高分子和陶瓷材料的結(jié)構(gòu)與性能第1頁/共60頁腐蝕的基本概念

歷史悠久—

古希臘Herodus和古羅馬Plinins在2000年前已提出用錫防止鐵生銹；我國商代（3000年前）發(fā)明錫青銅；出土鐵器可見古人防蝕成就。

18世紀(jì)工業(yè)發(fā)展—腐蝕與防護(hù)學(xué)科形成、發(fā)展。

普遍性—

材料腐蝕司空見慣，無所不在，無時(shí)不有,十分普遍.材料的腐蝕與防護(hù)的重要性已成共識。

必然性—

熱力學(xué)觀點(diǎn)，一切材料在環(huán)境作用下,將逐漸自發(fā)地腐蝕、變質(zhì)、退化。金屬—由元素狀態(tài)轉(zhuǎn)變成金屬化合物(生銹)，有機(jī)/無機(jī)材料—化學(xué)變化（老化/風(fēng)化…)。第2頁/共60頁傳統(tǒng)腐蝕定義

—

金屬與周圍環(huán)境介質(zhì)之間發(fā)生的化學(xué)或電化學(xué)作用而引起腐蝕破壞；廣義腐蝕定義

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材料和材料性質(zhì)在與其所處的環(huán)境介質(zhì)作用下發(fā)生退化變質(zhì)的現(xiàn)象。礦石（穩(wěn)定）金屬（不穩(wěn)定）冶煉(＋能量)腐蝕（－能量）自發(fā)過程能量差＝腐蝕驅(qū)動力第3頁/共60頁材料的源泉和歸宿—資源/環(huán)境腐蝕破壞資源/環(huán)境負(fù)荷第4頁/共60頁研究腐蝕與防護(hù)的重要意義直接損失材料、構(gòu)件、設(shè)備的直接腐蝕破壞；防止腐蝕或延緩腐蝕的投入（高耐腐蝕材料、表面處理、涂覆、電化學(xué)保護(hù)、環(huán)境介質(zhì)處理等），可估算。據(jù)國際權(quán)威統(tǒng)計(jì)-金屬年產(chǎn)量的1/3受腐蝕報(bào)廢，其中2/3尚可回爐,即約10％金屬永久腐蝕損失。全世界金屬產(chǎn)量約為10億噸，損失1億噸/年我國金屬年產(chǎn)量達(dá)1億噸，損失0.1億噸/年據(jù)權(quán)威報(bào)告(英國Hoar報(bào)告和美國NBS報(bào)告)估計(jì)：每年因腐蝕造成的經(jīng)濟(jì)損失占國民經(jīng)濟(jì)總值2-4%第5頁/共60頁表1.工業(yè)發(fā)達(dá)國家1984年腐蝕損失統(tǒng)計(jì)國別

腐蝕損失

GNP%

美國2000億美元4前蘇聯(lián)147億盧布2聯(lián)邦德國300億馬克3英國100億英鎊3.5法國1150億法郎1.5日本150億美元1.8表2.美國腐蝕損失逐年增加

人均損失：1100美元/人.年

3000億中2000億美元可避免

美元（億）1995年第6頁/共60頁每年僅腐蝕就造成經(jīng)濟(jì)損失：4%GDP材料服役失效造成的經(jīng)濟(jì)損失25-40%可以挽回2004年我國GDP＝13.7萬億元4%GDP損失＝5480億元可挽回＝1360～2100億元腐蝕防護(hù)的意義第7頁/共60頁2006年8月6日石油巨頭BP公司宣布，因位于阿拉斯加州北部PrudhoeBay的美國最大油田一條輸油管道遭到腐蝕發(fā)生原油泄漏。大量石油流入阿拉斯加凍土,估計(jì)共泄漏20萬加侖(相當(dāng)于76萬升),是該油田歷史上最大的一次漏油事故。油管被迫立即關(guān)閉進(jìn)行修復(fù)與清理工作。預(yù)計(jì)原油日產(chǎn)量將減少40萬桶,相當(dāng)于美國原油日產(chǎn)量的8%。受PrudhoeBay油田減產(chǎn)影響，國際市場原油價(jià)格7日大幅上升。紐約商品交易所9月份交貨的輕質(zhì)原油期貨價(jià)格每桶上漲1.23美元，收于每桶75.99美元。倫敦北海布倫特9月份交貨的原油期貨價(jià)格每桶上漲1.09美元，收于每桶77.26美元。油管壁厚度減少70％到81％?！敖Y(jié)果絕對超過我們預(yù)料”。原油開采過程中，二氧化碳與水、石油和天然氣混合，是管道腐蝕的主要原因。第8頁/共60頁第9頁/共60頁塔里木雅克拉氣田一口氣井由于油管腐蝕使天然氣由油套管的環(huán)空竄入地面著火72天，造成直接經(jīng)濟(jì)損失3000萬元。華北油田采油三廠溜58斷塊富含CO2氣體。自1984年4月開采到1985年7月，僅使用14個月，就有3口日產(chǎn)原油100~400t、天然氣10000m3的高產(chǎn)油井因油層套管嚴(yán)重腐蝕而相繼報(bào)廢，造成直接經(jīng)濟(jì)損失1500萬元。吉林油田萬五井于1985年8月投產(chǎn)，產(chǎn)量為20000m3/d，投產(chǎn)不到三年，由于油管被CO2腐蝕得千瘡百孔，致使800m油管掉落井下。四川油田、長慶油田、塔里木油田以及南海潿103油田也都因嚴(yán)重的CO2腐蝕而造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失。第10頁/共60頁塔里木油田，P105油管投產(chǎn)1年零9個月CO2腐蝕穿孔四川達(dá)窩輸氣管線，H2S腐蝕造成開裂爆炸事故，24人死亡第11頁/共60頁油氣管道爆裂事故1989：前蘇聯(lián)烏拉爾山輸氣管道爆裂：1024死亡油氣管道開裂和泄漏造成的環(huán)境污染嚴(yán)重第12頁/共60頁腐蝕防護(hù)的意義不銹鋼的發(fā)明和應(yīng)用：

->硝酸和合成氨工業(yè)的發(fā)展美國阿波羅登月計(jì)劃：

6%NO緩蝕劑避免儲存N2O4推進(jìn)劑高壓容器的應(yīng)力腐蝕破裂

美國用30年（1947-1976）時(shí)間研究熔鹽原子能反應(yīng)堆，但由于裂變產(chǎn)物對材料的腐蝕難以解決而放棄第13頁/共60頁第三節(jié)高分子材料的結(jié)構(gòu)與性能一、高分子材料概述二、高分子材料的結(jié)構(gòu)三、高分子材料的性能第14頁/共60頁一、高分子材料概述1、基本概念高分子化合物（高分子聚合物或高聚物）：是指分子量很大的化合物。分子量大于5,000

低分子化合物:分子量小于500天然高分子材料：高分子材料人工合成高分子材料：蠶絲、羊毛、纖維素、油脂、天然橡膠、蛋白質(zhì)、淀粉等塑料、合成橡膠、涂料、合成纖維、膠粘劑等第15頁/共60頁1

聚乙烯(PE)產(chǎn)品保鮮膜吹塑成型的聚乙烯薄膜無毒，化學(xué)穩(wěn)定性好，適合做食品和藥物的包裝材料常見塑料的用途第16頁/共60頁2聚氯乙烯（PVC）化學(xué)穩(wěn)定性好，耐酸堿腐蝕，使用溫度不宜超過60℃，在低溫下會變硬分為：軟質(zhì)塑料和硬質(zhì)塑料第17頁/共60頁3.聚丙烯(PP)4.聚苯乙烯(PS)5.有機(jī)玻璃(聚甲基丙烯酸甲酯PMMA)6.尿醛塑料(電玉)第18頁/共60頁7.聚四氟乙烯(PTFE)8.ABS塑料第19頁/共60頁化合物分子量低分子（500以下）無機(jī)鐵水石英55.81860有機(jī)甲烷苯三硬脂酸甘油脂1678890高分子（5000以上）天然天然纖維素天然橡膠~570,000200,000~500,000合成聚氯乙烯聚甲基丙烯酸甲脂尼龍6612,000~160,00050,000~140,00020,000~25,000（1）化合物的分類及分子量第20頁/共60頁①高分子化合物由低分子化合物通過聚合反應(yīng)獲得。組成高分子化合物的低分子化合物稱作單體。（2）高分子化合物的化學(xué)描述例：聚乙烯——乙烯(CH2=CH2)聚氯乙烯——氯乙烯(CH2=CHCl)②高分子化合物的分子質(zhì)量很大，呈長鏈形----大分子鏈，它是由許許多多結(jié)構(gòu)相同的基本單元重復(fù)連接構(gòu)成的；組成大分子鏈的這種結(jié)構(gòu)單元稱作鏈節(jié)(表1-12)…—CH2—CH2—CH2—CH2—CH2—……---CH2—CH—CH2—CH---CH2---CH---…ClClCl—CH2—CH2—[]n第21頁/共60頁2、高分子材料的合成（2）縮聚反應(yīng)（縮合聚合反應(yīng)）-------縮聚物一種或幾種單體相互混合而連接成聚合物，同時(shí)析出(縮去)某種低分子物質(zhì)(如水、氨、醇、鹵化氫等)的反應(yīng)。縮聚物成分與單體不同。聚合反應(yīng)---將低分子化合物（單體）聚合形成高分子化合物的過程（1）加聚反應(yīng)（加成聚合反應(yīng)）--------加聚物一種或多種單體相互加成而連接成聚合物的反應(yīng)，加聚物具有同其單體相同的成分（無副產(chǎn)物）。如：乙烯→聚乙烯nCH2=CH2→[CH2CH2]n第22頁/共60頁第三節(jié)高分子材料的結(jié)構(gòu)與性能一、高分子材料概述二、高分子材料的結(jié)構(gòu)三、高分子材料的性能第23頁/共60頁組成元素：

C、H、O，另外N、Cl、F、B、Si、S等。

共價(jià)鍵二、高分子材料的結(jié)構(gòu)1.大分子鏈的結(jié)構(gòu)（1）化學(xué)組成金屬材料：各種金屬元素，合金元素及雜質(zhì)

金屬鍵第24頁/共60頁★碳鏈大分子：主鏈全部由碳原子以共價(jià)鍵結(jié)合。例：聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯★雜鏈大分子：大分子鏈除碳原子外，還有O、N、S、P

例:聚甲醛、聚酰胺★元素鏈大分子：大分子鏈中不含碳原子，而是由Si、O、B、S、P等元素組成.

例:氟硅橡膠分類(組成元素)第25頁/共60頁A、線型分子鏈：各鏈節(jié)以共價(jià)鍵連接成長鏈分子，直徑小，長度很長，呈卷曲狀或線團(tuán)狀。長徑比1000:1B、支化型分子鏈：在主鏈的兩側(cè)以共價(jià)鍵連接相當(dāng)數(shù)量的長短不一的支鏈，其形狀有樹枝型、梳型、線團(tuán)型。C、體型分子鏈：在線型或支化型分子鏈之間，沿橫向通過鏈節(jié)以共價(jià)鍵連接起來，形成三維網(wǎng)狀大分子。（2）大分子鏈的形態(tài)第26頁/共60頁熱塑性聚合物：線型和支化型分子鏈構(gòu)成的聚合物，線型聚合物性能：高彈性、高塑性特點(diǎn)：重復(fù)的軟化和硬化例如：滌綸、尼龍、生橡膠熱固性聚合物：體型分子鏈構(gòu)成的聚合物，體型聚合物性能：具有較高的強(qiáng)度和熱固性特點(diǎn)：不能再加熱熔化和軟化例如：環(huán)氧樹脂、酚醛樹脂、硫化橡膠第27頁/共60頁立體異構(gòu)：化學(xué)成分相同而不對稱取代基沿分子鏈占據(jù)位置不同，具有不同鏈結(jié)構(gòu)的現(xiàn)象。（3）大分子鏈的空間構(gòu)型

原子或原子團(tuán)在空間的排列方式，即鏈結(jié)構(gòu)。A、如分子鏈的側(cè)基為氫原子時(shí)，則其排列順序不影響空間構(gòu)型。B、分子鏈的側(cè)基中有其他原子或原子團(tuán)，則排列方式不只一種。第28頁/共60頁立體異構(gòu)有三類1、全同立構(gòu)：取代基R有規(guī)律地位于碳鏈平面同一側(cè)。2、間同立構(gòu)：取代基R交替地排列在碳鏈平面兩側(cè)。3、無規(guī)立構(gòu)：取代基R無規(guī)律排列在碳鏈平面兩側(cè)。易結(jié)晶，硬度、密度、軟化溫度及熔點(diǎn)較高不易結(jié)晶性能較差第29頁/共60頁2.大分子鏈的構(gòu)象及柔性1〉內(nèi)旋轉(zhuǎn)：由于原子熱運(yùn)動,兩個原子作相對旋轉(zhuǎn),即保持鍵角、鍵長不變的情況下，單鍵作旋轉(zhuǎn)2〉大分子鏈的構(gòu)象：單鏈內(nèi)旋轉(zhuǎn)所產(chǎn)生的空間形象3〉分子鏈的柔性：能拉伸、回縮的性能→彈性好分子鏈的內(nèi)旋轉(zhuǎn)示意圖分子鏈旋轉(zhuǎn)愈容易，柔性愈好第30頁/共60頁3、高分子材料的聚集態(tài)晶態(tài)分子鏈在空間規(guī)則排列強(qiáng)度、剛度、耐熱性、抗熔性好部分晶態(tài)部分規(guī)則排列介于兩者之間非晶態(tài)無規(guī)則排列彈性、延伸率、韌性好第31頁/共60頁粘液體玻璃態(tài)部分晶態(tài)晶態(tài)晶態(tài)高聚物比體積發(fā)生突變，結(jié)晶體積減小大多數(shù)聚合物都是部分晶態(tài)或完全非晶態(tài)

結(jié)晶度30%~90%第32頁/共60頁第三節(jié)高分子材料的結(jié)構(gòu)與性能一、高分子材料概述二、高分子材料的結(jié)構(gòu)三、高分子材料的性能第33頁/共60頁三、高分子材料的性能1、機(jī)械性能

（1）線型非晶態(tài)高聚物的力學(xué)性能Tb為脆化溫度，Tg為玻璃化溫度，Tf為粘流溫度，Td為化學(xué)分解溫度。

線型非晶態(tài)高聚物在恒定應(yīng)力下的變形-溫度曲線塑料纖維橡膠成型加工第34頁/共60頁

（2）其它類型高聚物的力學(xué)狀態(tài)

1）線型晶態(tài)高聚物的力學(xué)狀態(tài)對于一般分子量的完全晶態(tài)線型高聚物來說，因有固定的熔點(diǎn)Tm，而沒有高彈態(tài)。對于部分晶態(tài)線型高聚物，在Tg～Tm之間出現(xiàn)一種既韌又硬的皮革態(tài)。

2）體型非晶態(tài)高聚物的力學(xué)狀態(tài)若交聯(lián)點(diǎn)密度小，鏈段可運(yùn)動，具有高彈態(tài)——輕度硫化的橡膠若交聯(lián)點(diǎn)密度大，鏈段不能運(yùn)動，其性能硬而脆——酚醛塑料

高分子材料的力學(xué)狀態(tài)受化學(xué)成分、分子鏈結(jié)構(gòu)、相對分子質(zhì)量、結(jié)晶度等內(nèi)因影響，對應(yīng)力、溫度、環(huán)境介質(zhì)等外界條件也很敏感。第35頁/共60頁2、高分子材料的性能特點(diǎn)

1）低強(qiáng)度和較高的比強(qiáng)度

抗拉強(qiáng)度平均為100MPa，比金屬材料低得多，但是高分子材料的密度小，只有鋼的1/4～1/8，所以其比強(qiáng)度并不比某些金屬低。

2）高彈性和低彈性模量橡膠是典型的高彈性材料，其彈性變形率為100%～1000%，彈性模量僅為2～20MPa左右。

3）塑性好和受迫彈性高屈服應(yīng)變達(dá)20%以上。在玻璃化溫度以下，鏈節(jié)運(yùn)動由卷曲變?yōu)樯熘毙?，變形不能恢?fù)。

（1）力學(xué)性能特點(diǎn)第36頁/共60頁

6）高減摩、耐磨性部分塑料的摩擦系數(shù)小，具有自潤滑性能。

4）粘彈性高聚物的粘彈性表現(xiàn)為蠕變、應(yīng)力松弛和內(nèi)耗三種現(xiàn)象。蠕變是在恒定載荷下，應(yīng)變隨時(shí)間而增加的現(xiàn)象，它反映材料在一定外力作用下的形狀穩(wěn)定性。應(yīng)力松弛是在應(yīng)變恒定的條件下，應(yīng)力隨時(shí)間延長而逐漸衰減的現(xiàn)象。內(nèi)耗是在交變應(yīng)力作用下，處于高彈態(tài)的高分子，當(dāng)其形變速度跟不上應(yīng)力變化速度時(shí)，就會出應(yīng)變滯后應(yīng)力的現(xiàn)象。

5）韌性僅為金屬的百分之一數(shù)量級，不宜作為工程結(jié)構(gòu)材料。第37頁/共60頁

（2）高分子材料的物化性能特點(diǎn)

1.高絕緣性及隔熱隔音性

2.低耐熱性

3.耐蝕性

4.老化——主要缺點(diǎn)

第38頁/共60頁

高分子材料在長期儲存和使用過程中，由于受氧、光、熱、機(jī)械力、水蒸氣及微生物等外因的作用，使性能逐漸退化，直至喪失使用價(jià)值的現(xiàn)象稱為老化。

改進(jìn)措施：

1）改變高聚物的結(jié)構(gòu)例如可將聚乙烯氯化，以改變其熱穩(wěn)定性。

2）添加防老化劑高聚物中加入水楊酸脂，二甲苯酮類有機(jī)物和碳黑，可防止光氧化。

3）表面處理在高分子材料表面鍍金屬（如銀、銅/鎳）和噴涂耐老化涂料（如漆、石蠟）作為保護(hù)層。

（3）高分子材料的老化及防止降解，斷鏈或裂解，強(qiáng)度、熔點(diǎn)、粘度變低交聯(lián)，分子鏈間生成化學(xué)鍵，網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，變硬、變脆第39頁/共60頁第四節(jié)陶瓷材料的結(jié)構(gòu)與性能一、陶瓷材料概述二、陶瓷材料的結(jié)構(gòu)三、陶瓷材料的性能第40頁/共60頁一、陶瓷材料概述1.陶瓷的概念（ceramic,porcelain)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)過粉碎、混煉、成形、燒結(jié)等過程而制成的各種制品。傳統(tǒng)陶瓷包括常見的日用陶瓷制品和建筑陶瓷、電瓷等。日用陶瓷－餐具建筑陶瓷－地磚電瓷第41頁/共60頁

傳統(tǒng)陶瓷的主要原料：取之于自然界的硅酸鹽礦物(如粘土、長石、石英等)，所以傳統(tǒng)陶瓷可歸屬于硅酸鹽類材料和制品。因此，陶瓷工業(yè)可與玻璃、水泥、搪瓷、耐火材料等工業(yè)同屬“硅酸鹽工業(yè)”的范疇。粘土礦物－高嶺石鉀長石石英第42頁/共60頁陶瓷概念已擴(kuò)大到整個無機(jī)非金屬材料，即以氧化物、氮化物、碳化物等為原料制成的無機(jī)固體材料。生產(chǎn)過程基本上還是原料處理、成形、燒結(jié)這種傳統(tǒng)的陶瓷生產(chǎn)方法A超聲波霧化器用壓電陶瓷晶片

氧化鋯陶瓷金屬陶瓷閥門第43頁/共60頁廣義的陶瓷概念：用陶瓷生產(chǎn)方法制造的無機(jī)非金屬固體材料和制品的通稱。德國陶瓷協(xié)會：“陶瓷是化學(xué)工業(yè)或化學(xué)生產(chǎn)工藝的一個分支，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)。陶瓷材料屬于無機(jī)非金屬材料，最少含30％結(jié)晶體。一般是在室溫中將原料成型，通過800℃以上的高溫處理，以獲得這種材料的典型性質(zhì)。有時(shí)也在高溫下成型，甚至可經(jīng)過熔化及析晶等過程?！泵绹腿毡镜葒篊eramics是包括各種硅酸鹽材料和制品在內(nèi)的無機(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。第44頁/共60頁簡單說來，陶瓷材料是包含金屬和非金屬元素的化合物，其結(jié)合鍵主要是離子鍵和共價(jià)鍵，大多數(shù)是離子鍵離子鍵—無方向性，鍵強(qiáng)度較高，離子鍵賦予陶瓷材料相當(dāng)高的穩(wěn)定性，所以陶瓷材料通常具有極高的熔點(diǎn)和硬度，但同時(shí)陶瓷材料的脆性也很大。共價(jià)鍵—具有方向性和飽和性，因此共價(jià)晶體中原子的堆積密度較小。共價(jià)晶體鍵強(qiáng)度較高，且有穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)，這類陶瓷熔點(diǎn)高、硬度高、脆性大、熱脹系數(shù)小。陶瓷多為混合鍵結(jié)合。第45頁/共60頁⑴無機(jī)玻璃（硅酸鹽玻璃）：非晶結(jié)構(gòu)。工業(yè)、建筑、日用玻璃⑵陶瓷（晶體陶瓷）：普通陶瓷——日用，建筑衛(wèi)生，電器，化工，多孔特種陶瓷——電容器，壓電，磁性，電光，高溫金屬陶瓷——結(jié)構(gòu)陶瓷，硬質(zhì)合金⑶微晶玻璃（玻璃陶瓷）：

單個晶體分布在非晶態(tài)的玻璃基體上耐熱耐蝕微晶玻璃，光子玻璃陶瓷2.陶瓷的分類（按組織形態(tài)）第46頁/共60頁(1)原料制備（揀選，破碎，磨細(xì)，混合）

普通陶瓷（粘土，石英，長石等天然材料）

特種陶瓷（各種化合物如氧、碳、氮、硼化合物）(2)坯料的成形（壓制成形，可塑成形，注漿成形）(3)燒成或燒結(jié)(4)冷卻3.陶瓷的生產(chǎn)(SiO2·Al2O3·Fe2O3·CaO)SiO2SiO2·Al2O3·K2O第47頁/共60頁低溫階段（室溫~300℃）--殘余水分的排除加熱燒成或燒結(jié)和冷卻過程四個階段的變化：分解及氧化階段（300℃~950℃）－礦物中結(jié)構(gòu)水的排除有機(jī)物、碳素和無機(jī)物等的氧化；碳酸鹽、硫化物的分解；石英由低溫晶型轉(zhuǎn)變?yōu)楦邷鼐透邷仉A段（950℃~燒成溫度）－氧化、分解反應(yīng)繼續(xù)進(jìn)行；液相相繼出現(xiàn)；各組成物逐漸溶解；晶體生成并長大被液相粘結(jié)，發(fā)生燒結(jié)過程，體積收縮，致密度提高，成瓷。冷卻階段（燒成溫度~室溫）－析出或長大成粗大二次莫來石晶體；液相轉(zhuǎn)變?yōu)椴ＡВ皇⒂筛邷鼐娃D(zhuǎn)變?yōu)榈蜏鼐?。?8頁/共60頁二、陶瓷材料的結(jié)構(gòu)陶瓷的典型組織：晶體相、玻璃相和氣相第49頁/共60頁陶瓷中原子、離子和分子按周期、有規(guī)律的空間排列而成的固體相，是陶瓷的主要組成相其結(jié)構(gòu)、數(shù)量、形態(tài)和分布決定物理和化學(xué)性能硅酸鹽氧化物非氧化物1.晶體相第50頁/共60頁（1）硅酸鹽硅酸鹽是普通陶瓷的主要原料，同時(shí)也是陶瓷組織中重要的晶體相結(jié)合鍵為離子鍵與共價(jià)鍵的混合鍵基本單元是［SiO4］四面體每個氧原子最多只被兩個[SiO4]共有Si-O-Si的鍵角為145℃[SiO4]可孤立存在，亦可通過共用頂點(diǎn)連接成鏈狀、平面或三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，故硅酸鹽材料有無機(jī)高聚物之稱第51頁/共60頁第52頁/共60頁（3）非氧化物：（2）氧化物：氧化物是大多數(shù)陶瓷特別是特種陶瓷的主要組成和晶體相結(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。如：CaO、MgO、Al2O3、ZrO2不含氧的金屬碳化物、氮化物、硼化物和硅化物，是金屬陶瓷的主要晶體相如Si3N4、SiC、BN等以共價(jià)鍵為主，稱共價(jià)晶體。第53頁/共60頁2、玻璃相是一種非晶態(tài)固體，存在于各晶粒間。陶瓷中玻璃相的作用：（1）充填晶粒間隙，粘接晶粒，提高材料的致密程度；（2）降低燒成溫度，加快燒結(jié)過程；（3）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。玻璃相的含量20%~40%第54頁/共60頁3、氣相在陶瓷材料中起重要作用。氣孔是陶瓷成型過程中殘留于制品內(nèi)的氣體氣孔包括開口氣孔和閉口氣孔致密陶瓷