3.无机非金属材料的制备
无机非金属材料制备方法
无机非金属材料制备方法
无机非金属材料的制备方法主要有以下几种：
1. 熔融法：将原料在高温下熔化，然后冷却固化成所需的形状。
熔融法可以用于制备玻璃、陶瓷等材料。
2. 溶胶-凝胶法：将溶解物溶解在溶剂中，形成胶体溶液，然
后通过水解、缩胶等过程使溶胶转变为凝胶固体。
溶胶-凝胶
法可以用于制备氧化铝、二氧化硅等材料。
3. 沉淀法：通过化学反应，在溶液中生成沉淀物，然后通过过滤、干燥等工艺得到固体产物。
沉淀法可以用于制备氧化铁、碳酸钙等材料。
4. 真空蒸发法：将材料以固体的形态放置在真空容器中，通过蒸发材料并在衬底上凝结形成薄膜。
真空蒸发法可以用于制备金属氧化物薄膜、硅薄膜等材料。
5. 气相沉积法：将气态的反应物在高温下沉积在基底上形成薄膜。
气相沉积法可以用于制备碳纳米管、氮化硅薄膜等材料。
这些方法的选择取决于所需材料的特性和制备工艺的要求。
无机非金属材料的定义与分类
无机非金属材料的定义与分类无机非金属材料，是指由无机物质构成的，不具有金属特性的材料。
与金属材料相比，无机非金属材料具有独特的化学和物理性质，广泛应用于各个领域。
本文将介绍无机非金属材料的定义与分类。
一、定义无机非金属材料是指由无机化合物和无机物质制成的材料。
无机非金属材料具有高硬度、高熔点和高抗腐蚀性等特点，因此在实际应用中具有广泛的用途。
无机非金属材料的制备方法多样，主要包括固相法、液相法、气相法等。
二、分类1. 陶瓷材料陶瓷材料是一类重要的无机非金属材料，主要由氧化物、非氧化物和复合材料组成。
常见的陶瓷材料包括氧化铝、碳化硅、氮化硅等。
陶瓷材料具有高温稳定性、耐磨性和绝缘性等特点，广泛应用于制瓷、建筑、电子等行业。
2. 玻璃材料玻璃材料是一种无定形非金属材料。
其主要成分是二氧化硅和其他氧化物。
玻璃材料具有透明、硬度高、化学稳定性好等特点，广泛应用于建筑、光学、器皿等领域。
3. 氟化物材料氟化物材料是一类由金属和氟化物组成的无机非金属材料。
氟化物材料具有良好的热稳定性、电绝缘性和化学稳定性，广泛应用于高温化学反应、光学器件等领域。
4. 碳材料碳材料是一种由纯碳构成的无机非金属材料。
其主要形式包括石墨、碳纤维等。
碳材料具有高强度、高导电性和低密度等特点，广泛应用于航空航天、电子器件等领域。
5. 氧化物材料氧化物材料是一类由金属和氧化物构成的无机非金属材料。
常见的氧化物材料包括氧化铝、氧化锌等。
氧化物材料具有高熔点、电绝缘性和耐腐蚀性等特点，广泛应用于陶瓷制品、电子元件等领域。
综上所述，无机非金属材料在现代工业中具有重要地位，其应用领域广泛。
随着科技的不断发展，研究人员不断探索新的无机非金属材料，并进一步优化其性能和应用。
相信在未来，无机非金属材料将会在各个领域得到更加广泛的应用。
高中化学无机非金属材料教案
高中化学无机非金属材料教案一、教学目标1. 让学生了解无机非金属材料的定义、特点和应用领域。
2. 使学生掌握无机非金属材料的主要制备方法。
3. 培养学生对无机非金属材料的兴趣和认识，提高其创新意识和实践能力。
二、教学内容1. 无机非金属材料的定义及特点2. 无机非金属材料的分类和应用3. 无机非金属材料的制备方法4. 常见无机非金属材料实例分析5. 无机非金属材料在现代科技中的应用三、教学重点与难点1. 重点：无机非金属材料的定义、特点、分类、应用和制备方法。
2. 难点：无机非金属材料的制备方法和应用领域的拓展。
四、教学方法1. 采用问题驱动法，引导学生主动探究无机非金属材料的相关知识。
2. 利用案例分析法，使学生了解无机非金属材料在实际生活中的应用。
3. 采用小组讨论法，培养学生团队合作意识和解决问题的能力。
4. 利用实验教学法，提高学生动手操作能力和实验技能。
五、教学准备1. 准备相关PPT、案例资料、实验器材和药品。
2. 设计好相关问题，准备课堂讨论和回答。
3. 安排好实验内容和实验指导。
【导入】（简要介绍无机非金属材料的概念，引发学生兴趣。
）【讲解】1. 无机非金属材料的定义及特点（讲解无机非金属材料的定义，通过对比有机非金属材料，突出其特点。
）2. 无机非金属材料的分类和应用（讲解无机非金属材料的分类，举例说明各种材料的应用领域。
）3. 无机非金属材料的制备方法（讲解无机非金属材料的制备方法，包括传统方法和现代制备技术。
）【案例分析】（分析具体无机非金属材料实例，如玻璃、陶瓷等，引导学生了解其在实际生活中的应用。
）【小组讨论】（提出相关问题，让学生分组讨论，培养团队合作意识和解决问题的能力。
）【实验教学】（安排实验内容，指导学生进行实验操作，培养动手能力和实验技能。
）【总结】（回顾本节课所学内容，强调重点知识，布置课后作业。
）六、教学进程1. 课前准备：教师提前准备相关资料，设计好教学问题和案例分析。
《无机非金属》课件
生物法
生物法是一种利用生物资源来制备无 机非金属材料的方法。
生物法可以制备出具有环保、可持续 性的无机非金属材料，但制备过程较 为复杂，且材料的性能和纯度不易控 制。
生物法通常需要使用微生物或植物提 取物等生物资源作为原料。
详细描述
热容表示材料在温度升高或降低时吸收或释放热量的能力，热导率表示热量在材料中的传导能力。热 膨胀系数表示材料在温度变化时尺寸变化的程度，抗热震性则表示材料在承受温度急剧变化时的稳定 性。
电学性能
总结词
无机非金属材料的电学性能主要包括电导率、介电常数和绝缘性等。
详细描述
电导率表示材料传导电流的能力，介电常数与材料的介电性能有关，绝缘性则表示材料 阻止电流通过的能力。
05
无机非金属材料的挑战 与未来发展
当前无机非金属材料面临的挑战
资源短缺
随着社会的发展，对无机非金属材料的需求量越来越大，而一些关键 资源的短缺问题逐渐凸显出来，如稀土元素、高岭土等。
环境负荷
无机非金属材料的生产过程中往往伴随着较高的能耗和排放，对环境 造成一定的压力，如水泥、玻璃等行业。
技术瓶颈
04
无机非金属材料的应用 实例
建筑领域的应用
总结词
广泛、重要
详细描述
无机非金属材料在建筑领域的应用非常广泛 ，如混凝土、石材、玻璃等，它们是建筑物 的主要构成材料，具有耐久、防火、隔音等 特点，为建筑物的安全和舒适提供了保障。
电子信息领域的应用
要点一
总结词
高科技、前沿
要点二
详细描述
在电子信息领域，无机非金属材料扮演着重要的角色，如 硅半导体材料、陶瓷电子元件等，它们是现代电子工业的 基础，为电子产品的微型化、高性能化提供了技术支持。
高中化学无机非金属材料教案
高中化学无机非金属材料教案一、教学目标1. 让学生了解无机非金属材料的定义、特点和应用领域。
2. 使学生掌握无机非金属材料的主要制备方法。
3. 培养学生对无机非金属材料的兴趣和认识，提高其科学素养。
二、教学内容1. 无机非金属材料的定义和特点2. 无机非金属材料的主要应用领域3. 无机非金属材料的制备方法4. 常见无机非金属材料举例三、教学重点与难点1. 重点：无机非金属材料的定义、特点、应用领域和制备方法。
2. 难点：无机非金属材料的制备方法和应用领域的拓展。
四、教学方法1. 采用多媒体课件进行教学，生动展示无机非金属材料的相关概念和图片。
2. 采用案例分析法，介绍具体的无机非金属材料制备方法和应用实例。
3. 开展小组讨论，让学生分享对无机非金属材料的了解和认识。
4. 进行课堂提问，检查学生对教学内容的掌握程度。
五、教学过程1. 导入新课：通过展示无机非金属材料在日常生活中的应用实例，引导学生关注和学习本节课的内容。
2. 讲解无机非金属材料的定义、特点和应用领域：结合多媒体课件，系统讲解无机非金属材料的基本概念、特点和应用领域。
3. 介绍无机非金属材料的制备方法：以具体案例为例，讲解无机非金属材料的制备方法，如玻璃、水泥、陶瓷等。
4. 分析无机非金属材料的制备原理：深入解析无机非金属材料制备过程中的化学反应原理。
5. 课堂互动：开展小组讨论，让学生分享对无机非金属材料的了解和认识。
6. 课堂提问：检查学生对教学内容的掌握程度，解答学生的疑问。
7. 总结与展望：对本节课的内容进行总结，并展望无机非金属材料在未来的发展趋势和应用前景。
六、教学评估1. 课堂表现评估：观察学生在课堂上的参与程度、提问回答情况以及小组讨论的表现。
2. 课后作业评估：检查学生对课后作业的完成情况，评估其对教学内容的理解和掌握程度。
3. 心得体会评估：阅读学生的课后心得体会，了解其对无机非金属材料的认知和感悟。
七、教学反思1. 反思教学内容：根据学生的学习情况和反馈，调整和完善教学内容，使之更符合学生的需求。
第五讲 硅—无机非金属材料
知识点一.硅1.硅的化学性质。
在常温下，硅的化学性质不活泼，不与O 2、Cl 2、H 2SO 4、HNO 3等反应，但可与氟气、氢氟酸和强碱反应。
①硅和氟气反应：Si+2F 2==SiF 4。
②硅和氢氟酸反应：Si+4HF==SiF 4↑+2H 2↑。
③硅和氢氧化钠溶液反应：Si+2NaOH+H 2O==Na 2SiO 3+2H 2↑。
④硅在氧气中加热：Si+O 2SiO 2。
2. 硅的工业制法。
SiO 2＋2C Si(粗硅)＋2CO ↑(注意产物)提纯：Si+2Cl 2SiCl 4 ；SiCl 4+2H 2Si+4HCl ↑3.晶体硅的用途。
用来制造半导体器件，制成太阳能电池、芯片和耐酸设备等。
知识点二. 二氧化硅1.物理性质：硬度大、熔点高，难溶于水。
2.化学性质：①酸性氧化物的通性：SiO 2是酸性氧化物，是H 2SiO 3的酸酐，但不溶于水：△无机非金属材料的主角-硅SiO2+CaO CaSiO3SiO2+2NaOH＝Na2SiO3+H2O (Na2SiO3是强的粘合剂)②弱氧化性：SiO2+2C Si+2CO↑③特性：SiO2＋4HF=SiF4↑＋2H2O要点解释：（A）由于玻璃的成分中含有SiO2，故实验室盛放碱液的试剂瓶用橡皮塞而不用玻璃塞。
（B）未进行磨砂处理的玻璃，在常温下是不易被强碱腐蚀的，故盛放碱液可以用玻璃瓶（不能用玻璃塞）。
（C）因为氢氟酸腐蚀玻璃，与玻璃中的SiO2反应，所以氢氟酸既不能用玻璃塞、也不能用玻璃瓶保存，而应保存在塑料瓶或铅皿中。
3.用途：①SiO2是制造光导纤维的主要原料。
②石英制作石英玻璃、石英电子表、石英钟等。
③水晶常用来制造电子工业的重要部件、光学仪器、工艺品等。
④石英砂常用作制玻璃和建筑材料。
4.SiO2与CO2化学性质的比较CO2+H2O H2CO3SiO2+CaO CaSiO3SiO2+2C Si+2CO↑知识点三.硅酸（H4SiO4、H2SiO3）△1.不稳定性：H2SiO3SiO2 +H2O2.极弱酸性：不能使酸碱指示剂变色：H2SiO3＋2NaOH=Na2SiO3+2H2O制备：Na2SiO3+CO2+H2O=H4SiO4↓(白色胶状)+Na2CO3或Na2SiO3+2HCl==H2SiO3↓+2NaCl，H4SiO4＝H2SiO3+H2O(不稳定、易分解)知识点四. 硅酸盐1.常用的硅酸盐是Na2SiO3，俗称“泡花碱”，易溶于水，其水溶液称为水玻璃，是一种矿物胶，密封保存。
无机非金属材料知识点
无机非金属材料知识点(总7页)--本页仅作为文档封面，使用时请直接删除即可----内页可以根据需求调整合适字体及大小--无机非金属材料知识点一、重要概念1、无机非金属材料①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、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：热膨胀系数和比热等物理性质的突变温度。
具有Tg的非晶态材料都是玻璃。
4、水泥凡细磨成粉末状，加入适量水后，可成为塑性浆体，既能在空气中硬化，又能在水中硬化，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℃的无机非金属材料6、复合材料复合材料是两种或两种以上物理、化学性质不同的物质组合而成的一种新的多相固体材料。
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。
无机非金属材料教案
无机非金属材料教案一、教学目标1. 让学生了解无机非金属材料的定义、特点和应用领域。
2. 使学生掌握无机非金属材料的基本制备方法和性质。
3. 培养学生对无机非金属材料科学的兴趣和好奇心。
二、教学内容1. 无机非金属材料的定义和特点2. 无机非金属材料的分类和应用3. 无机非金属材料的制备方法4. 无机非金属材料的性质5. 无机非金属材料在日常生活和工业中的应用三、教学重点与难点1. 重点：无机非金属材料的定义、特点、分类、应用、制备方法和性质。
2. 难点：无机非金属材料的制备方法和性质的理解与运用。
四、教学方法1. 采用讲授法，讲解无机非金属材料的基本概念、特点、分类、应用、制备方法和性质。
2. 使用案例分析法，介绍无机非金属材料在日常生活和工业中的应用实例。
3. 开展小组讨论，让学生分享对无机非金属材料的理解和看法。
五、教学准备1. 教材或教学资源：《无机非金属材料》等相关教材或教学资源。
2. 课件：制作相关章节的教学课件，包括图片、图表、视频等。
3. 实验器材：准备相关实验器材，如样品、实验试剂等。
4. 投影仪：用于展示课件和实验结果。
六、教学过程1. 引入新课：通过展示无机非金属材料在日常生活中的应用实例，如玻璃、陶瓷、水泥等，引发学生对无机非金属材料的兴趣。
2. 讲解无机非金属材料的定义和特点：介绍无机非金属材料的定义，解释其不导电、不导热、硬度大、脆性等特点。
3. 分类和应用：讲解无机非金属材料的分类，包括氧化物、硅酸盐、磷酸盐等，并介绍其在建筑、电子、光学等领域的应用。
4. 制备方法：介绍无机非金属材料的主要制备方法，如熔融法、烧结法、溶胶-凝胶法等，并通过实验演示其中一种方法。
5. 性质：讲解无机非金属材料的主要性质，如熔点、硬度、透光性、透气性等，并通过实验观察和分析。
6. 课堂互动：开展小组讨论，让学生分享对无机非金属材料的理解和看法，鼓励学生提出问题和建议。
7. 总结与复习：对本节课的内容进行总结，并布置复习题目，让学生巩固所学知识。
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5 、功能陶瓷超微细粉料的制备 固相法：把金属氧化物或其盐按照配方充分混合、后研磨
进行煅烧。 粉碎方法：（1）化学法
a. 氧化还原法 b. 固体热解法 c. 固相反应法 （2）机械法 液相法（1）沉淀法：利用生成沉淀的液相反应来进行 a.直接沉淀法 b.共沉淀法 c.均匀沉淀法 （2）水解法： a. 醇盐水解法 b. 金属盐水解法
b.热学材料：耐热、导热、隔热、蓄热与散热、热膨胀 等。 c.化学材料：耐腐蚀性、耐气候性、催化性、离子交换性、
反应性、化学敏感性等。 d.光学材料：发光性、光变换性、感光性、分光性、光敏
感性等。 e.电气材料：磁性、接介电性、压电性、绝缘性、导电性、
ห้องสมุดไป่ตู้存储性、半导性、热电性等。
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4、功能陶瓷制备过程中应具备的技术要素： （1）原材料：高纯、超细、粒度分布均匀。 （2）化学组成：可以精确调整和控制。 （3）精密加工：精密可靠，而且尺寸和形状可根据需要进
b.陶瓷材料
c.高聚物
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第二节、陶瓷的分类 陶瓷材料分两大类： ( 除玻璃、水泥、砖瓦及耐火材料外) 1 、传统陶瓷（普通陶瓷）
主要指粘土制品。天然的硅酸盐矿物为原料，经 制坯、成型、烧结制成的产品。
包括 2 、特种陶瓷
日用陶瓷 建筑陶瓷 电器绝缘陶瓷 化工陶瓷 多孔陶瓷等
以高纯度的化工原料和合成矿物为原料，沿用传统的工艺 流程制备的陶瓷。
第一节、陶瓷的概念: 传统陶瓷：陶器和瓷器（狭义：用火烧成的制品）。 泛指整个硅酸盐矿物（含SiO2的化合物）， 其代表性结构：高岭石结构 Al2(Si2O5)(OH)4， 原料配制、坯料成型、窑炉烧成。（含粉末冶金制品） 近代陶瓷：经高温处理工艺所合成的无机非金属材料。
现代工程材料三大支柱
a.金属材料
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第三节、传统陶瓷的制备 生产工艺流程：原料配制、坯料成型、制品烧成 1 、原料配制（主要原料：粘土、石英、长石） （1）粘土：高岭土结构（Al2O3.2SiO2.2H2O)为基础的矿
物（多种含水的铝硅酸盐的混合体）。加水混合 有好的可塑性，在坯料中起塑化和粘接作用，并 保证干坯强度和烧结后使用性能。是烧成时莫来 石的主要成分来源。 （2）石英：是无水的SiO2或硅酸盐。在烧成中与长石等易 熔物形成玻璃相，增液相粘度，减少制品变形 还与粘土中的Al2O3形成莫来石；残余石英构成 坯体的骨架。
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2、特种陶瓷分类
功能陶瓷：以电、磁、光、声、热力、化学和生物学信
息的检测、转换、耦合、传输及存储功能为 主要特征，这类介质材料通常具有一种或多 种功能。
结构陶瓷：指在应用时主要利用其力学性能的材料。
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3、功能陶瓷的分类
a.机械材料：耐磨损、高比强度、高硬度、抗冲击、高精 度尺寸自润滑性等。
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（3）长石：助熔剂原料，如钾长石（K2O.Al2O3.6SiO2）烧 结时促进玻璃相的形成。高温下具有一定粘度， 起到高温热塑性作用和胶结作用。冷却后的长 石熔体构成了陶瓷的玻璃基质，增加了透明度， 提高釉面光泽和使用性能。
（4）外加剂：如腐植酸钠、水玻璃、石膏等。 2 、坯料的成型：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。 （1）可塑成型：在坯料中加入水或塑化剂，捏制成可塑泥料，
经手工、挤压或机械加工成型。 普通陶瓷常用。
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（2）注浆成型：将浆料浇铸到石膏模中成型，常用于制造形 状复杂、精度要求不高的建筑陶瓷等。
（3）压制成型：在粉料中加入少量水分或塑化剂，在金属模 具中加较高压力成型。主要用于特种陶瓷或 金属陶瓷。
第二部分 非金属材料的制备
非金属材料的分类
按照制备方法分 天然材料 人造材料
按照化学组成分 无机非金属材料 有机高分子材料
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第一章 无机非金属材料的制备
包括：
✓传统无机非金属材料
陶瓷、水泥、玻璃 耐火材料 搪瓷、砖瓦、琉璃 铸石 碳素材料 非金属矿等
✓先进无机非金属材料 先进陶瓷材料 先进炭材料
SiO2.2H2O 绢云母30-50 高岭土30-50
石英9-20 其它矿物5-10
性能 瓷质洁白半透明， 同长石质瓷， 特点 断面呈贝壳状， 但透明度、外
不透气，吸水率 观色调好
低，坚硬强度高， 化学稳定性高
主要 餐具、茶具陈设 餐具、茶具， 应用 陶瓷，装饰美术 工艺美术制品
瓷一般工业制品
骨灰质瓷
磷石灰，含大 量Ca(PO4)2
骨灰20-60 长石8-22 高岭土25-45 石英9-20
白度高、透光 性好，光泽柔 和、吸水率小 但热稳定性较 差，瓷质较脆
高级餐具、茶 具，高级工艺
美术瓷器
日用滑石质瓷
日用滑石 3MgO.4SiO2.H2O
滑石约73 长石约12 高岭土约11 粘土约4
白度、色调、吸水 率、机械强度、热 稳定性等均已达到 或超过一般日用陶
瓷的水平
高级日用瓷， 一般电工陶瓷
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（2）普通工业陶瓷 按用途分：建筑陶瓷、卫生陶瓷、电器绝缘陶瓷和化工陶瓷。 a.建筑陶瓷
粗陶器：以难熔粘土为主要原料。瓦、盆罐等 精陶器：以瓷土或高岭土等为主要原料。釉面砖、化学
工业用品等。 b.卫生陶瓷：用于卫生设施的带釉陶瓷制品。以高岭土为
主要原料。 c.电器绝缘陶瓷：作为隔电、机械支持及连接用瓷质绝缘
器件。所用釉料主要是高温长石釉。 d.化工陶瓷：生化制药食品工业用的重要材料。要求坯料
中钾、钠含量尽量少。
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第四节、特种陶瓷 1 、名称
先进陶瓷（Advanced Ceramics) 精细陶瓷 (Fine Ceramics) 工程陶瓷 (Engineering Ceramics) 新型陶瓷 (New Ceramics) 近代陶瓷 (Modern Ceramics) 高技术陶瓷 (High Technology Ceramics) 高性能陶瓷 (High Performance Ceramics)
由于成型的坯体含水较多，强度不高，为适应后面工序如修 坯、施釉等的需要，须进行干燥。 3 、制品的烧成或烧结
4 、普通陶瓷的分类和应用
日用陶瓷
分类
（1）日用陶瓷（见下页表）
普通工业陶瓷
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类型
长石质瓷
绢云母质瓷
主要 成分
原料 配比
%
长石
长石20-30 石英25-35 粘土40-50
绢云母 K2O.3Al2O3.6