无机非金属材料及陶瓷(1)
常温导电的无机非金属材料
常温导电的无机非金属材料
常温下具有导电性的无机非金属材料主要包括一些特殊的陶瓷、金属氧化物和碳材料等。
这些材料在常温下具有较高的导电性能，可以应用于各种电学、磁学、光学和热学等领域。
以下是几类常温导电的无机非金属材料。
1.碳材料：碳材料是一类具有很高导电性的无机非金属材料，如石墨、碳纳米管、石墨烯等。
这些材料具有优异的导电性能和机械性能，广泛应用于超级电容器、锂离子电池、导电涂料等领域。
2.金属氧化物：一些金属氧化物在常温下具有导电性，如氧化铜、氧化铁、氧化铝等。
这些金属氧化物通常作为导电填料应用于各种复合材料、涂层和导电织物等领域。
3.高温超导材料：高温超导材料是一类在相对较高温度下具有零电阻的导电材料，如YBCO（钇钡铜氧化物）等。
这些材料广泛应用于超导电缆、超导磁浮、超导储能等领域。
4.某些特种陶瓷：某些特种陶瓷，如氧化物陶瓷、碳化物陶瓷和氮化物陶瓷等，具有较高的导电性能。
这些陶瓷材料通常应用于高温、高压、强腐蚀等特殊环境下的电学设备。
需要注意的是，虽然这些无机非金属材料在常温下具有导电性，但与金属材料相比，它们的导电性能仍然有所差距。
因此，在实际应用中，通常需要将这些材料与其他材料（如
金属）进行复合，以提高其导电性能和实用价值。
无机非金属材料简介
目
录
一、材料的地位及分类 二、无机非金属材料 三、无机非材料的分类 四、传统无机非材料简介 五、新型无机非材料简介 六、我国无机非金属现状 七、无机非金属材料展望
什么是材料？
材料：指为人类社会所需要并能
用于制造有用器物的质。 材料是人类赖以生存和发展的 物质基础，是人类进步的一个重要里 程碑。
（3） 环境污染严重 水泥工业每年排放 温室气体 CO2 约 5.55 亿吨、SO2 68.6 万吨、 NOx 约 206 万吨；目前其他先进 国家平均吨熟料的粉尘排放1Kg，而 我国 高达 13Kg，全国水泥生产年排放的粉尘 竟高达 1000 万吨以上
（4） 单线生产规模小，落后工艺 大量存在 以悬浮预热和预分解技 术为核心技术的“新型干法”工艺， 是目 前世界水泥工业普遍采用的 最先进的现代化水泥生产技术。
无机非金属 材料
传统无机 非金属材料 新型无机 非金属材料
材 料
金属材料 高分子材料
1.无机非金属材料 是以某些元素的 、 、 、 、 以及 、 、 、 等物质组成的材料。 2.无机非金属材料的提法是20世纪40年代以后， 随着现代科学技术的发展从 演变 而来的，是与有机高分子材料和金属材料并列的 。
新型无机非材料：
新型的无机非金属材料主要指 用氧化物、氮化物、碳化物、 硼化物、硫化物、硅化物以及 各种无机非金属化合物经特殊 的先进工艺制成的具有特殊性 质和用途的材料。例如铁电、 压电陶瓷、微晶玻璃、光导纤 维等。
其他分类方法：
按照材料中的主要成分分类，有硅酸盐、铝酸盐、钛酸盐、磷
酸盐、氧化物、氮化物、碳化物材料等； 根据材料的用途分，有日用、建筑、化工、电子、航天、通信、 生物、医学材料等； 根据材料的性质分，有胶凝、耐火、隔热、耐磨、导电、绝缘、 耐腐蚀、半导体材料等 ；根据材料的物质状态分，有晶体(单晶体、多晶体、微晶体)、 非晶体及复合材料等, 材料的外观形态分,有块状、多孔、纤维、晶须、薄膜材料等。
无机非金属材料的优点和缺点
无机非金属材料的优点和缺点
无机非金属材料是指不含金属元素的材料，如陶瓷、玻璃、陶瓷纤维等。
它们具有以下优点和缺点：
优点：
1.耐高温性能：无机非金属材料通常具有较高的熔点和耐高
温性能，能够在高温环境下保持稳定的性能，不易熔化、变形或失效。
2.耐腐蚀性能：大多数无机非金属材料具有优良的耐酸碱、
耐腐蚀性能，能够在酸碱环境中长期稳定地使用。
3.绝缘性能：许多无机非金属材料具有良好的绝缘性能，可
用于电气绝缘材料、绝缘体等应用，可阻止电流流动以及对电器元件或电线电缆的保护。
4.高硬度和强度：无机非金属材料通常具有较高的硬度和强
度，耐磨损、耐刮擦，在一些机械应用中表现出较好的性能。
5.尺寸稳定性：无机非金属材料在温度变化下的尺寸稳定性
较好，不易受热胀冷缩的影响，因此可用于高精度设备和工艺要求较高的场合。
缺点：
1.脆性：无机非金属材料通常具有较高的脆性，对于弯曲、
碰撞等力量容易导致破裂和断裂，限制了其在某些应用中的使用。
2.加工难度：无机非金属材料通常具有高硬度和脆性，难以
进行复杂形状的加工和成型，加工过程中易产生裂纹和损伤，限制了其制造和应用范围。
3.导热性能较差：相对于金属材料，无机非金属材料的导热
性能较差，热传导速度慢，热容量较低，不适合用于需要高导热性能的应用。
4.重量较大：无机非金属材料的密度通常较大，相比于金属
材料，质量较重，不适合用于要求轻量化的场合。
总体而言，无机非金属材料具有耐高温、耐腐蚀、良好的绝缘性能等优点，但也存在脆性、加工难度高等缺点。
其选择应根据具体应用的需求和特性来进行评估和权衡。
结构陶瓷1(ZrO2)
问题：
1 完全稳定 2 稳定机理 3 溶胶-凝胶法 4 应力诱导
Thank you!
缺点：硬度和强度偏低
• 多种稳定剂的氧化锆陶瓷：
在Y-TZP中添加适量的CeO2，利用Ce-TZP 良好的抗低温水热腐蚀性能 ，可以有效抑制 低温老化现象。
另一方面，向Ce-TZP中加入少量Y2O3可提 高材料的烧结致密度、细化晶粒并提高其硬 度。
➢ 氧化锆增韧陶瓷
如果在不同陶瓷基体中加入一定量的 ZrO2 并使亚稳四方氧化锆多晶体均匀的弥散分布在 陶瓷基体中，利用氧化锆相变增韧机制使陶瓷 的韧性得到明显的改善。这种氧化锆相变增韧 陶瓷称为氧化锆(相变)增韧陶瓷(Zirconia Toughened Ceramics，ZTC)。
(+H2O) ZrOCl2 氯氧化锆凝固150-180 ℃ ，与SiCl4分离
冷却结晶/焙烧
ZrO2(粉体) + Cl2 或，ZrOCl2 + 2NH3 + 2H2O Zr(OH)4 + 2NH4Cl
热分解分馏Z法rO2超细粉 150-180℃ ZrCl4
3.2 共沉淀法:
此法由于设备工艺简单，生产成本低廉，且易 于获得纯度较高的纳米级超细粉体，因而被广
内容提要
• 前言 • ZrO2的结构与性能 • ZrO2粉体制备工艺
什么是氧化锆
氧化锆是所有形式二氧化锆的统称，是一种
耐高温、耐磨损、耐腐蚀无机非金属材料。
世界上已探明的锆资源约为 1900 万吨(以金属锆计)，矿石品 种约有20种，主要含有如下几种化合物：
无机非金属材料有哪些
无机非金属材料有哪些
首先，陶瓷是一类无机非金属材料，它具有高强度、耐高温、耐腐蚀等特点，
因此在建筑、化工、电子、医疗等领域得到广泛应用。
陶瓷制品包括陶瓷器、陶瓷砖、陶瓷管道等，它们在日常生活中扮演着重要的角色。
其次，玻璃也是一种重要的无机非金属材料，它具有透明、硬度大、抗化学腐
蚀等特点，被广泛用于建筑、家具、器皿、光学仪器等领域。
随着科技的发展，玻璃的种类和用途也在不断增加，比如防弹玻璃、太阳能玻璃等新型玻璃制品的出现，为人们的生活带来了便利。
此外，橡胶和塑料也是常见的无机非金属材料。
橡胶具有弹性好、耐磨损、耐
老化等特点，被广泛用于轮胎、密封件、橡胶制品等领域。
而塑料具有质轻、易加工、绝缘等特点，被广泛用于包装、建筑、电子、医疗等领域。
随着人们对环保的重视，生物可降解塑料等新型塑料材料也逐渐受到关注和应用。
综上所述，无机非金属材料包括陶瓷、玻璃、橡胶、塑料等，它们在各个领域
都有着重要的应用价值。
随着科技的不断进步，无机非金属材料的种类和性能也在不断提升，为人类的生活和工业生产带来了许多便利和可能。
希望本文对无机非金属材料有关的知识有所帮助，谢谢阅读。
新型无机非金属材料有哪些
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一、重要概念1、新型无机非金属材料（1）是除有机高分子材料和金属材料以外的所有材料的统称。
（2）包括以某些元素的氧化物、碳化物、氮化物、卤素化合物、硼化物以及硅酸盐、铝酸盐、磷酸盐、硼酸盐等物质组成的材料。
2、陶瓷（1）从制备上开看，陶瓷是由粉状原料成型后在高温作用下硬化而形成的制品。
（2）从组分上来看，陶瓷是多晶、多相（晶相、玻璃相和气相）的聚集体。
3、玻璃（1）狭义：熔融物在冷却过程中不发生结晶的无机非金属物质。
（2）一般：若某种材料显示出典型的经典玻璃所具有的各种特征性质，则不管其组成如何都可称为玻璃（具有玻璃转变温度 Tg）。
玻璃转变温度：玻璃态物质在玻璃态和高弹态之间相互转化的温度。
具有Tg的非晶态新型无机非金属材料都是玻璃。
4、水泥凡细磨成粉末状，加入适量水后，可成为塑性浆体，能在空气或水中硬化，并能将砂、石、钢筋等材料牢固地胶结在一起的水硬性胶凝材料，通称为水泥。
5、耐火材料耐火度不低于1580℃的新型无机非金属材料6、复合材料由两种或两种以上不同性质的材料，通过物理或化学的方法，在宏观（微观）上组成具有新性能的材料。
通过复合效应获得原组分所不具备的性能。
可以通过材料设计使各组分的性能互相补充并彼此关联，从而获得更优秀的性能。
二、陶瓷知识点1、陶瓷制备的工艺步骤原材料的制备→坯料的成型→坯料的干燥→制品的烧成或烧结2、陶瓷的天然原料（1）可塑性原料：黏土质陶瓷成瓷的基础（高岭石、伊利石、蒙脱石）（2）弱塑性原料：叶蜡石、滑石（3）非塑性原料：减塑剂——石英；助熔剂——长石3、坯料的成型的目的将坯料加工成一定形状和尺寸的半成品，使坯料具有必要的机械强度和一定的致密度。
4、陶瓷的成型方法（1）可塑成型：在坯料中加入水或塑化剂，制成塑性泥料，然后通过手工、挤压或机加工成型；（传统陶瓷）（2）注浆成型：将浆料浇注到石膏模中成型（3）压制成型：在金属模具中加较高压力成型；（特种陶瓷）5、烧结将初步定型密集的粉块（生坯）高温烧成具有一定机械强度的致密体。
无机非金属材料
无机非金属材料（1）主讲：黄冈中学优秀化学教师汪响林一、传统硅酸盐材料1、传统硅酸盐材料简介(1）含义：在材料家族里，有一类非常重要的材料叫做无机非金属材料。
最初无机非金属材料主要是指硅酸盐材料，所以硅酸盐材料也称为传统无机非金属材料.像陶瓷、玻璃、水泥等材料及它们的制品在我们日常生活中随处可见.由于这些材料的化学组成多属硅酸盐类，所以一般称为硅酸盐材料。
（2）原料:传统硅酸盐材料一般是以黏土（主要成分为）、石英（主要成分为SiO2）、钾长石（主要成分为）和钠长石（主要成分为）等为原料生产的。
(3)结构和性质特点:这些原料中一般都含有硅氧四面体——结构单元。
由于硅氧四面体结构的特殊性，决定了挂酸盐材料大多具有稳定性强、硬度高、熔点高、难溶于水、绝缘、耐腐蚀等特点。
2、陶瓷(1)原料：黏土（2)设备：窑炉（3)工序:混合→成型→干燥→烧结→冷却→陶瓷器（4）原理：高温下，复杂的物理化学变化。
（5)种类:土器、瓷器、炻器等.(6）彩釉：烧制前，在陶瓷制品胚体表面涂一些含金属及其化合物的釉料，在烧结过程中因窑内空气含量的变化而发生不同的氧化还原反应，即产生表面光滑、不渗水且色彩丰富的一层彩釉。
彩釉中的金属元素烧制时空气用量与彩釉颜色空气过量空气不足黄、红、褐、黑蓝、绿黄绿红紫、褐褐、黑褐黄、绿、褐蓝绿蓝、淡蓝蓝（7）特性：抗氧化、抗酸碱腐蚀、耐高温、绝缘、易成型等许多优点。
3、玻璃(1）原料：纯碱、石灰石、石英砂(2）设备：玻璃熔炉（3）工序：原料粉碎→加热熔融→澄清→成型→缓冷→玻璃（4)原理:高温下，复杂的物理化学变化。
主要反应:(5）种类及特性：种类特性用途普通玻璃在较高温度下易软化窗玻璃、玻璃器皿等石英玻璃膨胀系数小、耐酸碱、强度大、滤光化学仪器、高压水银灯、紫外灯罩等光学玻璃透光性好、有折光性和色散性眼镜、照相机、显微镜和望远用透镜等玻璃纤维耐腐蚀、耐高温、不导电、隔热、防虫蛀玻璃钢、宇航服、光导、通信材料钢化玻璃耐高温、耐腐蚀、高强度、抗震裂运动器材、汽车、火车用窗玻璃等有色玻璃蓝色（含）、红色（含）、紫色(含）、绿色（含）、普通玻璃的淡绿色（含二价铁)4、水泥(1)原料:黏土、石灰石、辅助原料(2）设备：水泥回转窑（3)工序：原料研磨得生料→生料煅烧得熟料→再配以适量辅料(石膏、高炉矿渣、粉煤灰等）→研磨成细粉→水泥(4)原理:复杂的物理化学变化。
无机非金属材料范文
无机非金属材料范文
陶瓷材料是一种由氧化物、氮化物、碳化物和硼化物等无机非金属材
料组成的材料。
它们具有高硬度、高耐磨性、高耐温性和低热膨胀系数等
优点。
陶瓷材料通常用于制造陶瓷器、陶瓷砖、陶瓷瓷砖、陶瓷齿科材料、陶瓷陶瓷产品、电子陶瓷和结构陶瓷等产品。
玻璃材料是由硅酸盐和其他无机氧化物组成的材料，具有透明、透光、非晶态和不导电的特点。
玻璃是一种重要的建筑材料，用于制造窗户、门、玻璃幕墙和玻璃瓶。
玻璃材料也用于制造光学设备、电子器件和光纤等产品。
高分子材料也是一种无机非金属材料，是由高聚物组成的。
它们具有
高韧性、高耐热性和高绝缘性能。
高分子材料广泛用于制造塑料、橡胶、
纤维和胶粘剂等产品。
高分子材料通常用于制造食品包装材料、可降解材料、医疗器械和工业零件等产品。
复合材料是由两种或多种不同类型的材料组成的材料。
它们结合了各
种材料的优点，具有高强度、耐磨性、耐腐蚀性和低重量等优点。
复合材
料广泛应用于航空航天、汽车制造、建筑和体育器材等领域。
常见的复合
材料有碳纤维复合材料、玻璃纤维复合材料和金属基复合材料等。
石料材料是一种由石英、方解石和长石等矿石组成的材料。
它们具有
高硬度、高耐磨性和高耐火性。
石料材料广泛用于建筑、道路、铁路和桥
梁等建筑工程中。
常见的石料材料有花岗岩、大理石、石英石和石灰岩等。
无机非金属材料
无机非金属材料
无机非金属材料是指那些不含金属元素的材料，它们通常具有
高强度、耐高温、耐腐蚀等特点，广泛应用于建筑、电子、化工、
医药等领域。
本文将介绍几种常见的无机非金属材料及其应用。
第一种无机非金属材料是陶瓷材料。
陶瓷是一种由氧化物、氮
化物、碳化物等无机物质制成的材料，具有高硬度、耐磨损、耐高
温等特点。
陶瓷材料广泛应用于建筑、电子、化工等领域，如瓷砖、陶瓷器皿、陶瓷电子元器件等。
第二种无机非金属材料是玻璃材料。
玻璃是一种无定形的无机
物质，具有透明、硬度高、耐腐蚀等特点。
玻璃材料广泛应用于建筑、家具、电子、医药等领域，如建筑玻璃、玻璃器皿、玻璃光纤等。
第三种无机非金属材料是陶瓷纤维材料。
陶瓷纤维是一种由氧
化物、氮化物等无机物质制成的纤维材料，具有耐高温、耐腐蚀、
绝缘等特点。
陶瓷纤维材料广泛应用于航空航天、冶金、化工等领域，如陶瓷纤维隔热材料、陶瓷纤维过滤材料等。
第四种无机非金属材料是硅酸盐材料。
硅酸盐是一种由硅氧化物和金属氧化物组成的无机物质，具有耐高温、耐腐蚀、绝缘等特点。
硅酸盐材料广泛应用于建筑、陶瓷、玻璃等领域，如水泥、陶瓷材料、玻璃纤维等。
总的来说，无机非金属材料具有许多优良的性能，广泛应用于各个领域。
随着科技的不断发展，无机非金属材料的应用范围将会越来越广泛，对于推动各行业的发展起着重要的作用。
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陶瓷材料分类
陶瓷材料分类一、陶瓷的概述陶瓷是一种重要的无机非金属材料，具有高硬度、高耐磨性、高温稳定性和化学稳定性等优点。
根据其成分和性质的不同，陶瓷可以分为多种不同的类型。
二、陶瓷的分类方式根据陶瓷材料的成分、结构和应用等方面的不同，可以将陶瓷材料进行以下分类。
1. 按成分分类（1）氧化物陶瓷：由氧化物组成的陶瓷材料，如氧化铝、氧化锆等。
（2）非氧化物陶瓷：由非氧化物组成的陶瓷材料，如碳化硅、氮化硼等。
2. 按结构分类（1）结晶性陶瓷：具有规则的晶体结构，如氧化铝陶瓷。
（2）非晶性陶瓷：没有规则的晶体结构，如玻璃陶瓷。
3. 按应用分类（1）结构陶瓷：用于制造机械零件、航空航天部件等的陶瓷材料，如氧化锆陶瓷。
（2）电子陶瓷：用于制造电子器件的陶瓷材料，如氧化铝陶瓷。
（3）生物陶瓷：用于医疗器械和人工骨骼等的陶瓷材料，如氧化锆陶瓷。
三、常见陶瓷材料分类1. 氧化铝陶瓷氧化铝陶瓷是一种常见的结构陶瓷材料，具有高硬度、高耐磨性、高绝缘性和耐高温等特点。
由于其良好的性能，氧化铝陶瓷被广泛应用于制造机械零件、电子器件和耐火材料等领域。
2. 氧化锆陶瓷氧化锆陶瓷是一种结构陶瓷材料，具有高硬度、高强度和耐磨性等特点。
由于其优异的性能，氧化锆陶瓷被广泛应用于制造航空航天部件、人工骨骼和医疗器械等领域。
3. 碳化硅陶瓷碳化硅陶瓷是一种非氧化物陶瓷材料，具有高硬度、高耐磨性和耐高温等特点。
由于其出色的性能，碳化硅陶瓷被广泛应用于制造切割工具、研磨材料和耐火材料等领域。
4. 氮化硼陶瓷氮化硼陶瓷是一种非氧化物陶瓷材料，具有高硬度、高导热性和化学稳定性等特点。
由于其优良的性能，氮化硼陶瓷被广泛应用于制造切割工具、研磨材料和高温工具等领域。
5. 玻璃陶瓷玻璃陶瓷是一种非晶性陶瓷材料，具有良好的透明性、耐热性和耐腐蚀性等特点。
由于其特殊的结构和性能，玻璃陶瓷被广泛应用于制造厨具、电子器件和医疗器械等领域。
四、陶瓷材料的发展趋势随着科技的不断进步，陶瓷材料也在不断发展。
无机非金属材料陶瓷(概念、制备工艺、性能等)
Deliang Chen (Zhengzhou University)
2010-10-7
Deliang Chen (Zhengzhou University)
陶器
先进陶瓷（微米级）微米陶瓷
先进陶瓷（纳米级）纳米陶瓷
原料优化陶瓷工艺改进陶瓷理论的发展显微结构分析进展
性能研究和无损评价开发多学科之间的渗透陶瓷工艺的革新超细粉末和颗粒学的进展陶瓷的再开发和再评价
多学科的发展
陶瓷的新应用高性能和具有新性能陶瓷的出现和研究传统陶瓷
高铝质粘土和瓷土的应用
高温技术发展釉的发明中国陶瓷材料发展的路线图
2010-10-7
Deliang Chen (Zhengzhou University)
Silicate Ceramics
2010-10-7Deliang Chen (Zhengzhou University)10
各种功能和特性的新型陶瓷及其应用类型如下表：
2010-10-7Deliang Chen (Zhengzhou University)11续表
2010-10-7Deliang Chen (Zhengzhou University)12
续表
续表
2010-10-7Deliang Chen (Zhengzhou University)13
烧结过程如右图所示。
图中(a)表示烧
时，颗粒有的彼此以点接触，有的则
(a)—(b)表明随烧结温度的提高和时间的延长，开始产生颗粒间的键合和重排过程。
这时颗粒因重排而互相靠拢，(a)中的大空隙逐渐消失，气孔的总体积逐渐减少；但颗粒之间仍以。
陶瓷的材料
陶瓷的材料陶瓷是一种非金属材料，由多种材料物质烧制而成。
陶瓷材料可以分为无机非金属氧化物、金属氧化物、无机非金属非氧化物和有机非金属陶瓷等几种类型。
这些材料具有优良的物理性能和化学性能，被广泛应用于陶瓷制品、建筑材料、电子元件、航空航天等领域。
无机非金属氧化物陶瓷是最常见的陶瓷材料，其主要成分是金属氧化物，如硅酸盐、氧化铝等。
无机氧化物陶瓷具有优良的耐热性、耐腐蚀性和机械性能。
例如，氧化铝具有高硬度、强度和刚性，被广泛应用于制造陶瓷瓦片、陶瓷搪瓷厨具等。
此外，硅酸盐陶瓷也是一种常用的材料，具有良好的绝缘性能和高温稳定性，常用于制造电子元件、陶瓷芯片等。
金属氧化物陶瓷是由金属氧化物和金属复合物烧制而成的材料。
金属氧化物陶瓷具有优良的导电性、磁性和热性能。
常见的金属氧化物陶瓷有钨酸盐陶瓷、锂铁磷酸盐陶瓷等。
钨酸盐陶瓷具有高介电常数和低导电性能，广泛应用于制造电容器、陶瓷电阻器等电子元件。
锂铁磷酸盐陶瓷则具有良好的离子导电性能，被广泛应用于制造锂离子电池。
无机非金属非氧化物陶瓷是由氮化硅、碳化硅等非氧化物烧制而成的材料。
无机非金属非氧化物陶瓷具有高硬度、高强度和高温稳定性。
氮化硅陶瓷具有良好的高温力学性能和耐热耐腐蚀性，被广泛应用于制造耐火陶瓷和涂料。
有机非金属陶瓷是由有机物质和无机物质混合成的材料。
有机非金属陶瓷具备了有机材料的可塑性和无机材料的耐热性。
它们具有优良的导电性能和隔热性能，常用于制造陶瓷管、陶瓷纤维等。
总之，陶瓷材料具有多种类型和广泛的应用领域。
它们通过不同材料的组合和烧制工艺，实现了优良的物理性能和化学性能，为人们的生活和工作提供了许多便利和实用的解决方案。
常见无机非金属材料的认知
任务一陶瓷的认知
釉面墙地砖有釉面外墙砖、室内用墙地(通用)砖、脚线砖、梯沿砖。 国标(GB 11947-1989)规定的釉面墙地砖的主要规格尺寸见表4 -2。 2)陶瓷锦砖 陶瓷锦砖又称纸皮砖、马赛克，是用优质瓷土烧制的较小的一种墙地砖。
每一小块的单边长不大于50 mm，为便于施工，在出厂前按设计好的各 种图案粘贴于牛皮纸上，故又称“纸皮砖”。这种砖质地坚实，经久耐 用，具有耐酸、耐碱、色泽鲜明等特点，被广泛应用于地面、内外墙及 壁画装饰等。陶瓷锦砖有几十种形状及花色，可拼出几百种不同的图案。 但由于贴于地面，缝隙较多，清洁较难，故在家居内装饰中已很少采用。
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任务一陶瓷的认知
2)多孔砖 多孔砖是以钻土、页岩、煤研石为主要原料经焙烧制成，它的孔洞率大
于或等于15%，孔尺寸小而数量多，用于墙体承重用砖。我国目前生产 承重多孔砖的孔洞率一般为18%~28%，表观密度为1350~1480kg/m3， 并且竖孔的孔洞尺寸一般均较小。孔的形状有圆孔、非圆孔，方向多为 竖孔，且主要以竖孔方向使用，砌成承重墙体。规格尺寸有两种:190 mm x 190 mm x 90 mm(代号M)和240 mm x 115 mm x 90 mm(代号P)， 见图4 -2。产品质量和强度等级见表4-1所示。 3)空心砖 空心砖的孔洞率大于或等于350}，孔尺寸大而数量少，常作填充非承重 墙。空心砖孔洞采用矩形条孔或其他孔形，且平行于大面或条面，其形 状如图4-3所示。
二、陶瓷的分类
1.按照材料的性能和用途分类 按照材料的性能和用途分类，可将陶瓷材料分为普通陶瓷和特种陶瓷两
大类。 普通陶瓷即是陶瓷概念中的传统陶瓷，是人们生产和生活中最为常见和
经常使用的陶瓷材料，根据其使用领域的不同，又可分为日用陶瓷(包括 艺术品陶瓷)、建筑卫生陶瓷、化工陶瓷、化学陶瓷、电器绝缘陶瓷及其 他工业用陶瓷这类陶瓷所用原料基本相同，生产工艺技术相近，产量大， 用途广。
无机非金属材料百科
目录一.传统陶瓷 (2)1.定义 (2)2.特点 (2)3.分类 (2)4.原料 (2)5.工艺 (2)二．新型陶瓷材料 (3)1.特性 (3)2.结构陶瓷 (3)3.功能陶瓷 (3)4.生物陶瓷 (4)5.透明陶瓷 (4)6.智能材料 (4)三．水泥cement (5)1.定义 (5)2.性能 (5)3.分类 (5)4.硅酸盐水泥 (5)5.特种水泥和新型水泥 (5)四．玻璃 (7)1.组分构成 (7)2.主要原料 (7)3.生产工艺 (7)4.特种玻璃 (7)一.传统陶瓷1.定义用化合物粉末通过成型和高温烧结而成的具有高硬度和高脆性等的多晶固体材料。
2.特点●相组成：景相，玻璃相，气相。
●结合键：离子键，共价键，混合键。
●高硬，高脆，高耐磨，高熔点，低导热性，耐高温，耐腐蚀。
3.分类●氧化物陶瓷，碳化物陶瓷，氮化物陶瓷，其他。
●普通陶瓷，特种陶瓷。
●结构陶瓷，功能陶瓷。
4.原料●主料：黏土+长石+石英矿●辅料：白云石（CaCO3·MgCO3三方晶系），方解石（CaCO3三方晶系），菱镁矿（MgCO3），石灰岩（CaCO3三方晶系），滑石（3MgO·4SiO2·H2O三斜晶系），蛇纹石（3MgO·2SiO2·2H2O），硅灰石（CaO·SiO2针状晶系），透辉石（CaO·MgO·2SiO2单斜晶系），磷灰石。
5.工艺原料处理——制胚料——成型——制釉施釉——干燥——烧成●制坯：粉碎——淘洗——沉淀——练泥——陈腐●成型：可塑成型，注浆成型，压制成型。
●制釉施釉：釉：硅酸盐，形成陶瓷表面玻璃质薄层。
有Li2O,Na2O,K2O,PbO,CaO,MgO等。
配方要求：适应坯体性能及烧制工艺要求，热膨胀系数接近。
形成：原料分解——化合——熔化及凝固。
二．新型陶瓷材料1.特性耐高温，高强度；电学特性；光学特性；生物特性。
2.结构陶瓷●氧化物陶瓷◆氧化铝（α-Al2O3）陶瓷（人造刚玉），用做陶瓷管。
无机非金属材料应用实例汇总
无机非金属材料应用实例汇总无机非金属材料是一类在工业、科学以及日常生活中广泛应用的材料，它们具有独特的性能和特点，在各个领域中起到了重要的作用。
本文将汇总一些无机非金属材料的应用实例，以展示它们在不同行业中的重要性和广泛应用。
1. 硅胶材料硅胶是一种非金属、无机材料，具有优异的物理和化学性质，被广泛应用于医疗、电子、化工以及食品等行业。
在医疗领域，硅胶材料被用于制作人工器官、医疗器械和医疗高分子材料等，具有生物相容性好、耐高温、抗菌性强等特点。
在电子领域，硅胶被用作电子封装材料，用于保护和固定电子元件，具有电绝缘性、耐高温、抗震动等特点。
2. 陶瓷材料陶瓷是一种非金属材料，尤其在建筑、制造业、电子以及航空航天领域中有着广泛的应用。
在建筑领域，陶瓷被用于制作地砖、墙砖、卫生洁具等，具有耐高温、耐腐蚀、易清洁等特点。
在制造业中，陶瓷材料被用于制作切割工具、磨料、车削工具等，具有硬度高、耐磨损、导热性好等特点。
在电子领域，陶瓷被用作绝缘体、电容器等，具有绝缘性好、尺寸稳定性高等特点。
3. 碳纤维材料碳纤维是由纤维素或人造纤维素为原料，经过炭化、碳化等工艺处理制备而成的无机非金属材料。
碳纤维具有轻质、高强度、耐高温等特点，被广泛应用于航空航天、汽车、体育器材等领域。
在航空航天领域，碳纤维被用于制作飞机结构件、导弹外壳等，可以减轻重量、提高飞行性能。
在汽车领域，碳纤维被用于制作车身、发动机零部件等，可以提高车辆的燃油效率、降低能耗。
在体育器材领域，碳纤维被用于制作高尔夫球杆、自行车等，具有重量轻、强度高等特点。
4. 耐火材料耐火材料是一类针对高温环境设计的无机非金属材料，主要用于高温炉窑、冶金等行业。
耐火材料具有耐高温、耐腐蚀、导热性低等特点。
它们可以抵抗高温环境下的化学侵蚀，保护设备和工具的稳定性和整体性能。
一些常见的耐火材料包括火砖、耐火陶瓷、耐火水泥等。
总结回顾：无机非金属材料在各个行业中都具有广泛的应用，从医疗、电子到建筑、航空航天等领域，它们都起到了不可替代的作用。
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玻璃陶瓷，按其与生物体组织相互作用情况分 为两类：近似惰性和生物活性 惰性生物玻璃在体液的作用下，表面出现少量 的脱碱作用或因硅氧网络稍有溶解而产生变化， 基体则未发生改变 活性玻璃则由于体液作用，玻璃中碱性离子和 硅氧网络在浸蚀过程中逐渐破坏，离子溶解并 进入体液中循环
总体上看，生物玻璃较HA降解速度慢，组织 反应活性差一些，但活性高于惰性生物材料。
骨诱导osteoinduction：内含成骨诱导蛋
白，能够刺激植骨区周围的间充质干细 胞向成软骨细胞或成骨细胞分化，形成 新骨；例如脱钙骨
(三)玻璃陶瓷(Glass Ceramics)
1.结构特点： 玻璃:由无定形或非晶态的玻璃相组成 玻璃陶瓷:由一种或数种结晶相和玻璃相 组成，结晶相在数量上多于玻璃相 2.主要性能：透光率与真牙相似 3.生物性能： 能在体内与骨形成骨性结 合，同样是骨引导材料
它与人体牙和骨组织无机结构相似,目前 是一种优良的牙和骨缺损代用材料 1.合成：水热法，干热法，湿热法 2.主要性能 3.生物性能：与骨形成骨性结合，是良 好骨引导材料
(二)羟基磷灰石陶瓷 (Hydroxyapatite,HA)
骨引导osteoconduction：为血管的长入和
新骨的形成提供一个支架；例如磷酸三 钙，羟基磷灰石等
三.金属烤瓷材料与金属的结合
(一)金属烤瓷材料与金属的结合形式 1.机械结合：摩擦力 2.物理结合：两者之间的范德华力 3.压力结合：热胀系数 4.化学结合：起关键作用
为合金表面氧化层(锡,铟)与金属烤瓷材料中的氧化物和非晶 质玻璃界面发生化学反应,通过离子键、共价键、金属键所形成的 结合.
范德华力
口腔无机非金属材料 Dental Ceramic Dental Porcelain
陶？瓷？
高岭石（黏土 白陶土） Al2O3 · 2SiO2 · 2O 2H 长石 K2O · 2O3 ·6SiO2 Al
陶？瓷？
烧成温度 总气孔率 吸水率 硬度 透明度 原料不同
第一节 概述
子在表面形成定向排列，与晶体表面离 子牢固结合，不能移动，且难于去除
水化膜能够通过氢键与糖蛋白结合，赋
予铝瓷良好的生物性能
(五)氧化锆陶瓷（Zirconia Ceramic ）
1.结构特点：氧化锆晶体包括单斜m-ZrO2、 四方t-ZrO2和立方c-ZrO2，存在于不同的 温度范围，并可以相互转化 2.主要性能：高韧性、高抗弯强度和高耐 磨性 3.加工性能：采用静电压成形技术，生产 出瓷块，再通过CAM/CADA切削成形
为合金表面氧化层(锡,铟)与金属烤瓷材料中的氧化物和非晶 质玻璃界面发生化学反应,通过离子键、共价键、金属键所形成的 结合.
化学键
金属键（metallic bond）：主要在金属中存在。 由自由电子及排列成晶格状的金属离子之间的 静电吸引力组合而成 离子键（ionic bond）：指阴离子，阳离子间通 过静电作用形成的化学键 ，此类化学键往往在 金属与非金属间形成 共价键（covalent bond）：两个或多个原子共 同使用它们的外层电子，在理想情况下达到电 子饱和的状态，由此组成比较稳定的化学结构 叫做共价键，常发生在非金属间的结合
3. 碳纤维：以丙稀腈为原料，在张力牵
引下隔氧培烧，链状分子脱氢脱氮，留 下碳原子按同一方向整齐排列的纤维， 呈直径7～9 m黑色细丝，抗拉强度可达 3040 MPa。
(七) 非氧化物陶瓷（Nonoxide Ceramic）
报道少，主要用作硬组织的替换材料。
SiC材料：硬度高、强度大，导热导电性
5.生物性能：四无产品 6.审美性能：最佳
四．口腔陶瓷材料 及制品的制备
口腔陶瓷材料（粉）的制备 （高于熔点）
合成原料—配合—热处理（熔融）--粉碎—混合
成形
口腔陶瓷制品的制备 （低于熔点）
１．烧结 ２．表面涂层 ３．铸造 熔模铸造法（investment casting)
失蜡铸造法 (lost-wax process)
粉浆浇铸全瓷材料
氧化铝基质＋含镧玻璃
抗弯强度 450MPa
尖晶石基质＋含锆玻璃
抗弯强度 600MPa
可切削陶瓷
氧化锆陶瓷（zircon@，cercon@， lava@）
抗弯强度可达900MPa以上
第三节 金属烤瓷材料 （Porcelain-fused-to-metal）
一.概念和应用范围 二.种类组成和性能 (一)均为与各类金属烤瓷合金相匹配的 低熔烤瓷材料. 常见:德国的Vita和日本的Shofu (二)组成 不透明瓷,颈部瓷,体瓷,釉瓷
(六) 碳素陶瓷（Carbon Ceramic）
1. 热解碳： 1500 C热解碳氢化合物沉积在
石墨基体上的低温各向同性碳，以制作 牙根种植体
2.蒸汽沉积碳：在真空过程中通过电弧或
高能电子束等手段加热碳氢化合物，使 其分解，升华或溅射，沉积在钛金属表 面，以制作牙根种植体
(六) 碳素陶瓷（Carbon Ceramic）
种类和组成
(二) 组成 1.原料组成 长石 石英 白陶土 硼砂 结合剂
氧化铝 着色剂 釉料 荧光剂
组成
2.常见种类：
长石质全瓷 氧化铝质全瓷 白榴石增强长石质陶瓷
三.性能
(一)物理性能： 硬度及耐磨性高,与牙釉质相当 长石质陶瓷抗拉性能较差 (二)化学性能 (三)生物性能 (四)审美性能: 着色性，半透明性
陶瓷材料的降解
（二）材料表面状态与界面
1.陶瓷材料的表面能
(一)长石质陶瓷 (feldspathic porcelain)
1.结构特点：
长石：熔化时成熔剂，使石英和白陶土结合 石英：增加陶瓷材料的强度 白陶土：具可塑性，易与长石结合，增加陶瓷的韧 性和不透明性，缺点为失水后收缩大 助熔剂：碳酸钠，硼酸钠及碳酸钾
2.主要性能：热膨胀系数
(二)羟基磷灰石陶瓷 (Hydroxyapatite,HA)
好，是耐磨、耐腐蚀材料。
Si3N4材料：可代替氧化锆作关节置换假
体，比氧化锆有更好的使用寿命。
第二节 烧结全瓷材料 sintered all ceramic materials
一.概念：又称烤瓷材料？ 二.种类和组成 (一)种类 高熔烤瓷材料 1200-1450º C 中熔烤瓷材料 1050-1200º C 低熔烤瓷材料 850-1050º C
3.涂瓷及烧结成形
瓷折裂的原因
Leabharlann 无金属支持：铸造缺陷/颈缘游离瓷过长 金瓷结合失败：上底层瓷前金属处理不当 瓷层内应力过大： 烧结应力：厚度不均匀/烧烤时冷却过快 外力过大：就位时压力过大/咬合过高/咬 硬物
第四节 种植陶瓷材料
一.概念（implantation) 二.种类和组成： 生物惰性陶瓷 氧化铝 氧化锆 碳素等 生物反应性陶瓷 HAP 玻璃陶瓷 生物可吸收性陶瓷 TCP 铝酸钙陶瓷 三.性能： 机械强度与人体硬组织相适应 耐消毒灭菌性能
核心过程－－烧结
在高温作用下，粉状物料自发填充颗粒间隙的 过程，随着温度和时间的延长，过程中发生： 固体颗粒相互键联，晶粒长大，空隙（气孔）
和晶界逐渐消失，通过物质传递，物料的体积
收缩、密度增加，最后成为坚实的整体
五.几类口腔陶瓷材料的特征
长石质陶瓷 羟基磷灰石陶瓷
玻璃陶瓷
氧化铝陶瓷 氧化锆陶瓷 碳素陶瓷 非氧化物陶瓷
分子间作用力又称为范德华力，按其实
质来说是一种形成偶极后的电性吸引力， 包括取向力，诱导力和色散力
取向力：极性分子与极性分子之间
诱导力：极性分子和非极性分子之间
色散力：非极性分子和非极性分子之间
三.金属烤瓷材料与金属的结合
金属烤瓷材料与金属的结合形式 1.机械结合：摩擦力 2.物理结合：两者之间的范德华力 3.压力结合：热胀系数 4.化学结合：起关键作用
(四)氧化铝陶瓷(Alumina Ceramic)
1.结构特点：主要成分为Al2O3，晶型为α， 晶系为六方晶系，可分为多晶和单晶氧 化铝陶瓷 2.主要性能：硬度高，抗弯强度较大 3.生物性能：陶瓷表面存在一层亲水分子 结构－－水化膜
(四)氧化铝陶瓷(Alumina Ceramic)
水化膜：通过偶极和氢键作用，使水分
金属烤瓷材料的烧结温度 与金属熔点的关系
烤瓷材料的烧结温度 < 金属熔点
金属烤瓷材料与金属结合界面的润湿
金属表面高度清洁光滑
烤瓷熔融时有良好流动性
增大金属的表面能
金属与烤瓷结合失败的类型
1.烤瓷与金属之间: 由于氧化膜形成受阻, 使陶瓷无法结合于金属表面 2.氧化膜与瓷层间: 可能原因是氧化膜受 污染或是陶瓷材料与氧化膜发生相容性 问题 3.瓷层内部的分裂: 主要是瓷层内部有应 力集中现象或有杂质、气泡等造成完整 性的破坏与强度的减弱
四.工艺步骤
(一)成形：体积代偿 (二)烧结： 分为三阶段: 低温烧结--中温烧结--高温烧结 烧结次数和烧结温度对修复体强度和 颜色有影响
五. 其他工艺全瓷修复体
热压全瓷材料 粉浆浇铸全瓷材料 可切削全瓷材料
热压全瓷材料
白榴石基瓷（empress I） 1180º 0.3MPa C 抗弯强度 120MPa
一. 概念与发展史 二. 口腔无机非金属材料的分类 三. 口腔陶瓷材料的性质 四. 口腔陶瓷材料及制品的制备 五. 几类口腔陶瓷材料的特征
一、概念与发展史
陶瓷概念
陶瓷是由中国人发明的陶器和瓷器的总
称 ，以各种天然矿物经过粉碎混炼、成 型和煅烧制得的材料以及各种制品