1、1.1 1.1 金屬材料的結構與組織金屬材料的結構與組織第第1 1章章 材料的結構材料的結構與性能與性能1.2 1.2 金屬材料的性能金屬材料的性能1.1.3 3 高分子材料的結構與性能高分子材料的結構與性能1.1.4 4 陶瓷材料的結構與性能陶瓷材料的結構與性能內容提要：內容提要： 本章介紹金屬材料的結構與組織，包括純金屬的本章介紹金屬材料的結構與組織，包括純金屬的晶體結構、晶體缺陷和合金的結構、金屬材料的組晶體結構、晶體缺陷和合金的結構、金屬材料的組織。介紹金屬材料的工藝性能、機械性能和理化性織。介紹金屬材料的工藝性能、機械性能和理化性能。還介紹高分子材料和陶瓷材料的結構與性能。能。還介紹

2、高分子材料和陶瓷材料的結構與性能。學習目標：學習目標： 本章重點掌握金屬材料的晶體結構、晶體缺陷本章重點掌握金屬材料的晶體結構、晶體缺陷和合金的結構，了解金屬材料的組織及性能。了和合金的結構，了解金屬材料的組織及性能。了解高分子材料的結構與性能。解高分子材料的結構與性能。學習建議：學習建議： 1晶體結構部分應弄清三種常見金屬的晶體結構部分應弄清三種常見金屬的晶體結構及其特點，應充分發揮空間想象力。晶體結構及其特點，應充分發揮空間想象力。 2晶面指數及晶向指數的確定在學習時晶面指數及晶向指數的確定在學習時會感到困難。應掌握常見的晶面和晶向的表會感到困難。應掌握常見的晶面和晶向的表示方法，需要多練

3、多畫。示方法，需要多練多畫。 3了解高分子材料的大分子鏈結構與聚了解高分子材料的大分子鏈結構與聚集態，結合工程、生活實際歸納高分子材料集態，結合工程、生活實際歸納高分子材料的性能特點，作一般了解。的性能特點，作一般了解。 4對陶瓷材料的結構與性能也只作一般對陶瓷材料的結構與性能也只作一般了解。了解。 1.1.31.1.3金屬材料的組織金屬材料的組織1.1 1.1 金屬材料的結構金屬材料的結構與組織與組織1.1.11.1.1純金屬的晶體結構純金屬的晶體結構1.1.21.1.2合金的晶體結構合金的晶體結構0 0晶體的概念、晶體結構晶體的概念、晶體結構1 1三種常見的晶體結構三種常見的晶體結構2 2

4、晶面晶面 和和 晶向晶向3 3金屬晶體的特性金屬晶體的特性4 4晶體缺陷晶體缺陷1.1.1 1.1.1 純金屬的晶體結構純金屬的晶體結構 晶體晶體 材料中的原子（離子、分子）在三維材料中的原子（離子、分子）在三維空間呈規則，周期性排列?？臻g呈規則，周期性排列。非晶體非晶體 ： 蜂蠟、玻璃蜂蠟、玻璃 等。等。晶體晶體金剛石、金剛石、NaClNaCl、冰、冰 等。等。 非晶體非晶體 原子無規則堆積，也稱為原子無規則堆積，也稱為 “ “過冷液體過冷液體” ” 。液體液體 晶體的概念晶體的概念原子（離子）的剛球模型原子（離子）的剛球模型原子中心位置原子中心位置 晶體結構晶體結構晶胞晶胞點陣（晶格）模型

5、點陣（晶格）模型晶胞晶胞XYZabc晶格常數晶格常數a，b，c 反映該晶格特征的最小組成單元反映該晶格特征的最小組成單元1 1三種常見的金屬晶體結構三種常見的金屬晶體結構（1 1）體心立方晶格體心立方晶格bccbcc（2 2）面心立方晶格面心立方晶格fccfcc（3 3）密排六方晶格密排六方晶格hcphcp（1 1）體心立方晶格）體心立方晶格 bccbcc -Fe-Fe、 W W、 V V、 Mo Mo 等等體心立方體心立方晶胞晶胞晶格常數：晶格常數：a=b=ca=b=c； = = = = =90=90 晶胞原子數：晶胞原子數：原子半徑：原子半徑：致密度：致密度：0.680.68致密度致密度=

6、 =VaVa / /VcVc，其中其中VcVc: :晶胞體積晶胞體積a a3 3VaVa: :原子總體積原子總體積2 2 4 4 r r3 3/3/3XYZabc2r2raa2 2空隙半徑空隙半徑 若在晶胞空隙中放入剛性球，則能放入球的最大半若在晶胞空隙中放入剛性球，則能放入球的最大半徑為空隙半徑。體心立方晶胞中有兩種空隙。徑為空隙半徑。體心立方晶胞中有兩種空隙。 四面體空隙半徑為四面體空隙半徑為: r四四=0.29r原子原子 四面體空隙四面體空隙 八面體空隙半徑為八面體空隙半徑為: r八八=0.15r原子原子 八面體空隙八面體空隙配位數配位數 配位數為晶格中與任一個原子相距最配位數為晶格中與

7、任一個原子相距最近且距離相等的原子數目。配位數越近且距離相等的原子數目。配位數越大，原子排列緊密程度就越大。大，原子排列緊密程度就越大。 體心立方晶格的配位數為體心立方晶格的配位數為8 8。（2 2）面心立方晶格）面心立方晶格 fccfcc -Fe-Fe、CuCu、NiNi、AlAl、AuAu、Ag Ag 等等面心立方面心立方晶胞晶胞晶格常數：晶格常數：a=b=ca=b=c； = = = = =90=90 晶胞原子數：晶胞原子數：原子半徑：原子半徑：致密度：致密度：0.740.74XYZabc密排方向密排方向4 4空隙半徑空隙半徑 四面體空隙半徑為四面體空隙半徑為: r四四=0.225r原子原

8、子 四面體空隙四面體空隙八面體空隙半徑為八面體空隙半徑為: r八八=0.414r原子原子 八面體空隙八面體空隙 配位數配位數 12 12 （3 3）密排六方晶格）密排六方晶格 hcphcpC C（石墨）、石墨）、MgMg、 Zn Zn / /鎘鎘CdCd, ,鈹鈹BeBe等等晶格常數晶格常數底面邊長底面邊長a a底面間距底面間距c c側面間角側面間角120120 側面與底面夾角側面與底面夾角9090 晶胞原子數：晶胞原子數：6 6原子半徑：原子半徑：a/2致密度：致密度：0. 740. 74配位數：配位數：12由于原子排列緊密程度不一樣由于原子排列緊密程度不一樣, ,當金當金屬從面心立方晶格向

9、體心立方晶格屬從面心立方晶格向體心立方晶格轉變時轉變時, , 體積會發生變化。這就是鋼體積會發生變化。這就是鋼在淬火時因相變而發生體積變化的在淬火時因相變而發生體積變化的原因。不同晶體結構中原子排列的原因。不同晶體結構中原子排列的方式不同方式不同, , 將會使它們的形變能力不將會使它們的形變能力不同。同。 2. 2. 金屬晶體中的晶面和晶向金屬晶體中的晶面和晶向XYZabc晶面晶面通過原子中心的平面通過原子中心的平面晶向晶向通過原子中心的直線所指的方向通過原子中心的直線所指的方向XYZabc立方晶系的晶面表示方法立方晶系的晶面表示方法晶面晶面指數的標定過程：指數的標定過程：1.設定一空間坐標系

10、，原點在設定一空間坐標系，原點在欲定晶面外，并使晶面在三條坐標軸上有截距或截距欲定晶面外，并使晶面在三條坐標軸上有截距或截距無窮大；無窮大；2.以晶格常數以晶格常數a為長度單位，寫出欲定晶面為長度單位，寫出欲定晶面在三條坐標軸上的截距：在三條坐標軸上的截距：1 ；3.截距取倒數：截距取倒數：100；4.截距的倒數化為最小整數：截距的倒數化為最小整數：100；5.將三整數將三整數寫在圓括號內（寫在圓括號內（100）。）。晶面指數的一般標記為（晶面指數的一般標記為（hklhkl）實際表示一實際表示一組原子排列相同的平行晶面。組原子排列相同的平行晶面。晶面的截距可以為負數，在指數上加晶面的截距可以為

11、負數，在指數上加“”號。號。晶面族：晶面族： 1 1 1 (1 1 1)+( 1 1)+(1 1)+(1 1 )立方晶系的立方晶系的晶向晶向表示方法表示方法晶向晶向標定過程：標定過程：1.設定一空間坐標系，原點在欲定設定一空間坐標系，原點在欲定晶向的結點上；晶向的結點上；2.寫出該晶向上另一結點的空間坐寫出該晶向上另一結點的空間坐標值：標值：100 ，3.將坐標系按比例化為最小整數：將坐標系按比例化為最小整數：100 ，4.將化好的整數記在方括號內：將化好的整數記在方括號內：100晶向指數一般標記為晶向指數一般標記為 u v w .實際表示一組原子實際表示一組原子排列相同的平行晶向。排列相同的

12、平行晶向。晶向晶向族：族： = 1 0 0+0 1 0+0 0 13. 3. 金屬晶體的特性金屬晶體的特性（1 1）有確定的熔點）有確定的熔點熔點熔點晶體晶體非晶體非晶體時間時間溫溫度度晶體和非晶體的晶體和非晶體的 熔化曲線熔化曲線（2 2）各向異性）各向異性不同晶面或晶向上原子密度不不同晶面或晶向上原子密度不同引起性能不同的現象同引起性能不同的現象XYZXYZ4. 4. 實際金屬中的晶體缺陷實際金屬中的晶體缺陷實際金屬晶體結構與理想結構的偏離實際金屬晶體結構與理想結構的偏離單晶體單晶體：內部晶格位向完全一致：內部晶格位向完全一致 的晶體（理想晶體的晶體（理想晶體）。如單晶）。如單晶SiSi半

13、導體。半導體。多晶體多晶體：由許多位向不同的：由許多位向不同的晶粒晶粒構成的晶體。構成的晶體。晶粒（單晶晶粒（單晶體）體）晶體缺陷類型晶體缺陷類型（1 1）點缺陷：空位、間隙原子、）點缺陷：空位、間隙原子、異類原子異類原子（2 2）線缺陷：位錯）線缺陷：位錯（3 3）面缺陷：晶界與亞晶界）面缺陷：晶界與亞晶界（1 1）點缺陷）點缺陷如果間隙原子是其它元素就稱如果間隙原子是其它元素就稱為為異類原子異類原子 （雜質原子）（雜質原子）空位空位 間隙原子間隙原子（2 2）線缺陷）線缺陷 刃位錯與刃位錯與螺位錯螺位錯刃位錯刃位錯 刃位錯刃位錯 螺位錯螺位錯（3 3）面缺陷）面缺陷晶粒（單晶粒（單晶體）晶

14、體）晶晶界界亞晶界亞晶界亞晶界亞晶界面缺陷引起晶格畸變，面缺陷引起晶格畸變，晶粒越細，則晶界越多，晶粒越細，則晶界越多，強度和塑強度和塑性越高。性越高。 組元與相的概念組元與相的概念 固溶體固溶體 金屬化合物金屬化合物1.1.2 1.1.2 合金的晶體結構合金的晶體結構組元與相的概念組元與相的概念組元組元組成組成合金合金的獨立的最基本單元。例如：元素的獨立的最基本單元。例如：元素、穩定化合物。如，、穩定化合物。如，Fe-CFe-C合金中，合金中，FeFe、C C均為組元。均為組元。相相化學成分和晶體結構相同，化學成分和晶體結構相同，且有界面與其它部分分開的均勻組成部分。且有界面與其它部分分開的

15、均勻組成部分。合金中有兩類基本相合金中有兩類基本相 固溶體固溶體 和和 化合物化合物固溶體固溶體固溶體概念固溶體概念 合金組元通過溶解形成成分和性合金組元通過溶解形成成分和性能均勻的、結構上與組元之一相同的能均勻的、結構上與組元之一相同的固相。如，固相。如，Fe(C)Fe(C)固溶體。固溶體。溶解度概念溶解度概念在一定的溫度和壓力等條件下，在一定的溫度和壓力等條件下，溶質在固溶體中的極限濃度即為溶質在固溶體中的極限濃度即為溶質在固溶體中的溶解度。溶質在固溶體中的溶解度。固溶體類型固溶體類型ZXY間隙原子間隙原子間隙固溶體間隙固溶體置換固溶體置換固溶體置換原子置換原子YXZ固溶強化固溶強化形成固

16、溶體使金屬強度和硬度提高形成固溶體使金屬強度和硬度提高的現象的現象正常晶格正常晶格晶格畸變晶格畸變晶格畸變晶格畸變小原子置換引起的小原子置換引起的晶格畸變晶格畸變間隙原子引起的間隙原子引起的晶格畸變晶格畸變金屬化合物金屬化合物化合物類型化合物類型合金組元形成晶格類型與任一組元都不相同的新相合金組元形成晶格類型與任一組元都不相同的新相正常價化合物正常價化合物 按化合價規律形成，如，按化合價規律形成，如，MgMg2 2Si Si 。間隙化合物間隙化合物 過渡金屬過渡金屬+ +小半徑非金屬元素小半徑非金屬元素電子化合物電子化合物 按電子濃度規律形成，如，按電子濃度規律形成，如，CuCu3 3AlAl

17、 。間隙相間隙相 r r非非/ /r r金金 0.590.59，如，如，WCWC、TiCTiC、VCVC復雜結構的間隙化合物復雜結構的間隙化合物 r r非非/ /r r金金 0.590.59如，如，FeFe3 3C C、CrCr2323C C6 6間隙化合物間隙化合物 熔點高、硬度高，脆性大。熔點高、硬度高，脆性大。1.1.3 1.1.3 金屬材料的組織金屬材料的組織組織（顯微組織）組織（顯微組織）指在金相顯微鏡下觀察到的金屬材指在金相顯微鏡下觀察到的金屬材料內部的微觀形貌料內部的微觀形貌組織由相構成，組織由相構成，觀察時應分析相的形態、數量、觀察時應分析相的形態、數量、大小和分布方式。大小和

18、分布方式。金屬材料性能由組織決定，金屬材料性能由組織決定，而組織由化學成分和工藝過程決而組織由化學成分和工藝過程決定。定。亞共析鋼亞共析鋼 x400 x400過共析鋼過共析鋼 x4001.2.11.2.1工藝性能工藝性能1.2.21.2.2機械性能機械性能1.2.31.2.3理化性能理化性能1.21.2 金屬材料的性能金屬材料的性能鑄造性能：鑄造性能：流動性、收縮性、偏析流動性、收縮性、偏析1.2.1 1.2.1 工藝性能工藝性能熱處理性能：熱處理性能：淬透性淬透性鍛造性能：鍛造性能：塑性、變形抗力塑性、變形抗力焊接性能：焊接性能：焊接性、碳當量焊接性、碳當量切削性能：切削性能：表面粗糙度、刀

19、具壽命表面粗糙度、刀具壽命強度、塑性、硬度、疲勞強強度、塑性、硬度、疲勞強度、斷裂韌性度、斷裂韌性1.2.2 1.2.2 機械性能機械性能1.2.3 1.2.3 理化性能理化性能 物理性能：物理性能： 密度、熔點、導熱性、導電性密度、熔點、導熱性、導電性、熱膨脹性、磁性。、熱膨脹性、磁性。 化學性能：化學性能：耐腐蝕性、抗耐腐蝕性、抗氧化性。氧化性。1.1.3 3 高分子材料的結構與性能高分子材料的結構與性能天然高分子材料包括蠶絲、羊毛、纖維素、油脂、天然橡膠、淀粉和蛋白質等。人工合成高分子材料包括塑料、合成橡膠、合成纖維、膠粘劑和涂料等。鏈接的結構和成分代表高分子化合物的鏈接的結構和成分代表

20、高分子化合物的結構和成分，為合成高分子化合物的各結構和成分，為合成高分子化合物的各單體結構的特定連接體。單體結構的特定連接體。1.3.2. 高分子材料的機械性能特點 (1)強度低高聚物的強度平均為100 MPa, 比金屬低得多, 但密度小，許多高聚物的比強度是很高的, 某些工程塑料的比強度比鋼鐵和其他金屬還高。 對于粘彈性的高聚物，其強度主要受溫度和變形速度的影響。隨著溫度的升高，高聚物的力學狀態發生變化： 在脆化溫度Tb以下，高聚物處于硬玻璃態； 在TbTg之間處于軟玻璃態； 在略高于Tg時處于皮革態； 在高于Tg較多時處于橡膠態； 在接近于粘流溫度Tf時處于半固態。 相應地，高聚物的性能由

21、硬脆逐漸變為強韌、柔軟。有機玻璃具有這類典型的變化規律。 溫度低，強度較高 溫度高，強度較低載荷作用的時間影響轉變溫度。作用較慢時，分載荷作用的時間影響轉變溫度。作用較慢時，分子鏈來得及位移，呈韌性狀態；速度較高時，鏈子鏈來得及位移，呈韌性狀態；速度較高時，鏈段來不及運動，表現出脆性行為。段來不及運動，表現出脆性行為。低速拉伸時強度較低，伸長率較大。低速拉伸時強度較低，伸長率較大。 高速拉伸時強度較高，伸長率小，高速拉伸時強度較高，伸長率小，33(2)彈性高、彈性模量低 高聚物的彈性變形量大，可達到100%1000。 一般金屬材料只有0.1%1.0。 高聚物的彈性模量低，約為2MPa20MPa

22、。 一般金屬材料為103MPa2105MPa。(3)粘彈性大多數高聚物的高彈性大體是大多數高聚物的高彈性大體是“平平衡高彈性衡高彈性”，即應變與應力同步發生。，即應變與應力同步發生。 粘彈性產生的原因：鏈段的運動遇到阻力，需要時間來調整構象。應力作用的速度愈快，鏈段愈來不及作出反應，則粘彈性愈顯著。 粘彈性的主要表現有蠕變、應力松馳和內耗等。 蠕變是在應力保持恒定的蠕變是在應力保持恒定的情況下，應變隨時間的增長而情況下，應變隨時間的增長而增加的現象。高聚物在力的長增加的現象。高聚物在力的長期作用時，發生不可回復的塑期作用時，發生不可回復的塑性變形。性變形。 b. b. 應力松弛應力松弛 高聚物

23、受力變形后所產生的應力隨時間而逐漸衰減的現象叫應力松弛。 例如，連接管道的法蘭盤中的密封墊圈，經過長時間工作后發生滲漏現象，就是應力松弛的表現。 與蠕變一樣它也是由大分子鏈在力的長時間作用下，逐漸改變構象和發生了位移所引起的。c. 滯后與內耗高聚物受周期載荷時，例如，橡膠輪胎、傳送帶或減震器工作時，產生伸縮的循環應變。 橡膠受載時應變落后于應力。在重復加載時橡膠受載時應變落后于應力。在重復加載時，變形來不及恢復，分子鏈的構象改變跟不，變形來不及恢復，分子鏈的構象改變跟不上，造成分子間的內摩擦，產生內耗，由變上，造成分子間的內摩擦，產生內耗，由變形所引起的彈性儲能轉變為熱能。形所引起的彈性儲能轉

24、變為熱能。 內耗的存在會導致高聚物溫度的升高，加內耗的存在會導致高聚物溫度的升高，加速其老化，但內耗能吸收震動波，有利于高速其老化，但內耗能吸收震動波，有利于高聚物的減震性能。聚物的減震性能。(4) 塑性 高聚物由許多很長的分子組成, 加熱時分子鏈的一部分受熱，其它部分不會受熱或少受熱，因此材料不會立即熔化，而先有一軟化過程，所以表現出明顯的塑性。 處于高彈態的橡膠，在溫度較低和分子量很高時具有這樣的性能。 處于玻璃態的塑料（如聚乙烯等熱塑性塑料），當溫度較高時也具有這樣的性能。(5) 韌性高聚物的沖擊韌性比金屬小得多，僅為其百分之一的數量級。 (6) 減摩、耐磨性大多數塑料對金屬和對塑料的摩

25、擦系數值一般在0.20.4范圍內,但有一些塑料的摩擦系數很低。 例如, 聚四氟乙烯對聚四氟乙烯的摩擦系數只有0.04，幾乎是所有固體中最低的。 塑料的另一優點是磨損率低而且可以進行一定的估計。2 2、高分子材料的物理和化學性能、高分子材料的物理和化學性能 1. 1. 絕緣性、隔熱隔音性絕緣性、隔熱隔音性高聚物分子是良好的絕緣體，絕緣性能高聚物分子是良好的絕緣體，絕緣性能與陶瓷相當。對熱、聲也有良好的絕緣性能與陶瓷相當。對熱、聲也有良好的絕緣性能。 2. 2. 耐熱性耐熱性熱固性塑料的耐熱性比熱塑性塑料高。熱固性塑料的耐熱性比熱塑性塑料高。 常用熱塑性塑料如聚乙烯、聚氯乙烯、尼龍常用熱塑性塑料如

26、聚乙烯、聚氯乙烯、尼龍等，長期使用溫度一般在等，長期使用溫度一般在100 100 以下；以下； 熱固性塑料如酚醛塑料的為熱固性塑料如酚醛塑料的為130 130 150 150 ； 耐高溫塑料如有機硅塑料等，可在耐高溫塑料如有機硅塑料等，可在200 200 300 300 使用。使用。 3. 3. 耐蝕性耐蝕性高聚物的化學穩定性很高。它們耐水和無機試劑高聚物的化學穩定性很高。它們耐水和無機試劑、耐酸和堿的腐蝕。尤其是被譽為塑料王的聚四氟乙、耐酸和堿的腐蝕。尤其是被譽為塑料王的聚四氟乙烯，不僅耐強酸、強堿等強腐蝕劑，甚至在沸騰的王烯，不僅耐強酸、強堿等強腐蝕劑，甚至在沸騰的王水中也很穩定。耐蝕性好

27、是塑料的優點之一。水中也很穩定。耐蝕性好是塑料的優點之一。 4. 4. 老化老化老化是指高聚物在長期使用和存放過程老化是指高聚物在長期使用和存放過程中，由于受各種因素的作用，性能隨時間不中，由于受各種因素的作用，性能隨時間不斷惡化，逐漸喪失使用價值的過程。斷惡化，逐漸喪失使用價值的過程。 其主要表現：對于橡膠為變脆，龜裂或變其主要表現：對于橡膠為變脆，龜裂或變軟，發粘；對于塑料是退色，失去光澤和開軟，發粘；對于塑料是退色，失去光澤和開裂。裂。 這些現象是不可逆的，所以老化是高聚物這些現象是不可逆的，所以老化是高聚物的一個主要缺點。的一個主要缺點。抗老化能力的主要措施抗老化能力的主要措施 1.1

28、.表面防護表面防護涂鍍一層金屬或防老涂鍍一層金屬或防老化涂料；化涂料； 2.2.改進高聚物的結構減少高聚物各改進高聚物的結構減少高聚物各層次結構上的弱點；層次結構上的弱點； 3.3.加入防老化劑消除在外界因素影加入防老化劑消除在外界因素影響下高聚物中產生的游離基或使活響下高聚物中產生的游離基或使活潑的游離基變成比較穩定的游離基潑的游離基變成比較穩定的游離基以抑制分子鏈的降解或交聯。以抑制分子鏈的降解或交聯。小結小結 高分子材料強度低、塑性好、彈性高、彈性模量低，具有粘彈性，減摩、耐磨性、絕緣性、耐蝕性好，耐熱性低、易老化。 1.4 陶瓷材料的結構與性能陶瓷材料的結構與性能 1.4.1 陶瓷材料

29、的結構陶瓷材料的結構 按照組織形態分為三大類：無機玻璃（硅酸鹽玻璃非晶體結構類陶瓷）、微晶玻璃（玻璃陶瓷）和陶瓷（晶體陶瓷普通玻璃、氧化鋁特種陶瓷）。一、一、陶瓷材料的制備過程 原料破碎、混合原料破碎、混合成型成型燒結燒結 ；普通陶瓷的；普通陶瓷的原料通常是由粘土、石英和長石組成。在加原料通常是由粘土、石英和長石組成。在加熱燒成或燒結和冷卻過程中，由這三部分組熱燒成或燒結和冷卻過程中，由這三部分組成的坯料相繼發生四個階段的變化：成的坯料相繼發生四個階段的變化： (1) 低溫階段低溫階段(室溫室溫300) 殘余水分的排除。殘余水分的排除。(2) 分解及氧化階段分解及氧化階段(300950) (3

30、) 高溫階段高溫階段(950燒成溫度燒成溫度) (4) 冷卻階段冷卻階段(燒成溫度室溫燒成溫度室溫) 二次莫來石晶體析出或長大二次莫來石晶體析出或長大; 液相轉變液相轉變; 殘留石殘留石英晶型轉變。英晶型轉變。二、陶瓷材料的組織結構二、陶瓷材料的組織結構 陶瓷的典型組織結構包括三種相：晶體相(莫來石和石英)、玻璃相和氣相 1. 晶體相晶體相 ：(1) 硅酸鹽硅酸鹽-硅酸鹽是普通陶瓷的主要原硅酸鹽是普通陶瓷的主要原料，是陶瓷組織中重要的晶體相，結合鍵為離子料，是陶瓷組織中重要的晶體相，結合鍵為離子鍵與共價鍵的混合鍵。鍵與共價鍵的混合鍵。 (2) 氧化物氧化物-多數陶瓷特別是特種陶瓷的主要組成和多

31、數陶瓷特別是特種陶瓷的主要組成和晶體相；離子鍵結合晶體相；離子鍵結合,也有共價鍵。也有共價鍵。 (3) 非氧化合物非氧化合物 -不含氧的金屬碳化物、氮化物、硼不含氧的金屬碳化物、氮化物、硼化物和硅化物，是特種陶瓷特別是金屬陶瓷的主化物和硅化物，是特種陶瓷特別是金屬陶瓷的主要組成和晶體相。要組成和晶體相。 2. 2. 玻璃相玻璃相 (1) (1) 玻璃相作用玻璃相作用 粘連晶體相，填充晶體相間空隙，提高材料致密度； 降低燒成溫度，加快燒結； 阻止晶體轉變，抑制其長大； 獲得透光性等玻璃特性； 不能成為陶瓷的主導相：對陶瓷的機械強度、介電性能、耐熱耐火性等不利。(2) (2) 玻璃相產生過程玻璃相產生過程 熔融液相冷卻時在玻璃轉變溫熔融液相冷卻時在玻璃轉變溫度粘度增大到一定程度時度粘度增大到一定程度時, 熔體熔體硬化，轉變為玻璃。硬化，轉變為玻璃。(3) (3) 玻璃相結構特點玻璃相結構特點 玻璃相主要由氧化硅和其它氧化物玻璃相主要由氧化硅和其它氧化物組成。硅氧四面體組成不規則的空組成。硅氧四