陶瓷材料-1-陶瓷材料簡介

1、1、陶瓷材料簡介 玻璃 陶瓷 是玻璃還是陶瓷？、玻璃、玻璃晶體晶體 玻璃玻璃 冷卻速度須使金屬不產(chǎn)生晶核也不發(fā)生晶核長大須使金屬不產(chǎn)生晶核也不發(fā)生晶核長大晶體形成溫度與時間的關(guān)系晶體形成溫度與時間的關(guān)系冷卻速度高于冷卻速度高于臨界冷卻速度臨界冷卻速度以上時，金屬以上時，金屬不再發(fā)生結(jié)晶不再發(fā)生結(jié)晶C曲線曲線時間Tm溫度液體開始結(jié)束結(jié)晶玻璃、玻璃、玻璃非晶態(tài)合金塊材制備方法非晶態(tài)合金塊材制備方法 大塊非晶合金主要通過調(diào)整成分來獲得強(qiáng)的非晶形成能力。大塊非晶合金主要通過調(diào)整成分來獲得強(qiáng)的非晶形成能力。Inoue 等人提出了三條簡單的經(jīng)驗性規(guī)律：等人提出了三條簡單的經(jīng)驗性規(guī)律： 合金系由三個以上組元

2、組成；合金系由三個以上組元組成； 主要組元的原子有主要組元的原子有12%以上的原子尺寸差；以上的原子尺寸差； 各組元間有大的負(fù)混合熱；各組元間有大的負(fù)混合熱； 為了控制冷卻過程中的非均勻形核：為了控制冷卻過程中的非均勻形核：一要提高合金的純度，減少雜質(zhì)；二一要提高合金的純度，減少雜質(zhì)；二要采用高純惰性氣體保護(hù)，盡量減少要采用高純惰性氣體保護(hù)，盡量減少含氧量。含氧量。、玻璃、玻璃腓尼基人生活在今天地中海東岸 Na2CO3NaHCO32H2O 、玻璃、玻璃原料：純堿、石灰石、石英原料：純堿、石灰石、石英主要成分主要成分 Na2OCaO6SiO23000多年前，洲腓尼商船載多年前，洲腓尼商船載著塊狀

3、的著塊狀的Na2CO3NaHCO32H2O。由于海水落潮，商船擱淺了，由于海水落潮，商船擱淺了，于是船員們紛紛登上沙灘。有于是船員們紛紛登上沙灘。有的船員還抬來大鍋，搬來木柴，的船員還抬來大鍋，搬來木柴，并用幾塊并用幾塊“天然蘇打天然蘇打”作為大作為大鍋的支架，在沙灘（碳酸鈣、鍋的支架，在沙灘（碳酸鈣、二氧化硅）上做飯。二氧化硅）上做飯。、玻璃、玻璃、陶瓷、陶瓷陶瓷材料的發(fā)展可以用五個里程碑和三個技術(shù)突破來概括陶瓷材料的發(fā)展可以用五個里程碑和三個技術(shù)突破來概括新石器時代早期陶器的出現(xiàn)新石器時代早期陶器的出現(xiàn)第一個里程碑第一個里程碑江西萬年仙人洞和廣西桂林甑江西萬年仙人洞和廣西桂林甑皮巖兩個新石

4、器時代遺址出現(xiàn)皮巖兩個新石器時代遺址出現(xiàn)了距今萬年左右的陶器。了距今萬年左右的陶器。原料與工藝原料與工藝就地取材，燒結(jié)溫度在就地取材，燒結(jié)溫度在700左右，造型簡單左右，造型簡單第二個里程碑第二個里程碑夏代印文硬陶和商、周時代原始瓷的燒制成功夏代印文硬陶和商、周時代原始瓷的燒制成功與陶器的區(qū)別與陶器的區(qū)別化學(xué)組分中含有化學(xué)組分中含有Fe2O3，硬陶，硬陶燒結(jié)溫度在燒結(jié)溫度在1250左右左右原始瓷內(nèi)外表面都有原始瓷內(nèi)外表面都有玻璃釉玻璃釉，但結(jié)合不好，易脫落。，但結(jié)合不好，易脫落。第三個里程碑第三個里程碑漢晉時期南方漢晉時期南方青釉瓷青釉瓷的誕生的誕生東漢晚期，以浙江越窯青釉瓷的誕東漢晚期，以浙

5、江越窯青釉瓷的誕生標(biāo)志著中國陶瓷工藝發(fā)展的一個生標(biāo)志著中國陶瓷工藝發(fā)展的一個飛躍。瓷與陶的重要區(qū)別在于外觀飛躍。瓷與陶的重要區(qū)別在于外觀堅實致密，一般為白色或略帶灰色，堅實致密，一般為白色或略帶灰色，斷面有玻璃態(tài)光澤。斷面有玻璃態(tài)光澤。第四個里程碑第四個里程碑隋唐時期北方隋唐時期北方白釉瓷白釉瓷的突破的突破燒結(jié)溫度達(dá)到燒結(jié)溫度達(dá)到1300以上以上鐵含量高于1%就是青色，少于1%就是白色第五個里程碑第五個里程碑宋代到清代彩色釉瓷、彩繪瓷宋代到清代彩色釉瓷、彩繪瓷和雕塑陶瓷的輝煌成就和雕塑陶瓷的輝煌成就自東漢晚期，浙江就燒制自東漢晚期，浙江就燒制透明和單色的青釉瓷，隨透明和單色的青釉瓷，隨后，從透

6、明到呈乳濁狀和后，從透明到呈乳濁狀和呈現(xiàn)各種紋樣是在工藝和呈現(xiàn)各種紋樣是在工藝和藝術(shù)上的一次飛躍。藝術(shù)上的一次飛躍。唐代出現(xiàn)的唐三彩是另一唐代出現(xiàn)的唐三彩是另一個飛躍；元代以后又有多個飛躍；元代以后又有多種元素被引入彩釉中，這種元素被引入彩釉中，這是又一次飛躍。是又一次飛躍。從陶到瓷主要有三大突破：從陶到瓷主要有三大突破： 一、瓷土的發(fā)現(xiàn)和利用一、瓷土的發(fā)現(xiàn)和利用 二、二、釉釉的發(fā)明和創(chuàng)新的發(fā)明和創(chuàng)新 三、燒結(jié)溫度的提高三、燒結(jié)溫度的提高、陶瓷、陶瓷、陶瓷、陶瓷1） 晶粒 是陶瓷材料的主要組成相硅酸鹽硅酸鹽 硅酸鹽硅酸鹽是傳統(tǒng)陶瓷的主要晶相。是傳統(tǒng)陶瓷的主要晶相。 氧化物氧化物 氧化物是大多數(shù)

7、典型陶瓷，特別是特種陶瓷的主要組氧化物是大多數(shù)典型陶瓷，特別是特種陶瓷的主要組成和晶體相。最重要的氧化物晶體相有成和晶體相。最重要的氧化物晶體相有AO、AO2、A2O3、ABO3和和AB2O4等（等（A、B表示陽離子）表示陽離子）。非氧化物非氧化物 是指不含氧的金屬碳化物、氮化物、硅化物及硼化是指不含氧的金屬碳化物、氮化物、硅化物及硼化物等，它們是新型陶瓷物等，它們是新型陶瓷,特別特別是金屬陶瓷的主要晶相和晶體相。是金屬陶瓷的主要晶相和晶體相。主主要由高鍵能的共價鍵結(jié)合，但也有離子鍵和金屬鍵。要由高鍵能的共價鍵結(jié)合，但也有離子鍵和金屬鍵。、陶瓷、陶瓷1)填充晶體相之間的空隙，并將分散的晶相粘結(jié)

8、起來，提高材料的致密度；2)降低燒結(jié)溫度，促進(jìn)燒結(jié)；3)玻璃相粘度高，阻止晶體轉(zhuǎn)變，抑制晶體長大；4)獲得一定程度的玻璃特性，如透光性等。美國和歐洲一些國家的文獻(xiàn)已將美國和歐洲一些國家的文獻(xiàn)已將“Ceramic”一詞一詞理解為各種無機(jī)非金屬固體材料的通稱。理解為各種無機(jī)非金屬固體材料的通稱。、是玻璃還是陶瓷、是玻璃還是陶瓷玻璃的微晶學(xué)說玻璃的微晶學(xué)說1921年年列別捷夫列別捷夫在研究硅酸鹽玻璃時發(fā)在研究硅酸鹽玻璃時發(fā)現(xiàn)，玻璃加熱到現(xiàn)，玻璃加熱到573時其折射率發(fā)生急時其折射率發(fā)生急劇變化，而石英正好在劇變化，而石英正好在573發(fā)生發(fā)生型型的轉(zhuǎn)變。在此基礎(chǔ)上他提出玻璃是高分的轉(zhuǎn)變。在此基礎(chǔ)上他提

9、出玻璃是高分散的晶子的集合體，后經(jīng)瓦連柯夫等人散的晶子的集合體，后經(jīng)瓦連柯夫等人逐步完善。逐步完善。微晶的尺度在微晶的尺度在2nm左右左右、是玻璃還是陶瓷、是玻璃還是陶瓷透明微晶玻璃微晶玻璃爐具面板、是玻璃還是陶瓷、是玻璃還是陶瓷、是玻璃還是陶瓷、是玻璃還是陶瓷反?，F(xiàn)象一：反?，F(xiàn)象一：有的微晶玻璃不透明有的微晶玻璃不透明在光照條件下：在光照條件下：黑色的材料容易吸熱黑色的材料容易吸熱金屬材料容易吸熱金屬材料容易吸熱為什么？為什么？、是玻璃還是陶瓷、是玻璃還是陶瓷透不過的光去了哪里透不過的光去了哪里1、轉(zhuǎn)化為晶格振動（晶格熱容）、轉(zhuǎn)化為晶格振動（晶格熱容）2、將電子激發(fā)到高能級（電子熱容）。金、

10、將電子激發(fā)到高能級（電子熱容）。金屬的能級連續(xù)，所以各種能量的光子來者不屬的能級連續(xù)，所以各種能量的光子來者不拒，以至于不透明。拒，以至于不透明。3、反射、反射、是玻璃還是陶瓷、是玻璃還是陶瓷透不過的光去了哪里（透射、透不過的光去了哪里（透射、反射、散射反射、散射）3、- Al2O3單晶體是良好的對紅外線、可見光透明的材料。但是以 - Al2O3為主晶相的多晶陶瓷通常并非如此。原因是材料中存在尺度與紅外線、可見光波長相當(dāng)?shù)娜毕荩ㄈ绮Ａ唷饪?、雜質(zhì)相等）、晶界，引起透入光被不斷地被散射、反射、折射、干涉甚至被吸收，最后基本被消耗在材料內(nèi)部。、是玻璃還是陶瓷、是玻璃還是陶瓷透不過的光去了哪里（透

11、射、透不過的光去了哪里（透射、反射、散射反射、散射）紅寶石：主要成分是氧化鋁紅寶石：主要成分是氧化鋁(Al O )。紅色來自鉻。紅色來自鉻(Cr)，主要為主要為Cr2O3，含量一般，含量一般0.13%，最高者達(dá)，最高者達(dá)4%、是玻璃還是陶瓷、是玻璃還是陶瓷透不過的光去了哪里（透射、透不過的光去了哪里（透射、反射、散射反射、散射）主要成分是氧化鋁（主要成分是氧化鋁（Al O ）。）。藍(lán)色是由于其中混有少量鈦（藍(lán)色是由于其中混有少量鈦（Ti）和鐵（和鐵（Fe）雜質(zhì)所致。藍(lán)寶石的）雜質(zhì)所致。藍(lán)寶石的顏色，可以有粉紅、黃、綠、白、顏色，可以有粉紅、黃、綠、白、甚至在同一顆石有多種顏色甚至在同一顆石有多種顏色材料呈藍(lán)色，是由于它反射（激發(fā)材料呈藍(lán)色，是由于它反射（激發(fā)躍遷），是由躍遷），是