晶体相
陶瓷的主要组成相
晶体相是陶瓷的主要组成相,晶体相的结构、数量、晶粒大小及形状和分布等决定陶瓷的主要性能和应用。
简介
晶体相是陶瓷的主要组成相,其结构、数量、晶粒大小及形状和分布等决定了陶瓷的主要性能和应用。例如,氧化铝瓷(刚玉瓷)由于Al2O3晶体氧和铝以很强的离子键结合,结构紧密,具有强度高、耐高温和绝缘耐蚀的优良性能,是很好的工具材料和耐火材料;而钛酸钡等则是很好的介电陶瓷。
晶体相的种类
陶瓷的晶相通常不止一个,组成陶瓷晶相的晶体一般有氧化物(如氧化铝、氧化钛)、含氧酸盐(如硅酸盐、钛酸盐等)和非氧化合物等。
氧化物结构
氧化物是大多数陶瓷尤其是特种陶瓷的主要组成和晶体相,主要由离子键结合,有时也有共价键。氧化物结构的特点是较大的氧离子紧密排列成晶体结构,构成骨架,较小的金属正离子规则地分布在它们的间隙中,依靠强大的离子键,形成稳定的离子晶体。
含氧酸盐结构
含氧酸盐的典型代表是硅酸盐。硅酸盐是普通陶瓷的主要原料,同时也是陶瓷组织中重要的晶体相,如莫来石和长石等。硅酸盐的结合键主要为离子键与共价键的混合键。
非氧化合物结构
非氧化合物是指不含氧的金属碳化物、氮化物及硼化物等。它们是特种陶瓷特别是金属陶瓷的主要组成和晶体相,主要由强大的共价键结合,但也有一定成分的金属键和离子键。
晶粒和晶界
陶瓷主要由晶粒构成,且因陶瓷中的晶粒取向是随机的,不同的晶粒取向各异,故在晶粒与晶粒之间形成大量的晶界。相邻晶粒由于取向度的差异造成原子间距的不同, 在晶界处结合时,形成晶格畸变或界面位错而在晶界处造成应力。同时,由于晶体的各向异性,在陶瓷烧成后的冷却过程中,晶界上会出现很大的晶界热应力,其晶界热应力的大小与晶粒大小成正比。晶界应力的存在将使晶界处出现微裂纹,从而大大降低陶瓷的断裂强度。因此,陶瓷中一般要求尽可能小的晶粒尺寸。
参考资料
最新修订时间:2022-08-25 18:33
目录
概述
简介
晶体相的种类
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