陶瓷性能
陶瓷的分类及性能
陶瓷材料的力学性能陶瓷材料陶瓷、金属、高分子材料并列为当代三大固体材料之间的主要区别在于化学键不同。
金属：金属键高分子：共价键（主价键）范德瓦尔键（次价键）陶瓷：离子键和共价键。
普通陶瓷，天然粘土为原料，混料成形，烧结而成。
工程陶瓷：高纯、超细的人工合成材料，精确控制化学组成。
工程陶瓷的性能：耐热、耐磨、耐腐蚀、绝缘、抗蠕变性能好。
硬度高，弹性模量高，塑性韧性差，强度可靠性差。
常用的工程陶瓷材料有氮化硅、碳化硅、氧化铝、氧化锆、氮化硼等。
一、陶瓷材料的结构和显微组织1、结构特点陶瓷材料通常是金属与非金属元素组成的化合物；以离子键和共价键为主要结合键。
可以通过改变晶体结构的晶型变化改变其性能。
如“六方氮化硼为松散的绝缘材料；立方结构是超硬材料”2、显微组织晶体相，玻璃相，气相晶界、夹杂（种类、数量、尺寸、形态、分布、影响材料的力学性能。
（可通过热处理改善材料的力学性能）陶瓷的分类玻璃—工业玻璃(光学，电工，仪表，实验室用)；建筑玻璃；日用玻璃陶瓷—普通陶瓷日用，建筑卫生，电器（绝缘），化工，多孔……特种陶瓷-电容器，压电，磁性，电光，高温……金属陶瓷--结构陶瓷，工具（硬质合金），耐热，电工……玻璃陶瓷—耐热耐蚀微晶玻璃，光子玻璃陶瓷，无线电透明微晶玻璃，熔渣玻璃陶瓷…2.陶瓷的生产(1)原料制备（拣选，破碎，磨细，混合）普通陶瓷（粘土，石英，长石等天然材料）特种陶瓷（人工的化学或化工原料--- 各种化合物如氧、碳、氮、硼化合物）(2)坯料的成形（可塑成形，注浆成形，压制成形）(3)烧成或烧结3. 陶瓷的性能(1)硬度是各类材料中最高的。
（高聚物<20HV，淬火钢500-800HV，陶瓷1000-5000HV）(2)刚度是各类材料中最高的（塑料1380MN/m2，钢MN/m2)(3)强度理论强度很高（E/10--E/5）；由于晶界的存在，实际强度比理论值低的多。
2 （E/1000--E/100）。
陶瓷的特性优缺点
金瓷机械结合。 （3）物理结合（环抱作用）：由金瓷间热膨胀系数的差异而形成的结合力，与金属基底的形态关系甚大。为此，在制作金属基底时，对烤瓷包绕的形态、金瓷边缘的接镶方式都要考虑。 2.金属烤瓷修复的特殊性：金属与瓷是两种完全不同性质的材料，经过长期的研究，多数学者认为该2种材料的结合力取决于以下条件。 （1）金属与烤瓷的膨缩率：金属与瓷在高温下结合，两者从高温到室温每个温度段的冷收缩若差异较大，冷却过程中即会使烤瓷发生隐裂、脱落。当然，两者的收缩率不可能完全一致，一般金属均略大于陶瓷，其差值应在1.08×10-6/℃以内。因此，对金属和瓷粉都应有所选择，并非任何一种合金均能与瓷粉相匹配。一般来说，同一个厂商生产的金属和瓷粉的匹配性较好。另外，多次烧结可使陶瓷中白榴石晶体的含量增加，热膨胀系数增大，从而使金瓷热膨胀系数失配。 （2）金属与烤瓷的加热温度：由于瓷在高温烧结中会产生蠕变，同样金属在高温下发生软化易受蠕变的作用而变形，因此，金属的融点应比烤瓷的烧结温度高150～260℃。对于融点较低的合金，应当增加其厚度以抵抗烤瓷的蠕变。 （3）金属表面湿润性：瓷在高温烧结下为液态，与固体金属表面的湿润性即两者之间的接触角要小。影响湿润性的因素取决于物体的表面张力、液体状态、陶瓷的粘度和金属表面粗糙度、清洁度等。物体的表面张力和陶瓷的粘度是恒定的，在烤瓷冠桥制作过程中应注意金属基底表面不能过于粗糙，最好用直径0.1mm左右的氧化铝喷砂处理。金属冠在堆瓷前最好用高浓度的乙醇、丙酮或30%的盐酸处理并加用超声波清洗15分钟，可增加金瓷结合和减少烧结气泡。 3.金属烤瓷的设计：金属与陶瓷是两种不同性质的材料，前者在压力下有塑性变形而后者则无塑性变形，烤瓷利用金属的强度获得修复效果。 （1）金属的强度与弹性：在金属烤瓷冠桥修复时，陶瓷通常作为金属的表面装饰烧结在唇侧、颊侧或咬合面。当桥体较长时在咬合压力的作用下，可发生整个桥面的弯曲变形，此时抗弯强度弱的烤瓷受到过大张应力易发生断裂。因此，应根据冠桥的长度来选择金属材料和适当增加连结体与桥体厚度，以抵抗力引起的桡曲［5］。 （2）金瓷物理结合的形态：烤瓷包绕金属基底增加金瓷的结合力，包绕的面积越大压应力越大。另外，要注意金瓷的接镶方式，通常金瓷分为斜边接镶和平行接镶，前者容易操作，而后者抗力较强。处理接镶部位时，上前牙接镶处应避开下前牙的切缘，颊面无塑性变形，其抗压强度大，而抗拉、抗弯、抗冲击强度较小，表现为易脆性断裂。根据材料的配比，陶瓷的理论强度很高，但其实际强度只有理论强度的1％左右。原因是陶瓷烧结的条件及工艺不同，其多相结构亦不同。另外，当陶瓷加热到瓷临界温度时可出现蠕变，高温中其蠕变更加明显。即在烧结过程中烤瓷的蠕变常会牵拉金属变形，尤其多单位烤瓷冠桥反复烧结，变形的可能性更大。 二、陶瓷的强化 由于陶瓷表现为脆性断裂，在口腔环境中不能抵御力，为此，各国学者均致力于陶瓷的强化研究［3］。目前比较成熟的强化技术有以下几种。 1.复合强化：①瓷—瓷结合：利用不同强度的陶瓷材料复合，如氧化铝陶瓷与烤瓷复合烧结。②金—瓷结合：利用金属的韧性和强度在其表面烧附陶瓷，为目前最常用者。③瓷—瓷纤维结合：在陶瓷颗粒中加入瓷纤维，以加强抗破碎力，该方法尚在完善之中。④瓷—牙体结合：应用特殊粘接剂将瓷粘固在牙体上，以利用牙体的强度。如烤瓷贴面、全瓷冠等。 1.复合强化：①瓷—瓷结合：利用不同强度的陶瓷材料复合，如氧化铝陶瓷与烤瓷复合烧结。②金—瓷结合：利用金属的韧性和强度在其表面烧附陶瓷，为目前最常用者。③瓷—瓷纤维结合：在陶瓷颗粒中加入瓷纤维，以加强抗破碎力，该方法尚在完善之中。④瓷—牙体结合：应用特殊粘接剂将瓷粘固在牙体上，以利用牙体的强度。如烤瓷贴面、全瓷冠等。 2.瓷结晶化：通过陶瓷再加热结晶细微化提高陶瓷强度，如铸造陶瓷冠。 3.瓷致密化：陶瓷块成形前或成形中，采用真空、加压等方式，减少陶瓷的气相，提高其强度。目前用于烤瓷的烧结。 4.预应力强化：常在陶瓷表面形成预压应力，以达到强化的目的［4］。 三、烤瓷的特点 在金属表面烧附陶瓷，利用金属的强度同时保留陶瓷的美观性且形态可塑，是陶瓷强化的一种方法。但这种强化措施的效果亦是有限的，主要取决于金瓷的结合力。 1.烤瓷与金属的结合： （1）化学结合（氧化作用）：金属中的某些成分加热后形成的氧化膜与烤瓷中的氧化物互相渗透，产生结合力，约占结合力的2/3。该结合力与金属表面氧化膜的厚度有关，而厚度又与合金中诸成分的比例有关。一般认为氧化膜厚度以0.2～2μm最佳，过厚或过薄都会影响金瓷结合力。 （2）机械结合（嵌合作用）：金属表面经打磨或喷砂形成粗化面，增加表面积并与陶瓷相互嵌合。另外，烤瓷较厚处金属表面可以形成突起、条纹等，以增加
陶瓷的力学性能包括哪些内容
陶瓷的力学性能包括哪些内容
陶瓷作为一种常见材料，在工程领域中有着广泛的应用。
其独特的力学性能是其被广泛使用的重要原因之一。
陶瓷的力学性能主要包括硬度、抗弯强度、抗压强度、韧性等几个方面。
硬度
陶瓷通常具有较高的硬度，这使得陶瓷在抗磨损方面表现突出。
陶瓷的硬度主要取决于其晶体结构和化学成分。
硬度高意味着陶瓷在磨擦和表面损耗方面有着良好的表现，使其在耐磨领域得到广泛应用。
抗弯强度
陶瓷的抗弯强度是指陶瓷在受到弯曲载荷时抵抗变形和破坏的能力。
由于陶瓷在工程上通常用于承受一定的弯曲应力，其抗弯强度是评估其在这种情况下表现的重要参数。
抗压强度
陶瓷的抗压强度是指陶瓷在受到压缩载荷时抵抗破坏的能力。
在一些工程应用中，陶瓷可能需要承受来自各个方向的压力，因此抗压强度是评估陶瓷材料综合承载能力的重要指标之一。
韧性
尽管陶瓷通常以其高硬度和脆性著称，但某些陶瓷材料也具有一定的韧性。
韧性是指材料抵抗断裂的能力，而不是材料硬度。
在一些需要承受冲击或振动载荷的工程应用中，具有一定韧性的陶瓷材料表现出色。
综上所述，陶瓷的力学性能主要包括硬度、抗弯强度、抗压强度和韧性等方面。
根据不同的工程需求，选择合适的陶瓷材料可以充分发挥其优异的力学性能，实现更广泛的应用。
1。
陶瓷的性能
1. 力学性能 • 硬度高、耐磨性好 硬度高、耐磨性好;
>1500Hv （ 淬 火 钢 500~800Hv ， 高 聚 物 <20Hv） ）
•
抗拉强度低，抗压强度较高； 抗拉强度低，抗压强度较高；
因表面及内部的气孔、 微裂纹等缺陷， 因表面及内部的气孔 、 微裂纹等缺陷 ， 实 际强度仅为理论强度的1/100~1/200。 但抗 际强度仅为理论强度的 。 压强度高，为抗拉强度的10~40倍。 压强度高，为抗拉强度的 倍
•
高弹性模量，高脆性。 高弹性模量，高脆性。 E=100~400GPa （金属210） 在拉伸时几乎没有塑性，在拉力作用 下产生一定的弹性变形后直接断裂。
σ
ε
•
冲击韧性、 冲击韧性、断裂韧性低 KIC 约为金属的1/60~1/100
几种材料的断裂韧性
材料 45钢 球墨铸铁 氮化硅陶瓷 KIC /MPa.m1/2 90 20~40 3.5~5
2. 物理与化学性能
• 熔点高 一般在2000℃以上，故陶瓷高温强度和 高温蠕变抗力优于金属。 • 热胀系数小、热导率低 随气孔率增加，陶瓷的热胀系数、热导 率降低，故多孔或泡沫陶瓷可作绝热材料。 热振性差。
• 有些陶瓷具有特殊的光学性能 红宝石（α-Al2O3掺铬离子）、钇铝石榴石、 含钕玻璃等可作固体激光材料；玻璃纤维可作光 导纤维材料，此外还有用于光电计数、跟踪等自 控元件的光敏电阻材料。 • 磁性 磁性陶瓷又名铁氧体或铁淦氧，主要是 Fe2O3和Mn、Zn等的氧化物组成的陶瓷材料，为 磁性陶瓷材料，可用作磁芯、磁带、磁头等。 • 结构稳定 化学稳定性高，抗氧化性优良，在1000℃高 温下不会氧化，并对酸、碱、盐有良好的抗蚀性。 故在化工工业中广泛应用。
5-陶瓷材料的力学性能
二、陶瓷材料的增韧
工程陶瓷材料的脆性大，应用受到限制，所以陶瓷材料 的增韧一直是材料学界研究的热点之一。
通常金属材料的强度提高，塑性往往下降，断裂韧度也 随之降低。
产生的应力腐蚀后都会在没 有明显预兆的情况下发生脆 断，会造成严重事故。
（二）循环疲劳
1987年，研究发现单相陶瓷、相变增韧陶瓷以及陶瓷基复 合材料缺口试样，在室温循环压缩载荷作用下也有疲劳裂 纹萌生和扩展现象。
图10-13是多晶氧化铝（晶粒尺寸10微米）在室温空气环境 对称循环加载（f=5Hz）及在静载下的裂纹扩展特征。
应用主要取决于电绝缘性、半导体性、导电性、压电 性、铁电性、磁性及生物适应性、化学吸附性等。
第一节 陶瓷材料的变形与断裂
一、陶瓷材料的弹性变形
弹性模量
1、弹性模量的本质 弹性模量的大小反映材料原子间结合
力的大小，越大，材料的结合强度越高。 2、陶瓷材料高弹性模量的原因
1) 由于陶瓷材料具有离子键或共价键的 键合结构，因此陶瓷材料表现出高的熔点， 也表现出高的弹性模量。
断裂韧性：
K IC (2E s )1/ 2
金属材料要吸收大量的塑性变性能，而塑性变性能要比表面 能大几个数量级，所以陶瓷材料的断裂韧性比金属材料的药 低1~2数量级，最高达到12~15MPa.m1/2
陶瓷是脆性材料，弯曲或拉伸加载时，裂纹一旦出现， 极易产生失稳断裂。
山形切口法中切口剩余部分为三角形，其顶点处存在应 力集中现象，易在较低载荷下产生裂纹，所以不需要预 制裂纹。当试验参数合适时，这种方法能产生裂纹稳定 扩展，直至断裂。
陶瓷材料基本知识
陶瓷概述 （Introduction to ceramic materials）
一、陶瓷简介 二、陶瓷的结构 三、普通陶瓷 四、特种陶瓷 五、陶瓷的性能
1
一、陶瓷简介
1.陶瓷的定义 以粘土、长石、石英为主要原料， 经过粉碎、混炼、成型、煅烧等制作的产品。
广义陶瓷：用陶瓷生产方法制造的无机非金属固 体材料。
11
气相 陶瓷气孔主要是坯体各成分在加热过程
中发生物理、化学作用所生成的空隙。 气孔对陶瓷的性能是不利的，它降低材
料的强度，是造成裂纹的根源。
12
二硅酸锂玻璃陶瓷中的气孔
植骨用多孔陶瓷
13
三、普通陶瓷 (traditional ceramics)
普通陶瓷
以天然硅酸盐(粘土、石英、长石)为 原料烧成的制品。
32
（二）陶瓷的热学性能
熔点
陶瓷由离子键和共价键结合，具有较高 的熔点。
热膨胀
陶瓷材料的热膨胀系数小，这是由于晶体 结构和化学键决定的。一般为10-5~10-6/K。
33
（三）陶瓷的电学和光学性能
电学性能
陶瓷是良好的绝缘体，具有介电特性， 介电损耗很小。
光学性能
陶瓷由于晶界和气孔的存在一般不透 明。通过改变烧结方法和控制晶粒的 大小，可制备出透明氧化物陶瓷。
8
晶体相 陶瓷材料最主要的组成相 主晶相 氧酸盐（硅酸盐、钛酸盐）、氧化物、非氧 化物
9
玻璃相 玻璃相是陶瓷材料的原子不规则排列的组
成部分，其结构类似于玻璃。
积极作用：填充晶体之间的空隙，提高材 料的致密度；降低烧结温度；阻止晶型转变、 抑制晶粒长大。
不利影响：降低陶瓷强度和耐热性能。
10
陶瓷材料的结构与性能关系研究
陶瓷材料的结构与性能关系研究1. 引言陶瓷材料是一类重要的结构材料，因其良好的耐热、耐腐蚀性以及高硬度等特性，在各个领域都有广泛的应用。
想要进一步提升陶瓷材料的性能，就需要深入研究其结构与性能之间的关系。
2. 表面形貌与力学性能陶瓷材料的表面形貌对其力学性能有着重要的影响。
通常，表面越光滑，材料的强度和韧性就越高。
光滑的表面能减少材料内部的裂纹和孔洞的存在，从而提高其强度。
同时，表面形貌也会影响材料的磨损和摩擦性能。
研究发现，通过调节陶瓷材料的表面形貌，可以有效地提高其力学性能。
3. 晶体结构与热性能陶瓷材料的晶体结构对其热性能有着重要的影响。
各种陶瓷材料的晶体结构不同，其热膨胀系数和导热系数也会不同。
例如，氧化铝的热膨胀系数较低，具有良好的热稳定性，适用于高温环境。
而氮化硅的导热系数很高，可以作为热散射材料使用。
因此，通过研究陶瓷材料的晶体结构，可以为其在不同温度和热环境下的应用提供参考。
4. 缺陷与导电性能陶瓷材料中的缺陷对其导电性能有着重要的影响。
通常，导电性能较好的陶瓷材料往往具有更多的缺陷，如空位、杂质等。
这些缺陷能够提供导电路径，从而增强材料的导电性能。
例如，氧化锌陶瓷中的氧空位可以提供电子迁移的通道，因此氧化锌陶瓷具有良好的导电性能。
研究陶瓷材料中缺陷与导电性能的关系，可以为设计和制备具有特定导电性能的陶瓷材料提供指导。
5. 成分与光学性能陶瓷材料的成分对其光学性能有着决定性的影响。
不同元素的添加和摩尔比例变化，会对陶瓷材料的吸收、透射和散射等光学性质产生显著影响。
例如，掺杂不同元素的陶瓷材料可以实现对特定波长的光的吸收和发射。
这一特性使得陶瓷材料在光学器件中有广泛应用，如激光器、光纤等。
因此，深入研究陶瓷材料的成分与光学性能的关系，可以为其在光学领域的应用提供理论基础。
6. 结论陶瓷材料的结构与性能之间存在着密切的关系。
不同的结构特点会导致陶瓷材料具有不同的力学性能、热性能、导电性能和光学性能等特性。
陶瓷物理知识点总结
陶瓷物理知识点总结陶瓷物理知识点总结导言陶瓷是一种广泛应用于许多领域的材料，具有优越的物理性能和化学稳定性。
本文将介绍陶瓷的物理知识点，包括结构、导电性、热性能和光学特性等方面。
通过深入了解陶瓷的物理性质，我们能更好地理解其应用和制备过程。
一、陶瓷的结构陶瓷的结构是指其由离子、分子或原子组成的晶体结构。
陶瓷一般具有离子晶体和共价晶体两种结构类型。
离子型陶瓷由阴阳离子组成，如氧化物陶瓷。
共价型陶瓷由共价键连接的原子组成，如碳化硅陶瓷。
这两种结构类型决定了陶瓷的物理性质。
二、陶瓷的导电性陶瓷是一种绝缘体，其导电性很低。
这是由于陶瓷的结构中存在大量的离子或共价键，并且这些离子或键在晶格中排列得十分有序，使得电子很难在陶瓷中移动。
因此，陶瓷在电绝缘、绝缘体、电介质和电绝缘等方面有着广泛的应用。
三、陶瓷的热性能陶瓷具有较好的热性能，具体表现在以下几个方面。
首先，陶瓷的热导率较低，表明它是一种良好的绝热材料。
其次，陶瓷能够承受高温环境，具有较高的熔点，稳定性好。
此外，陶瓷的热膨胀系数相对较低，能够抵抗温度梯度引起的热应力，具有较好的抗热冲击性能。
四、陶瓷的光学特性陶瓷在光学方面有着广泛的应用，主要体现在以下几个方面。
首先，陶瓷具有高透明性，可以作为透明窗户或透镜材料使用。
其次，陶瓷对于不同波长的光有不同的吸收、散射和反射特性，具有选择性吸收和选择性反射的功能。
此外，陶瓷还可以通过调整成分和结构来改变其光学性质，实现特定的光学功能。
五、其他物理性质除了上述介绍的几个主要物理性质之外，陶瓷还具备其他特殊的物理性质。
例如，陶瓷具有较高的硬度和刚性，能够抵抗磨损和外力影响。
此外，陶瓷的化学惰性好，不易被化学物质侵蚀。
这些特殊的物理性质使得陶瓷在实际应用中起到重要的作用。
结论陶瓷作为一种特殊的材料，具备许多独特的物理性质，包括结构、导电性、热性能和光学特性等方面。
了解这些物理知识点，可以更好地理解陶瓷的应用和制备过程。
陶瓷物理力学性能
显微硬度。也被广泛应用于陶瓷。
努普硬度所用压头很长，是一般维氏法中同样载荷下压痕的2.5倍，所 以压痕更易于测量。
努普金刚石压头主轴方向的压痕是副轴方向的7倍，硬度计算和维氏相
似，但用的是压痕的投影面积而不是实际表面积。
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但有一些晶体材料，三相点的饱和蒸汽压高于常压，因此在常压下 没有熔点，只有从固态直接到气态的升华与分解温度。 共价键氮化物或碳化物陶瓷，自扩散系数很小，高温时易于分解蒸 发。如氮化硅陶瓷，温度在1800℃以上时，分解蒸发已经比较剧烈； 石墨在常压下约3050 ℃时汽化，只有在100个大气压下才能使石墨
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1.3 陶瓷的熔融及蒸发
陶瓷的熔点：许多氧化物陶瓷和非氧化物陶瓷都具有高的熔点。
固体材料的熔点取决于内部质点间结合力的大小，即晶体中化学
键的类型和它的强弱程度。
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1）陶瓷材料的密度主要取决于元素的尺寸、元素的质量和结构堆积的紧
密程度。 原子序数和相对原子质量小的元素（如H、Be、C、Si等）使材料具有低的 结晶学密度或理论密度； 原子序数和相对原子质量大的元素（如W、Zr、Th钍、U等）使材料具有高 的结晶学密度或理论密度。 2）原子堆积情况也产生一定影响，但影响较小。 金属键合陶瓷中的原子形成紧密堆积，会使其密度比共价键键合陶瓷（较 开放的结构）的密度更高一些，例如锆英石(ZrSiO3)和氧化锆(ZrO2)，若单 从相对原子质量看会以为锆英石的密度 更高一些，然而，锆英石结构由于 Si-O共价键合，形成开放式内部结构，因而ZrSiO3密度（4.65 g/cm3 ）比 ZrO2（5.8 g/cm3 ）低很多。
陶瓷物理力学性能
2）原子堆积情况也产生一定影响，但影响较小。 ➢金属键合陶瓷中的原子形成紧密堆积，会使其密度比共价键键合陶瓷（较 开放的结构）的密度更高一些，例如锆英石(ZrSiO3)和氧化锆(ZrO2)，若单 从相对原子质量看会以为锆英石的密度 更高一些，然而，锆英石结构由于 Si-O共价键合，形成开放式内部结构，因而ZrSiO3密度（4.65 g/cm3 ）比 ZrO2（5.8 g/cm3 ）低很多。
金 属 密 度 相 对 较 高
密 较度 小相
对 在陶瓷、金属、有机高分子这三类材料中，有机材料的密度最低，
这是因为有机材料主要有C和H及其他相对原子质量小的元素如Cl和F构成
的。材料的密度由什么决定呢？
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密度的影响因素
5）对于陶瓷素坯（烧结前）的体积密度测定，则不能采用“水煮法”（因 易吸附水，进而与水反应，造成性能的改变）。
规则形状：测体积和干重计算 复杂形状：表面涂石蜡，排水法 排汞法：原理和排水法相同，液态汞在常压下不润湿陶瓷NPU
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1.2 陶瓷硬度及表征 硬度：材料抵抗硬的物体压陷表面或破坏的能力。
常见硬度表 示法
莫氏硬度
布氏硬度 HB
洛氏硬度 HV
维氏硬度
努普硬度 HK
显微镜度
特种陶瓷性能用途分析
特种陶瓷性能用途分析特种陶瓷是指具有特殊功能或性能的陶瓷材料。
它们通常具有一定的固定结构和化学组成，以及特殊的物理和化学性质。
这些特殊性能使得特种陶瓷在各个领域具有广泛的应用。
下面将对特种陶瓷的性能和用途进行分析。
1. 高温特性：特种陶瓷具有优异的高温稳定性和耐热性能。
它们能够在高温环境下维持其强度和硬度，而不会发生软化、熔化或变形。
这使得特种陶瓷成为高温工艺和应用领域的理想材料。
例如，特种陶瓷可以用于制造高温炉具、耐火材料、热阻材料等。
2. 机械性能：特种陶瓷具有优异的硬度、强度和抗磨性能。
它们的硬度通常远高于金属和普通陶瓷材料，因此在一些需要耐磨、耐刮擦的应用中具有重要的作用。
例如，特种陶瓷可以用于制造刀具、轴承、粉末冶金模具等。
3. 电绝缘性能：特种陶瓷具有优异的电绝缘性能，能够有效阻止电流通过。
这使得特种陶瓷成为电气工程领域的重要材料。
例如，特种陶瓷可以用于制造绝缘子、电气绝缘材料、电容器等。
4. 磁性能：部分特种陶瓷具有磁性，可以用于电磁设备、传感器、计量设备等领域。
例如，铁氧体陶瓷具有优异的磁性能，被广泛应用于制造各种磁性元件。
5. 生物相容性：一些特种陶瓷具有良好的生物相容性和生物惰性，能够与生物体接触而不引起排异反应或毒性。
这使得特种陶瓷成为医疗器械和生物工程领域的理想材料。
例如，氧化锆陶瓷常被用于制造牙科种植体、人工关节等。
6. 化学稳定性：特种陶瓷通常具有优异的化学稳定性，能够抵抗酸碱腐蚀和化学溶解。
这使得特种陶瓷常被应用于化学工程、化学储存和传输等领域。
例如，氮化硅陶瓷被广泛用于制造化学反应器。
7. 光学性能：部分特种陶瓷具有良好的光学透明性和光学性能，可用于光学器件、光学仪器等领域。
例如，氧化锌陶瓷可以用于制造紫外线透镜、光纤连接器等。
除了以上列举的性能和应用外，特种陶瓷还具有其他特殊性能和广泛的应用。
例如，某些特种陶瓷具有超导性能，可用于制造超导材料和超导器件；某些特种陶瓷具有介电性能，可用于制造电子元件和电介质材料。
陶瓷材料分类
陶瓷材料分类一、陶瓷材料的概述陶瓷是一种非金属的无机材料，具有硬度高、耐磨损、耐高温、绝缘性能好等特点，广泛应用于建筑、电子、化工等领域。
根据其材料性质和制备工艺的不同，陶瓷材料可以分为多个类别。
二、结构陶瓷1. 氧化铝陶瓷氧化铝陶瓷具有高硬度、耐高温、绝缘性好等特点，广泛应用于机械、电子、冶金等行业。
其制备工艺主要包括热压烧结、注射成型等。
2. 氧化锆陶瓷氧化锆陶瓷具有高强度、耐磨损、耐腐蚀等特点，被广泛应用于航空航天、医疗器械等领域。
其制备工艺主要包括等离子烧结、等离子喷涂等。
3. 碳化硅陶瓷碳化硅陶瓷具有高硬度、耐高温、耐腐蚀等特点，被广泛应用于化工、机械等领域。
其制备工艺主要包括热压烧结、反应烧结等。
三、功能陶瓷1. 电子陶瓷电子陶瓷具有绝缘性好、介电常数稳定等特点，广泛应用于电子器件中。
例如，压敏陶瓷可用于电源保护，介电陶瓷可用于电容器等。
2. 磁性陶瓷磁性陶瓷具有良好的磁性能和耐磨损性，广泛应用于电子、电机等领域。
钡铁氧体陶瓷是一种常用的磁性陶瓷材料。
四、结构陶瓷1. 陶瓷涂层陶瓷涂层具有耐磨损、耐腐蚀等特点，广泛应用于汽车、航空等领域。
常见的陶瓷涂料有氧化铝涂层、氧化锆涂层等。
2. 陶瓷复合材料陶瓷复合材料由陶瓷基体和其他材料组成，具有高强度、高韧性等特点。
例如，碳纤维增强陶瓷复合材料广泛应用于航空、航天等领域。
五、瓷器瓷器是一种以瓷土为主要原料制成的陶瓷制品，具有白腻、质地坚实等特点，被广泛用于餐具、装饰等领域。
常见的瓷器有青花瓷、景德镇瓷等。
六、陶瓷纤维陶瓷纤维具有高强度、耐高温、绝缘性好等特点，广泛应用于航空、航天等领域。
常见的陶瓷纤维有氧化铝纤维、硅碳化纤维等。
七、陶瓷膜陶瓷膜具有良好的过滤性能、耐腐蚀性好等特点，广泛应用于化工、环保等领域。
常见的陶瓷膜有氧化铝膜、氧化锆膜等。
八、陶瓷涂料陶瓷涂料具有耐磨损、耐腐蚀等特点，广泛应用于建筑、汽车等领域。
常见的陶瓷涂料有氧化铝涂料、氧化锆涂料等。
陶瓷材料的力学性能
3 弹性模量与材料致密度的关系
陶瓷材料的致密度对弹性模量影响很大，弹 性模量E与气孔率p之间满足下面关系式
E
E0 (1
f1 p
f
2
p2)
（11－2）
为由气式孔中形，状E0为决气定孔的率常为数0。时M的ac弹ke性nz模ie求量出，当f1及气f孔2 为球形时，f1＝1.9，f2＝0.9。图13－4给出Al2O3 陶瓷的弹性模量随气孔率的变化及某些理论计算 的比较。
f 0kd 1/ 2
（11－7）
式中，σ0为无限大单晶的强度，k为系数,d为 晶粒直径。σf与d－1/2的关系曲线分为两个区域，但在 两区域内都成直线关系。在I区，有以下关系，即
f
1 Y
2E * / c
（11－8）
此时c≈d，故有σf∝d－1/2的关系。
在Ⅱ区，符合由金属中位错塞积（pile－ up）模型推导出的滑移面剪切应力τi与位错塞积 群长度L（与晶粒d大小有关）之间的关系式
1.2 弹性模量的影响因素
• 1 温度对弹性的影响 • 2 弹性模量与熔点的关系 • 3 弹性模量与材料致密度的关系
1 温度对弹性的影响
• 由于原子间距及结合力随温度的变化而变化，所以弹性模量 对温度变化很敏感。当温度升高时，原子间距增大，由d0变为 dt(如图11-1),而dt处曲线的斜率变缓,即弹性模量降低。
当温度进一步升高时（C区）。二维滑移系 开动，位错塞积群中的一部分位错产生的交叉滑 移随温度的升高而变得活跃，由此而产生的对位 错塞积群前端应力的松弛作用就越发明显。所以 在此区域内，断裂应力有随温度的升高而上升的 趋势。
图11－10给出的是陶瓷材料的强度随温度变 化关系的一般趋势。并非对所有的陶瓷材料都符 合很好，也并非对所有陶瓷材料A、B、C三个区 都出现。
第五章 陶瓷材料的力学性能11
陶瓷材料的力学性能
引言
陶瓷广泛应用于我们的日常生活中，如建筑材料、饮 食餐具等以及国家战略战备设施，如武器装备、航天领 域上。 传统的陶瓷制品以天然粘土为原料，通过混料、成型、 烧结而成，性能特点是强度低，脆性高。 目前研究的陶瓷分为结构陶瓷和功能陶瓷。
结构陶瓷
主要利用的是材料的耐高温、强度、硬度、韧性、耐磨
（2）相变增韧
必要条件 有亚稳的四方氧化锆颗粒存在
t相的晶粒尺寸是影响 t-m相变的一个重要因素，Ms点随 晶粒尺寸的减少而降低。氧化锆的室温组织存在一个临 界粒径dc，ddc的晶粒室温下已经转变成m相；ddc的晶 粒冷却到室温仍保留为 t 相。所以只有 ddc 的晶粒才有 可能（但不一定）产生相变韧化作用。 当裂纹尖端应力场最高值一定的情况下，应力诱发 t-m 相变存在一个临界晶粒直径d1。只有d1ddc的晶粒才会 应 力 诱 发 相 变 （ stress induced phase transformation），即这部分晶粒才对相变韧化有贡献。
• 表5.2（P111）给出了试验规程及计算公式。 • 表5.4（P111）是劳氏硬度和维氏硬度的对比情况。
三、克劳维尔硬度
四、硬度与其它性能之间的关系
• 图5.5
五、陶瓷材料的表面接触特性
• 1、与金属材料相同，陶瓷材料表面也存在 局部微凸起，其外侧常有水蒸气或碳-氢化 合物形成的表面层，陶瓷材料表面加工还 可以产生显裂纹或其他缺陷。
• 图5.20。
（2）共价键型陶瓷材料
• 图5.21。
3、加载速率对陶瓷强度的影响
• 图5.22。
第五节 陶瓷材料的断裂韧性
一、陶瓷材料的断裂韧性
一、陶瓷材料的断裂韧性
二、陶瓷材料的断裂韧性的测定
陶瓷材料的结构与性能
韧 性 陶 瓷 硬 度 压 痕
弹性模量大、耐磨损、强
度高等特点。
脆性陶瓷硬度压痕周围的裂纹
功能陶瓷还具有电、光、
磁等特殊性能。
第五节 陶高聚物
以外的无机非
金属材料通称。
工业上应用的典型的传统陶瓷产品如陶瓷器、玻璃、 水泥等。随着现代科技的发展，出现了许多性能优 良的新型陶瓷。
二、陶瓷材料的结构
陶瓷材料通常由三
种不同的相组成，
即晶相(1)、玻璃相 (2)和气相(3)[气孔]。
晶相是陶瓷材料中主要的组成相，决定陶瓷材料物
理化学性质的主要是晶相。 玻璃相的作用是充填晶粒间隙、粘结晶粒、提高材 料致密度、降
低烧结温度和
抑制晶粒长大。
气相是在工艺 过程中形成并 保留下来的。
三、陶瓷材料的性能
●
陶瓷材料具有高熔点、高 硬度、高化学稳定性，耐 高温、耐氧化、耐腐蚀等 特性。 陶瓷材料还具有密度小、
陶瓷的力学性能
陶瓷的力学性能陶瓷材料的化学健大都为离子键和共价健，健合牢固并有明显的方向性，同一般的金属相比，其晶体结构复杂而表面能小。
因此，它的强度、硬度、弹性模量、耐磨性、耐蚀性和耐热性比金属优越，但塑性、韧性、可加工性、抗热震性及使用可靠性却不如金属。
因此搞清陶瓷的性能特点及其控制因素，不论是对研究开发还是使用设计都具有十分重要的意义。
本节主要讨论弹性、硬度、强度、韧性及其组织结构因素、环境因素的影响。
一．弹性性能1.弹性和弹性模量陶瓷材料为脆性材料，在室温下承载时几乎不能产生塑性变形，而在弹性变形范围内就产生断裂破坏。
因此，其弹性性质就显得尤为重要。
与其他固体材料一样。
陶瓷的弹性变形可用虎克定律来描述。
陶瓷的弹性变形实际上是在外力的作用下原子间里由平衡位置产生了很小位移的结果。
弹性模量反映的是原子间距的微小变化所需外力的大小。
表11.3给出一些陶瓷在室温下的弹性模量。
2.温度对弹性模量的影响由于原子间距和结合力随温度的变化而变化，所以弹性核量对温度变化很敏感、当温度升高时。
原子间距增大，由成j变为d，(见图11.2)而该处曲线的斜率变缓，即弹性模量降低。
因此，固体的弹性模量一般均随温度的升高而降低。
图11.3给出一些陶瓷的弹性模量随温度的变化情况。
一般来说，热膨胀系数小的物质，往往具有较高的弹性模量。
3.弹性模量与熔点的关系物质熔点的高低反映其原子间结合力的大小。
一般来说，弹性模量与熔点成正比例关系。
不同种类的陶瓷材料样性模量之间大体上有如下关系氧化物＜氯化物＜硼化挪＜碳化物。
泊松比也是描述陶瓷材料弹性变形的重要参数。
表11.4给出一些陶瓷材料和金属的泊松比。
可以看出除BeO与MgO外大多数陶瓷材料的泊松比都小于金属材制的泊松比。
4.弹性模量与材料致密度的关系陶瓷材料的致密度对其弹性模量影响很大。
图11.5给出AL2O3陶瓷的弹性模量随气孔率的变化及某些理论计算值的比较。
Fros指出弹性模量与气孔率之间将会指数关系E=E0exp(-BP)式中B--常数。
陶瓷材料的性能控制
陶瓷材料的性能控制陶瓷材料是一种非金属材料，具有高硬度、高耐磨性、高耐腐蚀性和高耐高温性等优良性能，因此被广泛应用于工业、航天、医疗和日用品等领域。
但是，为了满足不同的使用需求，陶瓷材料的性能需要进行控制。
本文将从陶瓷材料的组成、结构和烧结等方面探讨陶瓷材料的性能控制。
陶瓷材料的组成陶瓷材料的组成是决定其性能的重要因素。
陶瓷材料的组成包含两个方面：化学成分和相结构。
其中，化学成分对材料的耐热性、化学稳定性、机械强度和电性能等方面具有影响。
例如，氧化铝具有优良的耐高温性和耐腐蚀性，可以用作高温炉具、炉衬和耐酸碱材料等。
硅酸盐陶瓷的化学成分则主要是硅氧化物和氧化物（如钙、铝等），影响其化学惰性和耐热性。
相结构则是指材料中不同化学成分的排列方式和相互作用。
相结构的不同决定了陶瓷材料的力学性能和热学性质。
例如，过渡金属氧化物陶瓷的相结构决定了其高温的电介质常数和介电损耗因子。
陶瓷材料的结构陶瓷材料的结构包括晶体结构和非晶态结构。
晶体结构对材料的力学和热学性能具有影响。
晶体结构的不同会导致陶瓷材料的断裂、断裂韧度和塑性变形等方面的差异。
例如，氧化铝陶瓷的晶体结构为α-Al2O3和γ-Al2O3两种，前者具有较高的断裂强度和哈氏硬度，后者则具有较高的断裂韧度和弹性模量。
非晶态结构是指材料中无序排列的结构。
由于非晶态结构没有规则的晶体结构，陶瓷材料的断裂和塑性变形等方面具有较大的难度。
然而，非晶态结构对于陶瓷材料的韧性和弯曲强度也具有一定的提高。
陶瓷材料的烧结陶瓷材料的烧结是实现其性能控制的另一个重要方法。
烧结可以使陶瓷材料达到更高的密度和更好的力学性能。
在烧结过程中，陶瓷粉末会经历挤压和熔化等多个阶段。
在挤压阶段，陶瓷粒子之间会发生变形，形成间接联系。
在熔化阶段，陶瓷材料中的晶体和非晶态结构会发生重组和重排，形成更加致密的结构。
而且，烧结还有助于消除陶瓷材料中的缺陷和气孔等缺陷，提高材料的力学强度和耐磨性。
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摘要:陶瓷材料因组成元素的不同会产生不同的性能，它作为一种结构材料在各行业得到广泛的应用1前言20世纪后期随着许多新技术(如电子技术、空间技术、激光技术、计算机技术等)的兴起，以及基础理论(如矿物学、冶金学、物理学等)和测试技术(如电子显微镜技术、X射线衍射技术和各种频谱仪等)的发展，人们对材料结构和性能之间的关系有了深刻认识。
通过控制材料的化学成分和微观组织结构，研制出了许多具有不同性能的陶瓷材料，如各种功能陶瓷(电子材料、光导纤维、敏感陶瓷材料)及高温结构陶瓷。
与传统陶瓷材料相比其强度得到了成百上千倍的提高，再加上陶瓷材料本身具备的优异的耐高温、耐磨、耐腐蚀、绝缘等特性，使其在许多重要领域得到了越来越广泛的应用。
常用上程陶瓷材料主要包括:金属(过渡金属或与之相近的金属)与硼、碳、硅、氮、氧等非金属元素组成的化合物，以及非金属元素所组成的化合物，如硼和硅的碳化物和氮化物。
根据其元素组成的不同可以分为:氧化物陶瓷、氮化物陶瓷、碳化物陶瓷、硅化物陶瓷和硼化物陶瓷。
此外，近年来玻璃陶瓷作为结构材料也得到了广泛的应用。
2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3. 3氮化硼(BN)陶瓷氮化硼(BN)陶瓷存在着六方与立方结构两种BN材料。
3.3.1六方BN六方BN具有自润滑性，可用于机械密封、高温固体润滑剂，还可用作金属和陶瓷的填料制成轴承。
其耐热性非常好，可以在900℃以下的氧化气氛中和2800℃以下的氮气和惰性气氛中使用。
六力BN对酸碱和玻璃熔渣有良好的耐侵蚀性，对大多数熔融金属既不润湿也不发生反应，因此可以用作熔炼有色金属、贵金属和稀有金属的坩锅、器皿等部件。
BN既是热的良导体，又是电的绝缘体。
它的击穿电压是氧化铝的4- 5倍，介电常数是氧化铝的1/2，可用来做超高压电线的绝缘材料。
BN对微波和红外线是透明的，可用作透红外和微波的窗口。
BN在超高压下性能稳定，可以作为压力传递材料和容器。
BN是最轻的陶瓷材料，可以用于飞机和宇宙飞行器的高温结构材料。
此外，利用BN的发光性，可用作场致发光材料。
涂有BN的无定形碳纤维可用于火箭的喷嘴等。
3. 3.2立力BN立方BN为闪锌矿结构，化学稳定性高，导热及耐热性能好，其硬度与人造金刚石相近，是性能优良的研磨材料。
与金刚石相比，其最突出的优点在于高温下不与铁系金属反应，并且可以在1400℃的温度使用。
立力BN除了直接用作磨料外，还可以将其与某些金属或陶瓷混合，经烧结制成块状材料，作为各种高性能切削刀具。
4碳化物陶瓷典型碳化物陶瓷材料一有碳化硅(SiC)、碳化硼(B4C)碳化钛(TiC)碳化锆( ZrC等)、碳化物的共同特点是高熔点，许多碳化物的熔点都在3000℃以上。
碳化物在非常高的温度下均会发生氧化，但许多碳化物的抗氧化能力都比W，Mo等高熔点金属好。
大多数碳化物都具有良好的电导率和热导率，许多碳化物都有非常高的硬度，特别是B4C的硬度仅次于金刚石和立方氮化硼，但碳化物的脆性一般较大。
4. 1碳化硅(SiC)陶瓷碳化硅没有熔点，在常压下2500℃时发生分解。
碳化硅的硬度很高，莫氏硬度为9.2-9.5,显微硬度为33400MPa,仅次于金刚石、立力BN和B4C等少数几种物质。
碳化硅的热导率很高，大约为Si3N4的2倍;其热膨胀系数大约相当于A1203的1/2；抗弯强度接近Si3N4材料，但断裂韧性比Si3N4小;具有优异的高温强度和抗高温蠕变能力，热压碳化硅材料在1600℃的高温抗弯强度基本和室温相同;抗热震性好。
其化学稳定性高，不溶于一般的酸和混合酸中。
氧化物、氮化物结合碳化硅材料已经大规模地用于冶金、轻工、机械、建材、环保、能源等领域地炉膛结构材料、隔焰板、炉管、炉膛等;碳化物材料制备的发热元件正逐步1600℃以下氧化气氛加热的主要元件;高性能碳化硅材料可以用于高温、耐磨、耐腐蚀机械部件;碳化硅材料用于制造火箭尾气喷管高效能热交换器也取得了良好的效果;此外，碳化硅是各种高温燃气轮机高温部件提高使用性能的重要候选材料。
4.2碳化硼(BC)陶瓷碳化硼的显著特点是高熔点(约2450℃);低比重，其密度仅是钢的1/3;低膨胀系数;高导热;高硬度和高耐磨性，其硬度仅低于金刚石和立方BN;较高的强度和一定的断裂韧性，热压B4C的抗弯强度为400-600MPa,断裂韧性为6.0MPa.ml/2;具有较大的热电动势(100 μV/k),是高温P型半导体，随B4C中碳含量的减少，可从P型半导体转变为N型半导体;具有高的中子吸收截面。
B4C所具有的优异性能，除了大量用作磨料之外，还可以制作各种耐磨零件、热电偶元件、高温半导体、宇宙飞船上的热电转化装置、防弹装甲、反应堆控制棒与屏蔽材料等。
5玻璃陶瓷材料将特定组成(含晶核剂)的玻璃进行晶化热处理，在玻璃内部均匀析出大量微小晶体并进一步长大，形成致密微晶相，玻璃相填充于晶界，得到像陶瓷一样的多晶固体材料统称为玻璃陶瓷，也称之为微晶玻璃。
5. 1低膨胀玻璃陶瓷这类玻璃陶瓷的特点是其显微组织为架状硅酸盐，主晶相分别为β一石英、β一钾辉石、β一钾霞石，具有热膨胀系数低(可为负值)、强度高、热稳定性能好、使用温度高等特点，并可制成透明和浊白两种类型。
低膨胀系数对于构件尺寸稳定性及抗热震是十分有利的，所以可以用作航天飞机上尺寸稳定性要求高的零件。
低膨胀玻璃陶瓷是目前生产量最大的玻璃陶瓷，广泛用来制作各种高级炊具、高温作业观察窗、微波炉盖、大型天文望远镜和激光反射镜的支撑棒，激光元器件以及航天飞机上的重要零部件。