中国陶瓷工业协会的组织机构

中国陶瓷工业协会1是中国陶瓷行业唯一的行业组织，是经中华人民共和国民政部批准注册登记的社会团体。中国陶瓷工业协会的业务主管部门为国有资产管理委员会。成立于1989年9月，是由全国从事陶瓷行业及相关产品（服务）的生产、设计、科研、教育、流通、收藏及其他服务活动企业、事业单位、院校、地方性社团组织及个人会员自愿组成的非营利性、行业性的社会团体。中中国陶瓷工业协会在中国轻工联合会的指导下，负责全国陶瓷行业的管理工作。中国陶瓷工业协会的业务主管部门为中华人民共和国国务院国有资产监督管理委员会。

一、用陶土烧制的器皿叫陶器，用瓷土烧制的器皿叫瓷器。陶瓷则是陶器，炻器和瓷器的总称。凡是用陶土和瓷土这两种不同性质的粘土为原料，经过配料、成型、干燥、焙烧等工艺流程制成的器物都可以叫陶瓷。

二、主要性能特点：

1、陶质材料：与瓷相比，陶的质地相对松散，颗粒也较粗，烧制温度一般在900℃—1500℃之间，温度较低，烧成后色泽自然成趣，古朴大方，成为许多艺术家所喜爱的造型表现材料之一。陶的种类很多，常见的有黑陶、白陶、红陶、灰陶和黄陶等，红陶、灰陶和黑陶等采用含铁量较高的陶土为原料，铁质陶土在氧化气氛下呈红色，还原气氛下呈灰色或黑色。

2、瓷质材料：与陶相比，瓷的质地坚硬、细密、严禁、耐高温、釉色丰富等特点，烧制温度一般在1300℃左右，常有人形容瓷器“声如磬、明如镜、颜如玉、薄如纸”，瓷多给人感觉是高贵华丽，和陶的那种朴实正好相反。所以在很多艺术家创作陶瓷艺术品时会着重突出陶或瓷的质感所带给欣赏者截然不同的感官享受，因此，创作前对两种不同材料的特征的分析与比较是十分必要的。

狭义陶瓷(传统陶瓷）：陶器、炻器、瓷器等以粘土为主要原料的制品的通称。

陶瓷，陶器和瓷器的总称。陶瓷的传统概念是指所有以粘土等无机非金属矿物为原料的人工工业产品。它包括由粘土或含有粘土的混合物经混炼，成形，煅烧而制成的各种制品。由最粗糙的土器到最精细的精陶和瓷器都属于它的范围。对于它的主要原料是取之于自然界的硅酸盐矿物(如粘土、长石、石英等)，因此与玻璃、水泥、搪瓷、耐火材料等工业，同属于“硅酸盐工业”的范畴。

详见http://baike.baidu.com/view/4082.htm与参考资料

金属材料中有固溶体和化合物两类基本组成相。 置换固溶体：溶质原子取代溶剂晶格某些结点上的溶剂原子而形成的固溶体。当溶质原子与 溶剂原子的直径、电化学性质比较接近时，一般形成置换固溶体；可以为有限或者无限固溶 间隙固溶体：溶质原子进入溶剂晶格中的间隙位置而形成的固溶体。当溶质原子直径远小于溶剂原子时，一般形成间隙固溶体。溶解度小，为有限固溶体 固溶体的强度、硬度高于其溶剂组元，产生了强化效果。塑形、韧性变化不大。因而固溶体 具有较好的综合机械性能（一定的强度及很好的塑性），良好的塑性成形性能，常作为金属 结构材料中的基本组成相（基体）。 化合物是金属材料中组元之间相互作用而生成的新相，其晶体结构与溶剂、溶质均不同。 分类： 化合物可以是金属原子与某些非金属原子形成的化合物，也可以是组元金属与金属之间的形 成的化合物，称为金属间化合物。 金属材料中可能出现的化合物按它们的结构又可分为间隙化合物、正常价化合物、电子相化 金属材料中的化合物的熔点、硬度较高、脆性较大，这是因为除金属键外，它们之中尚含相当成分的离子键或共价键，但如果它以较少数量与韧性的固溶体适当搭配，可以作为强化相。 因此，合理控制合金中化合物的数量、尺寸、分布，可以极大地改善合金性能。 陶瓷材料有晶相、玻璃相、气相 晶相是陶瓷材料的基本组成部分；组成陶瓷晶相的晶体通常有三类：氧化物（如氧化铝、氧 化钛等）；氧酸盐（如硅酸盐、钛酸盐等）；非氧化合物（金属碳化物、氮化物、硼化物）。 晶相进一步可分为主晶相、次晶相、第三晶相等，材料的性质主要由主晶相决定。 玻璃相是陶瓷烧结时各组成物和杂质产生一系列物理化学反应后所形成的液相冷却而形成 的。玻璃相为非晶态，排列无序，低熔点固体。 作用主要为将分散的晶相粘结起来；降低烧结温度与改善工艺性；抑制晶体长大以及提高陶 瓷材料的致密程度。 缺点：由于其组成不均匀，会使材料的物化性质不均匀；玻璃相的机械强度比晶相低一些， 热稳定性也差一些，在较低温度下便开始软化；玻璃相过多，陶瓷的熔点也降低。 气相是指陶瓷空隙中的气体，也就是陶瓷组织内部残留下来的孔洞。 会降低陶瓷的强度。

陶瓷的组成：晶相、玻璃相、气相。晶相：陶瓷显微结构中由晶体构成的部分。在陶瓷显微结构中可以是由一种晶体(单相)或不同类型的晶体(多相)组成。其中含量多者称为主晶相，含量少的称次级晶相或第二晶相。陶瓷材料的性能和主晶相的种类、数量、分布及缺陷状况等密切有关。陶瓷材料的晶体主要是单一氧化物(如Al2O3，MgO)和复合氧化物(如尖晶石MgO·Al2O3，锆钛酸铅Pb(Zr,Ti)O3)。此外，非氧化物陶瓷材料中还有碳化物、氮化物、硼化物、硅化物等相应组分的晶体存在。 玻璃相：它存在于晶粒与晶粒之间，起着胶黏作用。气相：是指陶瓷中的气孔，它是在陶瓷生产过程中形成并被保留下来的。气孔的存在降低了陶瓷的密度，能吸收震动，并进一步降低了导热系数。但也导致陶瓷强度下降，介电损耗增大，绝缘性降低。

氧化物陶瓷

氧化物陶瓷材料的原子结合以离子键为主,存在部分共价键,因此具有许多优良的性能.大部分氧化物具有很高的熔点,良好的电绝缘性能,特别是具有优异的化学稳定性和抗氧化性,在上程领域已得到了较广泛的应用.

2.1氧化铝陶瓷

氧化铝陶瓷又称刚玉瓷,一般以α-A1203为主晶相.根据A1203含量和添加剂的不同,有不同系列.如根据A1203含量不同可分为75瓷,85瓷,95瓷,99瓷等根据其主晶相的不同可分为莫来石瓷、刚玉-莫来瓷和刚玉瓷根据添加剂的不同又分为铬刚玉、钛刚玉等.

Al203陶瓷是耐火氧化物中化学性质最稳定、机械强度最高的一种A1203陶瓷与大多数熔融金属不发生反映,只有Mg, Ca,Zr和Ti在一定温度以上对其有还原作用热的硫酸能溶解A1203,热的HCl, HF对其也有一定腐蚀作用A1203陶瓷的蒸汽压和分解压都是最小的.由于A1203陶瓷优异的化学稳定性,可广泛地用于耐酸泵叶轮、泵体、泵盖、轴套,输送酸的管道内衬和阀门等.

氧化铝的含量高于95%的Al203陶瓷具有优异的电绝缘性能和较低的介质损耗等特点,因而在电子、电器方面有十分广阔的应用领域.

A1203陶瓷的高硬度和耐磨性在机械领域得到了广泛应用.如制造纺织耐磨零件、刀具.各种发动机中还大量使用A1203陶瓷火花塞.

透明Al203陶瓷对于可见光和红外线有良好的透过性,同时具有高温强度高、耐热性好、耐腐蚀性强等特点.可用于制造高压钠灯灯管、红外检测窗口材料等.

2. 2氧化锆(Zr02)陶瓷

Zr02有二种锆同素异形体立方结构(c相)、四方结构(t相)及单斜结构(m相).根据所含相的成分不同,Zr02陶瓷可分为稳定Zr02陶瓷材料、部分稳定Zr02陶瓷.

2. 2. 1稳定Zr02陶瓷

稳定Zr02陶瓷主要由立方相组成,其耐火度高、比热与导热系数小,是理想的高温隔热材料,可以用做高温炉内衬,也可作为各种耐热涂层.

稳定Zr02陶瓷化学稳定性好,高温时仍能抗酸性和中性物质的腐蚀,但不能抵抗碱性物质的腐蚀.周期表中第V , VI ,VII族金属元素与其不发生反应,可以用来作为熔炼这此金属的坩埚.

纯Zr02是良好的绝缘体,由于其明显的高温离子导电特性,可作为2000℃使用的发热元件,高温电极材料,还可用作产生紫外线的灯.

此外利用稳定Zr02的氧离子传导特性,可制成氧气传感器,进行氧浓度的测量.

2. 2. 2部分稳定Zr02陶瓷

部分稳定Zr02陶瓷由t c双相组织组成,具有非常高的强度,断裂韧性和抗热冲击性能,被称为“陶瓷钢”.同时其热传导系数小,隔热效果好,而热膨胀系数又比较大,比较容易与金属部件匹配,在日前所研制的陶瓷发动机中用于气缸内壁、活塞、缸盖板部件.

部分稳定Zr02陶瓷还可作为采矿和矿物工业的无润滑轴承,喷砂设备的喷嘴,粉末冶金上业所用的部件,制药用的冲压模等.

另外,部分稳定Zr02陶瓷还可用作各种高韧性,高强度工业与医用器械.如纺织工业落筒机用剪刀、羊毛剪,磁带生产中的剪刀,微电子工业用工具,此外由于其不与生物体发生反应,也可用作生物陶瓷材料.

2.3 MgO陶瓷

MgO陶瓷的主晶相为MgO,属立方晶系氯化钠结构,熔点2800℃,理论密度3.58 g/cm2,在高温下比体积电阻高,介质损耗低,介电系数为9.12具有良好的电绝缘性,属于弱碱性物质.MgO对碱性金属熔渣有较强的抗侵蚀能力,与镁、镍、铀钍、铝、钼等不起作用,可用于制备熔炼金属的坩锅、浇注金属的模子,高温热电偶的保护管,高温炉的炉衬材料等.

3氮化物陶瓷

氮化物包括非金属和金属元素氮化物,他们是高熔点物质.氮化物陶瓷的种类很多,但都不是天然矿物,而是人工合成的.日前工业上应用较多的氮化物陶瓷有氮化硅(Si3N4)、氮化硼(BN)、氮化铝(AlN)、氮化钛(TiN)等.

3. 1氮化硅(Si3N4)陶瓷

Si3N4陶瓷材料的热膨胀系数小,因此具有较好的抗热震性能在陶瓷材料中,Si3N4的弯曲强度比较高,硬度也很高,同时具有自润滑性,摩擦系数小,与加油的金属表明相似,作为机械耐磨材料使用具有较大的潜力Si3N4陶瓷材料的常温电阻率比较高,可以作为较好的绝缘材料Si3N4陶瓷耐氢氟酸以外的所有无机酸和某些碱液的腐蚀,也不被铅、锡、银、黄铜、镍等熔融金属合金所浸润与腐蚀高温氧化时材料表面形成的氧化硅膜可以阻碍进一步氧化,抗执化温度达1800℃.

Si3N4陶瓷可用作热机材料、切削工具、高级耐火材料,还可用作抗腐蚀、耐磨损的密封部件等.

3. 2氮化铝(AlN)陶瓷

AIN属于共价键化合物,六方晶系,纤维锌矿型结构,白色或灰白色,密度3.26g/cm2,无熔点,在2200℃- 2250℃升华分解,热硬度很高,即使在分解温度前也不软化变形.具有优异的抗热震性.AlN对Al和其它熔融金属、砷化稼等具有良好的耐蚀性,尤其对熔融Al液具有极好的耐侵蚀性,此外,还具有优良的电绝缘性和介电性质但AlN的高温抗氧化性差,在大气中易吸潮、水解.

AlN可以用作熔融金属用坩锅、热电偶保护管、真空蒸镀用容器,也可用作真空中蒸镀金的容器、耐热砖等,特别适用于作为2000℃左右氧化性电炉的炉衬材料AlN的导热率是A1203的2-3倍,热压时强度比Al203还高可用于高强度、高导热的场合,例如大规模集成电路的基板等.

Si3N4

陶瓷的制备技术在过去几年发展很快，制备工艺主要集中在反应烧结法、热压烧结法和常压烧结法、气压烧结法等类型.

由于制备工艺不同，各类型氮化硅陶瓷具有不同的微观结构（如孔隙度和孔隙形貌、晶粒形貌、晶间形貌以及晶间第二相含量等）。因而各项性能差别很大

。要得到性能优良的Si3N4

陶瓷材料，首先应制备高质量的Si3N4

粉末.

用不同方法制备的Si3N4

粉质量不完全相同，这就导致了其在用途上的差异，许多陶瓷材料应用的失败，往往归咎于开发者不了解各种陶瓷粉末之间的差别，对其性质认识不足。一般来说，高质量的Si3N4

粉应具有α相含量高，组成均匀，杂质少且在陶瓷中分布均匀，粒径小且粒度分布窄及分散性好等特性。好的Si3N4

粉中α相至少应占90%，这是由于Si3N4

在烧结过程中,部分α相会转变成β相，而没有足够的α相含量，就会降低陶瓷材料的强度。

反应烧结法（

RS)

是采用一般成型法，先将硅粉压制成所需形状的生坯，放入氮化炉经预氮化（部分氮化）烧结处理，预氮化后的生坯已具有一定的强度，可以进行各种机械加工（如车、刨、铣、钻).

最后，在硅熔点的温度以上；将生坯再一次进行完全氮化烧结，得到尺寸变化很小的产品（即生坯烧结后，收缩率很小，线收缩率<

011%

).

该产品一般不需研磨加工即可使用。反应烧结法适于制造形状复杂，尺寸精确的零件，成本也低，但氮化时间很长。

热压烧结法（

HPS)

是将Si3N4

粉末和少量添加剂（如MgO、Al2O3、MgF2、Fe2O3

等），在1916

MPa以上的压强和1600

℃以上的温度进行热压成型烧结。英国和美国的一些公司采用的热压烧结Si3N4

陶瓷，其强度高达981MPa以上。烧结时添加物和物相组成对产品性能有很大的影响。由于严格控制晶界相的组成，以及在Si3N4

陶瓷烧结后进行适当的热处理，所以可以获得即使温度高达1300

℃时强度（可达490MPa以上）也不会明显下降的Si3N4系陶瓷材料，而且抗蠕变性可提高三个数量级。若对Si3N4

陶瓷材料进行1400———1500

℃高温预氧化处理，则在陶瓷材料表面上形成Si2N2O相，它能显著提高Si3N4

陶瓷的耐氧化性和高温强度。热压烧结法生产的Si3N4

陶瓷的机械性能比反应烧结的Si3N4

要优异，强度高、密度大。但制造成本高、烧结设备复杂，由于烧结体收缩大，使产品的尺寸精度受到一定的限制，难以制造复杂零件，只能制造形状简单的零件制品，工件的机械加工也较困难。

常压烧结法（

PLS)

在提高烧结氮气氛压力方面，利用Si3N4

分解温度升高（通常在N2

=

1atm气压下，从1800℃开始分解）的性质，在1700———1800℃温度范围内进行常压烧结后，再在1800———2000℃温度范围内进行气压烧结。该法目的在于采用气压能促进Si3N4

陶瓷组织致密化，从而提高陶瓷的强度.所得产品的性能比热压烧结略低。这种方法的缺点与热压烧结相似。

气压烧结法（

GPS)

近几年来,人们对气压烧结进行了大量的研究，获得了很大的进展。气压烧结氮化硅在1

～10MPa气压下，2000℃左右温度下进行。高的氮气压抑制了氮化硅的高温分解。由于采用高温烧结，在添加较少烧结助剂情况下，也足以促进Si3N4晶粒生长，而获得密度>

99%的含有原位生长的长柱状晶粒高韧性陶瓷.

因此气压烧结无论在实验室还是在生产上都得到越来越大的重视.

气压烧结氮化硅陶瓷具有高韧性、高强度和好的耐磨性，可直接制取接近最终形状的各种复杂形状制品，从而可大幅度降低生产成本和加工费用.

而且其生产工艺接近于硬质合金生产工艺，适用于大规模生产。