什么是陶瓷?它與金屬材料、有機材料有何不同?
2005-12-15
來源:浙江陶瓷網(wǎng)
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人類社會所使用的工業(yè)制品是由鐵、銅、鋁等金屬材料,環(huán)氧、橡膠等有機材料和陶瓷器、耐火材料等無機非金屬(陶瓷)三大材料制成的。“陶瓷”這一名詞,源自古代希臘的“燒物”,它意味著陶瓷器等是經(jīng)燒成而賦于其強度的材料。但在今天,作為廣泛的三大材料它已占有鼎足之一的位置。也就是說,陶瓷被定義為“經(jīng)高溫熱處理工藝所合成的非金屬無機材料”。在它是使用窯爐的工業(yè)這一意義上,日本稱為窯業(yè)制品。目前所謂陶瓷這一名詞的含義正在向廣義發(fā)展是自不待言的。三大材料各具什么特征?陶瓷與其他材料有何差別?答案是:其差別的本質(zhì)在于化學鍵的方式不同,結果導致物理、化學性質(zhì)和制造方法的顯著差別。下面通過陶瓷與其他材料的比較便可明了。
(1)金屬材料 是化學鍵中的金屬鍵構成的一種材料,自由電子分散于原子之間,形成原子與原子的結合。因而,這種自由電子表現(xiàn)出優(yōu)良的導熱和導電性、不透光性和反射性、韌性等。
(2)有機材料 無論低分子、高分子有機材料,其主要成分都是由碳、氫、氧構成的,這與生物體的組成相同,碳與碳結合的骨架與氫、氧聯(lián)結。這些非金屬元素之間是通過共價鍵結合的,由此而形成所謂分子群。但因分子間的鍵是很弱的范德瓦爾斯鍵,故具有熔點低、容易變形和易于加工等特征。
(3)陶瓷 絕大部分材料由元素周期表中電負性小的元素和電負性大的元素形成的化合物構成,這種材料大部分以離子鍵,一部分以共價鍵、金屬鍵為主體。就這一點來看,元素之間的組合形式多,表現(xiàn)出多種材料功能。陶瓷的共同特征是:①耐熱性憂良;②除電絕緣性、半導體性之外,還具有磁性、介電性等多種功能;③不易變形,斷裂時屬于脆性破壞;④韌性低等。這些性質(zhì)中的某些性質(zhì)是優(yōu)點,某些性質(zhì)是缺點。通常進行的材料開發(fā)工作就是要起揚長避短的作用。
新陶瓷以其研究成果的應用而登上材料舞臺,一般稱它們?yōu)樾滦吞沾?、精細陶瓷。?以陶瓷制品的應用為中心進行了分類。其中,玻璃與陶瓷雖有所區(qū)別,但也列入,這是根據(jù)上述定義而勉強算在陶瓷中的。表中所列,可以分為傳統(tǒng)陶瓷和最近作為功能材料、結構材料而被注目的精細陶瓷。
陶瓷的分類(據(jù)《窯業(yè)工學手冊》)
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