然陶瓷材料的键性主要为离子键和共价键，虽然陶瓷材料的键性主要为离子键和共价键，虽然陶瓷材料的键性主要为离子键
15、和共价键，但实际上许多陶瓷的结合键是混合键结合，既但实际上许多陶瓷的结合键是混合键结合，既但实际上许多陶瓷的结合键是混合键结合，既但实际上许多陶瓷的结合键是混合键结合，既有离子性，又有共价性。有离子性，又有共价性。有离子性，又有共价性。有离子性，又有共价性。2/12/202317陶瓷材料的显微结构陶瓷材料的显微结构陶陶陶陶瓷瓷瓷瓷材材材材料料料料的的的的显显显显微微微微结结结结构构构构通通通通常常常常由由由由三三三三种种种种不不不不同同同同的的的的相相相相组组组组成成成成，晶相、玻璃相晶相、玻璃相晶相、玻璃相晶相、玻璃相和和和和气相气相气相气相。晶晶晶晶相相相相：陶陶陶陶瓷瓷瓷瓷材材材材料料料
16、料中中中中最最最最主主主主要要要要的的的的组组组组成成成成相相相相，晶晶晶晶相相相相一一一一般般般般由由由由原原原原料料料料带带带带入入入入或或或或玻玻玻玻璃璃璃璃相相相相析析析析晶晶晶晶而而而而成成成成。晶晶晶晶相相相相分分分分为为为为主主主主晶晶晶晶相相相相和和和和次次次次晶晶晶晶相相相相。主主主主晶晶晶晶相相相相是是是是构构构构成成成成材材材材料料料料的的的的主主主主体体体体，其其其其性性性性质质质质、数数数数量及结合状态，直接决定材料的基本性质。量及结合状态，直接决定材料的基本性质。量及结合状态，直接决定材料的基本性质。量及结合状态，直接决定材料的基本性质。2/12/202318玻玻玻
17、玻璃璃璃璃相相相相：是是是是一一一一种种种种低低低低熔熔熔熔点点点点的的的的非非非非晶晶晶晶态态态态固固固固体体体体，是是是是材材材材料料料料在在在在高高高高温温温温烧烧烧烧成成成成过过过过程程程程中中中中，由由由由于于于于化化化化学学学学反反反反应应应应或或或或熔熔熔熔融融融融冷冷冷冷却却却却形形形形成成成成的的的的。通通通通常常常常，其其其其机机机机械械械械强强强强度度度度要要要要比比比比晶晶晶晶相相相相低低低低一一一一些些些些，抗抗抗抗冲冲冲冲击击击击强度要高一些，在较低温度下开始软化。强度要高一些，在较低温度下开始软化。强度要高一些，在较低温度下开始软化。强度要高一些，在较低温度下开始
18、软化。玻玻玻玻璃璃璃璃相相相相的的的的作作作作用用用用，充充充充填填填填晶晶晶晶粒粒粒粒间间间间隙隙隙隙，粘粘粘粘结结结结晶晶晶晶粒粒粒粒，提提提提高高高高陶陶陶陶瓷瓷瓷瓷材材材材料料料料的的的的致致致致密密密密程程程程度度度度；降降降降低低低低烧烧烧烧成成成成温温温温度度度度，改改改改善善善善工艺；工艺；工艺；工艺；抑制晶粒长大。抑制晶粒长大。抑制晶粒长大。抑制晶粒长大。2/12/202319气气气气相相相相（气气气气孔孔孔孔）：大大大大部部部部分分分分气气气气孔孔孔孔是是是是在在在在工工工工艺艺艺艺过过过过程程程程中中中中形形形形成成成成并并并并保保保保留留留留下下下下来来来来的的的的，有
19、有有有的的的的气气气气孔孔孔孔则则则则通通通通过过过过特特特特殊殊殊殊的的的的工工工工艺艺艺艺方方方方法法法法获获获获得得得得。气气气气孔孔孔孔含含含含量量量量在在在在0 09090之之之之间间间间变变变变化化化化，陶陶陶陶瓷瓷瓷瓷的的的的许许许许多多多多电电电电性性性性能能能能和和和和热热热热性性性性能能能能都都都都随随随随气气气气孔孔孔孔率率率率、气气气气孔孔孔孔尺尺尺尺寸及分布的不同在很大范围内变化。寸及分布的不同在很大范围内变化。寸及分布的不同在很大范围内变化。寸及分布的不同在很大范围内变化。2/12/2023202/12/2023212/12/2023222.4 2.4 陶瓷材料的性
20、能陶瓷材料的性能2.4.1 机械性能机械性能（1 1）弹性模量）弹性模量）弹性模量）弹性模量陶陶陶陶瓷瓷瓷瓷材材材材料料料料具具具具有有有有牢牢牢牢固固固固的的的的离离离离子子子子键键键键和和和和共共共共价价价价键键键键，其其其其弹弹弹弹性性性性模模模模量量量量比比比比金金金金属属属属材材材材料料料料的的的的弹弹弹弹性性性性模模模模量量量量大大大大得得得得多多多多，大大大大约约约约在在在在10103 310104 4MPaMPa之间甚至更高。之间甚至更高。之间甚至更高。之间甚至更高。陶陶陶陶瓷瓷瓷瓷材材材材料料料料的的的的弹弹弹弹性性性性模模模模量量量量除除除除了了了了与与与与结结结结合合合合
21、键键键键有有有有关关关关外外外外，还还还还与与与与组组组组成相的种类、分布、比例及气孔率的大小有关。成相的种类、分布、比例及气孔率的大小有关。成相的种类、分布、比例及气孔率的大小有关。成相的种类、分布、比例及气孔率的大小有关。2/12/202323（2 2）强度）强度）强度）强度陶陶陶陶瓷瓷瓷瓷材材材材料料料料在在在在理理理理论论论论上上上上具具具具有有有有很很很很高高高高的的的的断断断断裂裂裂裂强强强强度度度度，但但但但实实实实际际际际断断断断裂裂裂裂强强强强度度度度往往比金属材料低得多。往往比金属材料低得多。往往比金属材料低得多。往往比金属材料低得多。抗压强度比抗拉强度大得多，其差别程度大
22、大超过金属。抗压强度比抗拉强度大得多，其差别程度大大超过金属。抗压强度比抗拉强度大得多，其差别程度大大超过金属。抗压强度比抗拉强度大得多，其差别程度大大超过金属。气孔和材料密度对陶瓷断裂强度有很大影响。气孔和材料密度对陶瓷断裂强度有很大影响。气孔和材料密度对陶瓷断裂强度有很大影响。气孔和材料密度对陶瓷断裂强度有很大影响。陶陶陶陶瓷瓷瓷瓷材材材材料料料料耐耐耐耐热热热热冲冲冲冲击击击击性性性性较较较较差差差差，严严严严重重重重限限限限制制制制了了了了陶陶陶陶瓷瓷瓷瓷材材材材料料料料在在在在急急急急冷冷冷冷急急急急热条件下的使用。热条件下的使用。热条件下的使用。热条件下的使用。晶粒愈小，强度愈高。
23、晶粒愈小，强度愈高。晶粒愈小，强度愈高。晶粒愈小，强度愈高。2/12/202324（3）塑性与韧性）塑性与韧性陶陶陶陶瓷瓷瓷瓷材材材材料料料料最最最最突突突突出出出出的的的的弱弱弱弱点点点点是是是是很很很很低低低低的的的的塑塑塑塑性性性性与与与与韧韧韧韧性性性性。只只只只有有有有极极极极少少少少数数数数具具具具有有有有简简简简单单单单晶晶晶晶体体体体结结结结构构构构的的的的陶陶陶陶瓷瓷瓷瓷材材材材料料料料在在在在室室室室温温温温下下下下具具具具有有有有塑塑塑塑性性性性。如如如如MgOMgO、KClKCl、KBrKBr等等等等。一一一一般般般般的的的的陶陶陶陶瓷瓷瓷瓷材材材材料料料料在在在在室室
24、室室温温温温下下下下塑塑塑塑性性性性为为为为零零零零。这这这这是是是是因因因因为为为为大大大大多多多多数数数数陶陶陶陶瓷瓷瓷瓷材材材材料料料料晶晶晶晶体体体体结结结结构构构构复复复复杂杂杂杂，滑滑滑滑移移移移系系系系统统统统少少少少，位位位位错错错错生生生生成成成成能能能能高，而且位错的可动性差，通常呈现典型的脆性断裂。高，而且位错的可动性差，通常呈现典型的脆性断裂。高，而且位错的可动性差，通常呈现典型的脆性断裂。高，而且位错的可动性差，通常呈现典型的脆性断裂。（4）硬度）硬度陶陶陶陶瓷瓷瓷瓷、矿矿矿矿物物物物材材材材料料料料常常常常用用用用莫莫莫莫氏氏氏氏硬硬硬硬度度度度和和和和维维维维氏氏
25、氏氏硬硬硬硬度度度度来来来来衡衡衡衡量量量量材材材材料料料料抵抵抵抵抗抗抗抗破破破破坏坏坏坏的的的的能能能能力力力力。莫莫莫莫氏氏氏氏硬硬硬硬度度度度是是是是以以以以陶陶陶陶瓷瓷瓷瓷、矿矿矿矿物物物物之之之之间间间间相相相相互互互互刻刻刻刻划划划划能能能能否否否否产产产产生生生生划划划划痕痕痕痕来来来来确确确确定定定定，只只只只能能能能表表表表示示示示材材材材料料料料硬硬硬硬度度度度的的的的相相相相对对对对大大大大小小小小。一一一一般般般般陶陶陶陶瓷瓷瓷瓷的的的的硬硬硬硬度较大。度较大。度较大。度较大。2/12/2023252.4.2 热性能热性能（1 1）热容）热容）热容）热容陶陶陶陶瓷瓷瓷
26、瓷材材材材料料料料的的的的摩摩摩摩尔尔尔尔热热热热容容容容对对对对结结结结构构构构变变变变化化化化不不不不敏敏敏敏感感感感，但但但但单单单单位位位位体体体体积积积积的的的的热热热热容容容容却却却却与与与与气气气气孔孔孔孔率率率率有有有有关关关关，由由由由于于于于多多多多孔孔孔孔材材材材料料料料质质质质量量量量轻轻轻轻，所所所所以以以以单单单单位位位位体体体体积积积积热热热热容容容容小小小小。因因因因此此此此，多多多多孔孔孔孔轻轻轻轻质质质质耐耐耐耐火火火火砖砖砖砖的的的的温温温温度度度度上上上上升升升升所所所所需需需需的的的的热热热热量量量量远远远远低于致密的耐火砖。低于致密的耐火砖。低于致密
27、的耐火砖。低于致密的耐火砖。（2 2）热膨胀）热膨胀）热膨胀）热膨胀陶陶陶陶瓷瓷瓷瓷材材材材料料料料的的的的线线线线膨膨膨膨胀胀胀胀系系系系数数数数约约约约为为为为（1010-5-51010-7-7）/。陶陶陶陶瓷瓷瓷瓷的的的的线线线线膨膨膨膨胀系数一般低于高聚物和金属。胀系数一般低于高聚物和金属。胀系数一般低于高聚物和金属。胀系数一般低于高聚物和金属。2/12/202326（3）导热性）导热性陶陶陶陶瓷瓷瓷瓷的的的的热热热热传传传传导导导导主主主主要要要要依依依依靠靠靠靠于于于于原原原原子子子子的的的的热热热热振振振振动动动动。由由由由于于于于没没没没有有有有自自自自由由由由电电电电子子子子
28、的的的的传传传传热热热热作作作作用用用用，陶陶陶陶瓷瓷瓷瓷的的的的导导导导热热热热性性性性比比比比金金金金属属属属小小小小。陶陶陶陶瓷瓷瓷瓷多多多多为为为为较较较较好好好好的的的的绝热材料。绝热材料。绝热材料。绝热材料。（4）热稳定性）热稳定性热热热热稳稳稳稳定定定定性性性性就就就就是是是是抗抗抗抗热热热热震震震震性性性性，是是是是指指指指材材材材料料料料承承承承受受受受温温温温度度度度的的的的急急急急剧剧剧剧变变变变化化化化或或或或在在在在一一一一定定定定温温温温度度度度范范范范围围围围内内内内冷冷冷冷热热热热交交交交替替替替而而而而不不不不致致致致破破破破坏坏坏坏的的的的能能能能力力力力。
29、陶陶陶陶瓷瓷瓷瓷的的的的热热热热稳定性很低，比金属低得多。这是陶瓷的一个主要缺点。稳定性很低，比金属低得多。这是陶瓷的一个主要缺点。稳定性很低，比金属低得多。这是陶瓷的一个主要缺点。稳定性很低，比金属低得多。这是陶瓷的一个主要缺点。2/12/2023272.4.3 电性能电性能（1）电导率）电导率陶陶陶陶瓷瓷瓷瓷材材材材料料料料在在在在一一一一般般般般情情情情况况况况下下下下没没没没有有有有自自自自由由由由活活活活动动动动的的的的电电电电子子子子，电电电电阻阻阻阻率率率率比较低，绝大部分陶瓷都是良好的绝缘体。比较低，绝大部分陶瓷都是良好的绝缘体。比较低，绝大部分陶瓷都是良好的绝缘体。比较低，绝
30、大部分陶瓷都是良好的绝缘体。随随随随着着着着科科科科学学学学技技技技术术术术的的的的发发发发展展展展，某某某某些些些些陶陶陶陶瓷瓷瓷瓷材材材材料料料料的的的的半半半半导导导导性性性性和和和和导导导导电电电电性性性性已已已已被被被被人人人人们们们们发发发发现现现现，随随随随之之之之制制制制成成成成各各各各种种种种半半半半导导导导体体体体陶陶陶陶瓷瓷瓷瓷及及及及导导导导电电电电陶陶陶陶瓷。瓷。瓷。瓷。2/12/202328（2）介电常数）介电常数大大大大部部部部分分分分离离离离子子子子晶晶晶晶体体体体的的的的介介介介电电电电常常常常数数数数为为为为=512=512，但但但但有有有有少少少少数数数数
31、晶晶晶晶体体体体的的的的介介介介电常数很高。电常数很高。电常数很高。电常数很高。如如如如金金金金红红红红石石石石（TiO2TiO2）晶晶晶晶体体体体的的的的=110114=110114，钙钙钙钙钛钛钛钛矿矿矿矿（CaTiO3CaTiO3）晶晶晶晶体体体体的的的的=150=150。这这这这类类类类晶晶晶晶体体体体的的的的晶晶晶晶体体体体结结结结构构构构比比比比较较较较独独独独特特特特，在在在在外外外外电电电电场场场场作作作作用用用用下下下下，由由由由于于于于离离离离子子子子之之之之间间间间的的的的相相相相互互互互作作作作用用用用，引引引引起起起起了了了了极极极极其其其其强强强强大大大大的的的的内
32、内内内电电电电场场场场。在在在在此此此此内内内内电电电电场场场场作作作作用用用用下下下下，离离离离子子子子的的的的电电电电子子子子壳壳壳壳层层层层发发发发生生生生强强强强烈烈烈烈变变变变形形形形，离子本身也发生强烈的位移，使材料具有很高的介电常数。离子本身也发生强烈的位移，使材料具有很高的介电常数。离子本身也发生强烈的位移，使材料具有很高的介电常数。离子本身也发生强烈的位移，使材料具有很高的介电常数。2/12/202329（3）介电损耗）介电损耗当当当当电电电电介介介介质质质质在在在在电电电电场场场场作作作作用用用用下下下下，单单单单位位位位时时时时间间间间内内内内因因因因发发发发热热热热而而
33、而而消消消消耗耗耗耗的的的的能能能能量量量量称称称称为为为为电电电电介介介介质质质质的的的的损损损损耗耗耗耗功功功功率率率率或或或或简简简简称称称称为为为为介介介介质质质质损损损损耗耗耗耗，用用用用损损损损耗耗耗耗角角角角正正正正切切切切tantan表示。表示。表示。表示。介介介介质质质质损损损损耗耗耗耗是是是是所所所所有有有有应应应应用用用用于于于于交交交交流流流流电电电电场场场场中中中中电电电电介介介介质质质质的的的的重重重重要要要要指指指指标标标标之之之之一一一一。介介介介质质质质损损损损耗耗耗耗不不不不但但但但消消消消耗耗耗耗了了了了电电电电能能能能，而而而而且且且且由由由由于于于于温
34、温温温度度度度上上上上升升升升可可可可能能能能影影影影响响响响元元元元器器器器件件件件的的的的正正正正常常常常工工工工作作作作；介介介介质质质质损损损损耗耗耗耗严严严严重重重重时时时时，甚甚甚甚至至至至会会会会引引引引起起起起介介介介质质质质的的的的过过过过热而破坏绝缘性质。热而破坏绝缘性质。热而破坏绝缘性质。热而破坏绝缘性质。2/12/202330漏导损耗：漏导损耗：漏导损耗：漏导损耗：因电导而引起的介质损耗为漏导损耗。因电导而引起的介质损耗为漏导损耗。因电导而引起的介质损耗为漏导损耗。因电导而引起的介质损耗为漏导损耗。极极极极化化化化损损损损耗耗耗耗：一一一一切切切切介介介介质质质质在在在
35、在电电电电场场场场中中中中均均均均会会会会呈呈呈呈现现现现出出出出极极极极化化化化现现现现象象象象。除除除除电电电电子子子子、离离离离子子子子弹弹弹弹性性性性位位位位移移移移极极极极化化化化基基基基本本本本上上上上不不不不消消消消耗耗耗耗能能能能量量量量外外外外，其其其其它它它它缓缓缓缓慢慢慢慢极极极极化化化化（如如如如松松松松驰驰驰驰极极极极化化化化）在在在在极极极极化化化化的的的的缓缓缓缓慢慢慢慢建建建建立立立立过过过过程程程程中中中中都都都都会会会会因因因因克克克克服服服服阻阻阻阻力力力力而而而而引引引引起起起起能量损耗，这种损耗一般称为极化损耗。能量损耗，这种损耗一般称为极化损耗。能量
36、损耗，这种损耗一般称为极化损耗。能量损耗，这种损耗一般称为极化损耗。陶陶陶陶瓷瓷瓷瓷材材材材料料料料是是是是由由由由晶晶晶晶相相相相、玻玻玻玻璃璃璃璃相相相相、气气气气相相相相组组组组成成成成，其其其其能能能能量量量量损损损损耗耗耗耗主主主主要要要要来来来来源于漏导损耗、松驰质点的极化损耗及结构损耗。源于漏导损耗、松驰质点的极化损耗及结构损耗。源于漏导损耗、松驰质点的极化损耗及结构损耗。源于漏导损耗、松驰质点的极化损耗及结构损耗。在在在在结结结结构构构构紧紧紧紧密密密密的的的的离离离离子子子子晶晶晶晶体体体体中中中中，极极极极化化化化损损损损耗耗耗耗很很很很小小小小，一一一一般般般般是是是是由
37、由由由漏漏漏漏导导导导引引引引起起起起。以以以以这这这这类类类类晶晶晶晶体体体体为为为为主主主主晶晶晶晶相相相相的的的的陶陶陶陶瓷瓷瓷瓷往往往往往往往往用用用用在在在在高高高高频频频频的的的的场场场场合合合合，如如如如刚刚刚刚玉瓷、滑石瓷等。玉瓷、滑石瓷等。玉瓷、滑石瓷等。玉瓷、滑石瓷等。2/12/202331（4）绝缘强度）绝缘强度电电电电介介介介质质质质能能能能绝绝绝绝缘缘缘缘和和和和储储储储存存存存电电电电荷荷荷荷，是是是是指指指指在在在在一一一一定定定定的的的的电电电电压压压压范范范范围围围围内内内内，即即即即在在在在相相相相对对对对弱弱弱弱电电电电场场场场范范范范围围围围内内内内，介
38、介介介质质质质保保保保持持持持介介介介电电电电状状状状态态态态。当当当当电电电电场场场场强强强强度度度度超超超超过过过过某某某某一一一一临临临临界界界界值值值值时时时时，介介介介质质质质由由由由介介介介电电电电状状状状态态态态变变变变为为为为导导导导电电电电状状状状态态态态，这这这这种种种种现现现现象称介质的击穿。象称介质的击穿。象称介质的击穿。象称介质的击穿。陶瓷材料的击穿强度一般为陶瓷材料的击穿强度一般为陶瓷材料的击穿强度一般为陶瓷材料的击穿强度一般为4 460kV/mm60kV/mm。2/12/2023322.4.4 光学性能光学性能随随随随着着着着遥遥遥遥感感感感、计计计计算算算算机机
39、机机、激激激激光光光光、光光光光纤纤纤纤通通通通讯讯讯讯、自自自自动动动动化化化化等等等等技技技技术术术术的的的的发发发发展展展展和和和和“透透透透明明明明陶陶陶陶瓷瓷瓷瓷”的的的的出出出出现现现现，陶陶陶陶瓷瓷瓷瓷材材材材料料料料在在在在光光光光学学学学领领领领域域域域有有有有了了了了较较较较重重重重要要要要的的的的应应应应用用用用。光光光光学学学学材材材材料料料料的的的的性性性性质质质质一一一一般般般般指指指指材材材材料料料料对对对对各各各各种种种种光光光光和和和和射射射射线线线线的的的的反反反反射射射射、透射、折射和吸收等性质。透射、折射和吸收等性质。透射、折射和吸收等性质。透射、折射和
40、吸收等性质。对陶瓷材料，主要是指其透光性。对陶瓷材料，主要是指其透光性。对陶瓷材料，主要是指其透光性。对陶瓷材料，主要是指其透光性。为为为为了了了了提提提提高高高高陶陶陶陶瓷瓷瓷瓷的的的的透透透透光光光光性性性性，一一一一般般般般使使使使用用用用高高高高纯纯纯纯原原原原料料料料，加加加加入入入入抑抑抑抑制制制制晶晶晶晶粒粒粒粒长长长长大大大大的的的的掺掺掺掺杂杂杂杂剂剂剂剂，采采采采用用用用适适适适当当当当的的的的工工工工艺艺艺艺排排排排气气气气孔孔孔孔制制制制备备备备细细细细晶晶晶晶的的的的透透透透明明明明陶陶陶陶瓷瓷瓷瓷材料。材料。材料。材料。2/12/2023332.4.5 化学稳定性化
41、学稳定性陶陶陶陶瓷瓷瓷瓷的的的的结结结结构构构构非非非非常常常常稳稳稳稳定定定定。在在在在以以以以离离离离子子子子晶晶晶晶体体体体为为为为主主主主的的的的陶陶陶陶瓷瓷瓷瓷中中中中，金金金金属属属属原原原原子子子子为为为为氧氧氧氧原原原原子子子子所所所所包包包包围围围围，被被被被屏屏屏屏蔽蔽蔽蔽在在在在其其其其紧紧紧紧排排排排列列列列的的的的间间间间隙隙隙隙之之之之中中中中，很很很很难难难难再再再再同同同同介介介介质质质质中中中中的的的的氧氧氧氧发发发发生生生生作作作作用用用用，甚甚甚甚至至至至在在在在千千千千度度度度以以以以上上上上的的的的高高高高温温温温下下下下也也也也是是是是如如如如此此此
42、此，所所所所以以以以具具具具有有有有很很很很高高高高的的的的耐耐耐耐火火火火性性性性能能能能或或或或不不不不可可可可燃燃燃燃性性性性，是是是是很很很很好好好好的的的的耐火材料。耐火材料。耐火材料。耐火材料。另另另另外外外外，陶陶陶陶瓷瓷瓷瓷对对对对酸酸酸酸、碱碱碱碱、盐盐盐盐等等等等腐腐腐腐蚀蚀蚀蚀性性性性很很很很强强强强的的的的介介介介质质质质均均均均有有有有较较较较强强强强的的的的抗抗抗抗蚀蚀蚀蚀能能能能力力力力，与与与与许许许许多多多多金金金金属属属属的的的的熔熔熔熔体体体体也也也也不不不不发发发发生生生生作作作作用用用用，所所所所以以以以也也也也是是是是很很很很好的坩埚材料。好的坩埚材
43、料。好的坩埚材料。好的坩埚材料。2/12/2023343、普通陶瓷普通陶瓷3.1 3.1 3.1 3.1 普通陶瓷的生产过程普通陶瓷的生产过程普通陶瓷的生产过程普通陶瓷的生产过程普通陶瓷又称传统陶瓷，是以天然存在的矿物为主要原料普通陶瓷又称传统陶瓷，是以天然存在的矿物为主要原料普通陶瓷又称传统陶瓷，是以天然存在的矿物为主要原料普通陶瓷又称传统陶瓷，是以天然存在的矿物为主要原料的陶瓷制品。的陶瓷制品。的陶瓷制品。的陶瓷制品。其生产工艺流程如下：其生产工艺流程如下：其生产工艺流程如下：其生产工艺流程如下：原原料料精精选选坯坯料料制制备备成成型型干干燥燥烧烧成成制制品品2/12/202335 石英石
44、英石英石英 石英具有耐热、抗蚀、高硬度等性质，在石英具有耐热、抗蚀、高硬度等性质，在石英具有耐热、抗蚀、高硬度等性质，在石英具有耐热、抗蚀、高硬度等性质，在普通陶瓷中，石英构成了陶瓷制品的骨架，赋予制普通陶瓷中，石英构成了陶瓷制品的骨架，赋予制普通陶瓷中，石英构成了陶瓷制品的骨架，赋予制普通陶瓷中，石英构成了陶瓷制品的骨架，赋予制品耐热、耐蚀等特性。品耐热、耐蚀等特性。品耐热、耐蚀等特性。品耐热、耐蚀等特性。石英的粘性很低，属非可塑性原料，无法做成制品石英的粘性很低，属非可塑性原料，无法做成制品石英的粘性很低，属非可塑性原料，无法做成制品石英的粘性很低，属非可塑性原料，无法做成制品的形状，为了
45、使其具有成型性，需掺入粘土。的形状，为了使其具有成型性，需掺入粘土。的形状，为了使其具有成型性，需掺入粘土。的形状，为了使其具有成型性，需掺入粘土。可塑性：在陶瓷工业中，可塑性是指泥料在外力作用下能被塑造成各种形可塑性：在陶瓷工业中，可塑性是指泥料在外力作用下能被塑造成各种形状，在外力除去后，仍能保持这种形状的性能。状，在外力除去后，仍能保持这种形状的性能。（1 1）原料精选）原料精选 普通陶瓷中必不可少的三组分是普通陶瓷中必不可少的三组分是普通陶瓷中必不可少的三组分是普通陶瓷中必不可少的三组分是石英、粘土和长石。石英、粘土和长石。石英、粘土和长石。石英、粘土和长石。2/12/202336 粘
46、粘粘粘土土土土 粘粘粘粘土土土土是是是是一一一一种种种种含含含含水水水水铝铝铝铝硅硅硅硅酸酸酸酸盐盐盐盐矿矿矿矿物物物物,层层层层状状状状结结结结构构构构，主主主主要要要要化化化化学学学学成成成成分分分分为为为为SiOSiOSiOSiO2 2 2 2、AlAlAlAl2 2 2 2O O O O3 3 3 3、H H H H2 2 2 2O O O O、FeFeFeFe2 2 2 2O O O O3 3 3 3、TiOTiOTiOTiO2 2 2 2等等等等。粘粘粘粘土土土土具具具具有有有有独独独独特特特特的的的的可可可可塑塑塑塑性性性性与与与与结结结结合合合合性性性性，调调调调水水水水后后后
47、后成成成成为为为为软软软软泥泥泥泥，能塑造成型，烧后变得致密坚硬。能塑造成型，烧后变得致密坚硬。能塑造成型，烧后变得致密坚硬。能塑造成型，烧后变得致密坚硬。长长长长石石石石 长长长长石石石石是是是是一一一一族族族族矿矿矿矿物物物物的的的的总总总总称称称称，为为为为架架架架状状状状硅硅硅硅酸酸酸酸盐盐盐盐结结结结构构构构。长长长长石石石石在在在在高高高高温温温温下下下下为为为为有有有有粘粘粘粘性性性性的的的的熔熔熔熔融融融融液液液液体体体体，并并并并润润润润湿湿湿湿粉粉粉粉体体体体，作作作作为为为为助助助助熔熔熔熔剂剂剂剂能能能能溶溶溶溶解解解解一一一一部部部部分分分分粘粘粘粘土土土土及及及及部
48、部部部分分分分石石石石英英英英，促进成瓷反应的进行，并降低烧成温度。促进成瓷反应的进行，并降低烧成温度。促进成瓷反应的进行，并降低烧成温度。促进成瓷反应的进行，并降低烧成温度。上述三组份，石英骨架成分、上述三组份，石英骨架成分、粘土提供可塑性、长石为助熔剂粘土提供可塑性、长石为助熔剂2/12/202337（2 2）坯料制备坯料制备陶陶瓷瓷原原料料经经过过配配料料和和加加工工后后成成为为坯坯料料，根根据据陶陶瓷瓷制制品品的的性性质质以以及及制制品品所所用用的的成成型型方方法法，制制成成可可塑塑料料、注注浆浆料料和和压压制制粉粉料。料。2/12/202338（3 3）成型）成型 半半半半干干干干法
49、法法法成成成成型型型型（8 8 8 815151515的的的的水水水水）：利利利利用用用用外外外外部部部部机机机机械械械械压压压压力力力力，使使使使具具具具有有有有一一一一定定定定可可可可塑塑塑塑性性性性的的的的泥泥泥泥料料料料压压压压缩缩缩缩并并并并形形形形成成成成具具具具有有有有一一一一定尺寸、形状和强度的坯体的成型方法。定尺寸、形状和强度的坯体的成型方法。定尺寸、形状和强度的坯体的成型方法。定尺寸、形状和强度的坯体的成型方法。注注注注浆浆浆浆成成成成型型型型（40404040左左左左右右右右的的的的水水水水）：将将将将制制制制备备备备好好好好的的的的泥泥泥泥浆浆浆浆注注注注入入入入多多多
50、多孔孔孔孔性性性性模模模模型型型型内内内内，泥泥泥泥浆浆浆浆在在在在贴贴贴贴近近近近模模模模壁壁壁壁处处处处的的的的一一一一层层层层被被被被模模模模子子子子吸吸吸吸去去去去水水水水分分分分，形形形形成成成成一一一一均均均均匀匀匀匀的的的的泥泥泥泥层层层层，并并并并随随随随时时时时间间间间延延延延长长长长而而而而逐逐逐逐渐渐渐渐加加加加厚厚厚厚，达达达达到到到到一一一一定定定定厚厚厚厚度度度度后后后后，倒倒倒倒出出出出多多多多余余余余泥泥泥泥浆浆浆浆，泥泥泥泥层层层层继继继继续脱水并与模型脱离，最后按模型形状形成坯体。续脱水并与模型脱离，最后按模型形状形成坯体。续脱水并与模型脱离，最后按模型形状