陶瓷原料的发展概况

大木老湿 · 发表于 2013-3-12 10:26:21

陶瓷原料的发展概况

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陶瓷在人类生活和社会建设中是不可缺少的材料，它和金属材料、高分子材料并列为当代三大固体材料。我国的陶瓷研究历史悠久、成就辉煌。它是中华文明的伟大象征之一，在我国的文化和发展史上占有极其重要的地位。就陶瓷的研究进程来看，可简单概括为以下三个阶段：
　　远在几千年前的新石器时代，我们的祖先就已经用天然黏土作原料，塑造成各种器皿，再在火堆中烧成坚硬的可重复使用的陶器，由于烧成温度较低，陶瓷仅是一种含有较多气孔、质地疏松的未完全烧成制品。以后大约在2000年前的东汉晚期,人们利用含铝较高的天然瓷土为原料，加上釉的发明，以及高温合成技术的不断改进，使陶瓷步入瓷器阶段，这是陶瓷技术发展史上意义重大的里程碑。瓷器烧成温度高,质地致密坚硬，表面有光亮的釉彩。随着科学进步与发展，由瓷器又衍生出许多种类的陶瓷。这些陶瓷都是以黏土为主要原料与其他天然矿物原料经粉碎混练一成形一煅烧等过程制成的，如我们常见的日用陶瓷、建筑陶瓷、电瓷等传统陶瓷。由于它的主要原料取之于自然界的硅酸盐矿物(如黏土、长石、石英等)，所以可归为硅酸盐类材料和制品。从原始瓷器的出现到近代的传统陶瓷，这一阶段持续了 4000余年。
　　20世纪以来，特别是第二次世界大战之后，随着人类对宇宙的探索、原子能工业的兴起和电子工业的迅速发展，对陶瓷材料，从性质、品种到质量等方面，均提出越来越高的
　　要求。这促使陶瓷材料发展成为一系列具有特殊功能的无机非金属材料，如氧化物陶瓷、压电陶瓷、金属陶瓷等各种高温和功能陶瓷，陶瓷研究进入第二个阶段——先进陶瓷阶段。在这一阶段陶瓷制备技术飞速发展，在成形方面有等静压成形、热压注成形、注射成形、离心注浆成形、压力注浆成形等成形方法;在烧结上则有热压烧结、热等静压烧结、反应烧结、快速烧结、微波烧结、自蔓延烧结等。此时采用的原料已不再使用或很少使用黏土等传统原料，而已扩大到化工原料和合成矿物，甚至是非硅酸盐、非氧化物原料，组成范围也延伸到无机非金属材料范围。因此,我们可认为，广义的陶瓷概念已是用陶瓷生产方法制造的无机非金属固体材料和制品的统称。先进陶瓷包括结构陶瓷和功能陶瓷，结构陶瓷主要用于耐磨损、高强度、耐热、耐冲击、硬质、高刚性、低热胀性和隔热等结构材料;功能材料包括电磁功能、光学功能和生物化学功能等陶瓷材料和制品。
　　到20世纪90年代，陶瓷研究已进入第三个阶段——纳米陶瓷阶段。所谓纳米陶瓷，是指显微结构中的物相就有纳米级尺度的陶瓷材料，它包括晶粒尺寸、晶界宽度、第二相分布、气孔尺寸、缺陷尺寸等均在纳米量级的尺度上。纳米陶瓷是当今陶瓷材料研究中一个十分重要的发展趋向，它将促使陶瓷材料的研究从工艺到理论、从性能到应用都提高到一个崭新的阶段。